FOO TPR INT

1. FOOTPRINT Des outils innovants pour l’évaluation et la réduction du risque de contamination des eaux par les pesticides Giovanna Azimonti, Martin Bach, Enrique Barriuso, Pierre Benoît, Giovanni Bidoglio, Faycal Bouraoui, Igor Dubus, Yves Coquet, Wieslaw Fialkiewicz, Hayley Fowler, Olivier François, Anker Højberg, John Hollis, Nick Jarvis, Ireneusz Kajewski, Jeanne Kjær, Jenny Kreuger, Kathy Lewis, Franc Lobnik, Polykarpos Lolos, Tom Nolan, Benoît Réal, Stefan Reichenberger, Fredrik Stenemo, Metka Suhadolc, Nicolas Surdyk & Evangelia Vavoulidou-Theodorou Igor Dubus, Coordinateur du projet européen FOOTPRINT IFEN, 29 juillet 2008

2. Objectifs et plan de l’exposé • Vous parler de devenir des pesticides dans l’environnement • Vous expliquer ce que sont les modèles de transfert que nous mettons en œuvre • Vous présenter FOOTPRINT et les outils que nous mettons au point • N’hésitez pas à m’interrompre si vous avez des questions !

3. Processus impliqués dans la dispersion des pesticides dans l'environnement Application Dérive de pulvérisation Volatilisation Ruissellement Drainage Rétention / dégradation Lixiviation

4. Processus impliqués

5. Formalisation mathématique • Règle classique : -50% d'attention à chaque équation montrée • Des mathématiciens/numériciens/développeurs intègrent les équations dans des logiciels • de complexité très variable • plus ou moins aisés à utiliser

6. Météo Couvert Pesticide Modèle Flux d'eau Flux et concentrations de pesticides Qu'est ce qu'un modèle ? Sol Percolation, ruissellement, érosion, drainage

7. Un exemple classique de sortie d'un modèle Simulation des concentrations journalières dans le drainage sur une période de 30 ans

8. Quelques exemples de modèles MACRO PRZM PEARL PELMO + tous les modèles de recherche !

9. Peut on faire confiance aux modèles? • Directive EEC 91/414: "utilisation de modèles validés" • Très nombreux exercices de validation depuis 20 ans • Nombreuses comparaisons à des données mesurées • Connaissance de leurs forces et leurs limites

10. Un exemple d'exercice de validation • 12 modèles • 4 jeux de données mesurées • 36 modélisateurs + initiatives FOCUS (FOrum for the Coordination of models and their Use)

11. Derniers travaux de validation en France • Modélisation des transferts d'eau et de pesticides vers les réseaux de drainage sur le site de La Jaillière (milieu argileux drainé) • Modèle MACRO prenant en compte les écoulements préférentiels

12. Derniers travaux en France • Transfert de l'isoproturon en systèmes drainés

13. "Utilisateur lambda" Quelles utilisations ? Quelles évolutions ? • Domaine de la recherche • Domaine de l'évaluation du risque a priori • Evaluation et gestion (réduction) des risques à l'aide d'outils appliqués Expert FOOTPRINT

14. FOOTPRINT ? • Une initiative majeure financée par l'Union Européenne dans le cadre du 6ème PCRD • A démarré en janvier 2006, pour une durée de 3 ans • 15 partenaires (dont 3 français) représentant 9 Etats Membres.

15. FOOTPRINT, un projet "de recherche" unique • Un projet très appliqué • Transfert de technologie • 'Recherche action' • De l'applicatif, de l'opérationnel • Un objectif de résultats, pas de moyens

16. Le contexte général en 2008 • Volet agricole • Une profession stigmatisée par les médias et l’opinion publique • Des pertes de produits suite au renforcement des critères d’homologation [impasses, résistances] • Une tension forte sur le prix des céréales • Volet environnement • Détections quasi-généralisées de substances actives dans les milieux • Des objectifs ambitieux de reconquête de la qualité de l’eau • Un objectif de résultats, pas de moyens • Volet sociétal • Débats passionnés • Inquiétude générale des populations Une baisse des transferts de pesticides vers les ressources en eau est dans l’intérêt de tous !

17. Le contexte législatif et politique • Union Européenne • Directive Cadre sur l’Eau • Directive ‘Homologation’ • Stratégie Thématique sur les Pesticides • Conditionnalité des aides PAC • France • PIRRP • PNSE • Evaluation des risques pour l'homologation en France • Mesures agro-environnementales • LEMA • Grenelle de l'Environnement • EcoPhyto2018

18. Les partenaires FOOTPRINT Spécialistes en devenir environnemental des pesticides Agronomes Pédologues Météorologues Hydro(géo)logues Ecotoxicologues Conseillers agricoles SIGistes Modélisateurs Informaticiens Développeurs Une 50aine de personnes au total www.eu-footprint.org/fr/

19. Objectif principal du projet • Développer 3 logiciels permettant : • d'identifier les sources et les voies de transfert de l'eau et des pesticides dans le paysage agricole • d'estimer les niveaux de concentrations en pesticides transitant vers les eaux souterraines et les eaux superficielles • d'émettre des recommandations sur les moyens de réduire le risque de contamination des ressources en eau

20. Les 3 outils FOOTPRINT • Les 3 outils opèrent à des échelles différentes et sont construits pour des communautés d'utilisateurs distinctes mais partagent une même méthodologie • Les utilisateurs des outils: • Les agriculteurs et les conseillers agricoles (échelle de l'exploitation agricole) • Les "gestionnaires de la qualité de l'eau" (échelles BV / PRA / départementale / régionale) • Les ministères, les agences, les autorités d'homologation (échelles nationale et supra-nationale), l'Europe • Les outils prennent en compte les pollutions diffuses et les pollutions ponctuelles

21. FS L'outil FOOT-FS • Utilisation à l'échelle de l'exploitation par les conseillers et les agriculteurs • Priorités: • Identifier les sources et les voies de transfert des pesticides dans le paysage • émettre des recommandations sur les moyens de réduire le risque de contamination des ressources en eau • Logiciel PC & portail internet www.eu-footprint.org/fr/

22. CRS L'outil FOOT-CRS • Utilisation à une échelle BV / 'région' par les gestionnaires de la qualité de l'eau • Priorités : • Identifier les zones contributives à la contamination des eaux et les zones à risque • Evaluer l'efficacité a priori de plans de mesures • Module FOOT-CRS dans ArcGIS www.eu-footprint.org/fr/

23. NES L'outil FOOT-NES • Utilisation à une échelle large par l'Europe, les ministères, les agences, les autorités d'homologation • Priorités: • Identifier les zones contributives à la contamination des eaux et les zones à risque • Evaluer la probabilité de voir les concentrations en pesticides dans les eaux dépasser les limites légales (0.1 g/l) ou écotoxicologiques • Module FOOT-NES dans ArcGIS www.eu-footprint.org/fr/

24. Le concept FOOTPRINT Caractériser de manière extensive tous les milieux agricoles dans tous les Etats Membres (!) 1. Développement de scénarios agro-environnementaux Déployer les meilleurs modèles issus de la recherche pour estimer le transfert de centaines de pesticides dans ces milieux (!) 2. Modélisation Intégrer les résultats de modélisation dans des outils simples à utiliser et adaptés à leurs utilisateurs 3. Développement d’outils Evaluer les outils dans leurs conditions réelles d’application 4. Evaluation Assurer un support des outils à long terme, faciliter leur utilisation et leur déploiement 5. Pérennisation www.eu-footprint.org

25. Les 4 volets de FOOTPRINT Evaluation FOOTPRINT PPDB http://www.eu-footprint.org/ppdb.html Développement d'outils Modélisation Développement de scénarios agri-environnementaux FOOTPRINT SUGAR www.eu-footprint.org

26. La FOOTPRINT PPDB • FOOTPRINT Pesticide Properties Database • Crée et gérée par l’Université du Hertfordshire (RU) pour FOOTPRINT • Recueil de propriétés de : • physico-chimie • devenir environnemental • écotoxicologie • toxicologie • Pour 750 substances actives et 400 métabolites de dégradation • Plan d’assurance qualité (origine de la donnée et niveau de confiance) • Important effort de validation de la base • Mise à disposition gratuite à travers un site web

27. The FOOTPRINT PPDB Screenshots http://www.eu-footprint.org/ppdb.html www.eu-footprint.org

28. The FOOTPRINT PPDB Screenshots http://www.eu-footprint.org/ppdb.html www.eu-footprint.org

29. The FOOTPRINT PPDB http://www.eu-footprint.org/ppdb.html

30. The FOOTPRINT PPDB Screenshots http://www.eu-footprint.org/ppdb.html Eco www.eu-footprint.org

31. Une base appréciée • Forte fréquentation et en hausse permanente • Actuellement environ 1500 pages vues par jour • La base devient la référence dans son domaine • La base est progressivement intégrée dans des logiciels tiers • Nouvelles versions pour des organismes institutionnels (e.g. IUPAC) www.eu-footprint.org

32. FOOTPRINT SUGAR • SUGAR = SUrface water / GroundwAter contRibution index • Un indice indiquant si une zone est infiltrante ou ruissellante • Basée sur des données mesurées et facilement disponibles !

33. SUGAR = f(IDPR, SPR) • IDPR • Basé uniquement sur des données mesurées • Altitudes (MNT) et un réseau de rivières (réseau de drainage) • Construction d'un réseau de drainage à l'aide du MNT et comparaison avec le réseau de drainage observé • SPR • Standard Percentage Runoff utilisé en hydrologie pour caractériser les transferts rapides vers les eaux de surface • Un SPR est associé à chacun des types de sol FOOTPRINT MNT Réseau artificiel Réseau observé IDPR

34. Les cartes FOOTPRINT SUGAR • Carte générée pour l'intégralité de l'Europe • 1:1M DCW for surface network • SRTM 90 x 90 m for DTM • FOOTPRINT agro-environmental scenarios • Workshop tenu à Orléans avec les spécialistes FOOTPRINT

35. The FOOTPRINT EU SUGAR map

36. FOOTPRINT SUGAR pour la France

37. Scénarios agro-environnementaux Caractériser de manière extensive les milieux en Europe (et donc en France) dans lesquels les pesticides sont appliqués

38. HOST CORPEN Volet transfert dans les sols 264 types de sol FOOTPRINT

39. Blé tendre d’hiver en France Travail énorme 42 cultures, 252 régions NUTS2 (23 pays)

40. Les scénarios agri-environnementaux FOOTPRINT Climat CORINE 2000 + NUTS de niveau 2 European Soil geographic database 1:1,000,000 Combined Climate/NUTS2/CORINE 2000/soil type polygons

41. Scénarios agri-environnementaux FOOTPRINT • 16 climats • 256 types de sol • 42 couverts • 12 dates d'appl. • ~ 90,000 scenarios

42. Couvertures des Etats Membres

43. MACRO Transferts vers la profondeur et vers les réseaux de drainage PRZM Transferts par ruissellement et par érosion Perte en pesticides Phase de développement Pesticides 'théoriques' Koc & DT50

44. Phase d'utilisation Koc, DT50 Accès rapide à la base de données des résultats des simulations Perte en pesticides

45. De quoi ai-je besoin pour utiliser les outils FOOTPRINT ? • Indications de scénarios fournies 'par défaut' sur la base d'informations disponibles au niveau européen (et donc national) • Minimum: • Identité de la molécule appliquée • date et dose d'application • Des outils conçus pour s'adapter aux données disponibles

46. Que fournissent les outils FOOTPRINT ? • Une indication des voies de transfert des pesticides vers les eaux • Une indication du risque environnemental encouru • suite à l'utilisation d'un pesticide donné (ou de plusieurs) • dans un milieu donné • Des conseils spécifiques pour limiter les transferts • Un diagnostic pollutions ponctuelles • Des véritables outils de gestion • Des outils de communication

47. FOOTPRINT permet d’évaluer des scénarios alternatifs (tester des hypothèses) • Quelle est l'influence probable sur le risque de transferts : • De réductions de doses ? • De changements de date d'application ? • De changements de culture ? De changements d'itinéraires techniques ? • De substitutions de molécules ? • De mise en place de mesures de réduction des risques (bandes enherbées, buses anti-dérives) ? • Etudes possibles • Itinéraires techniques moins intensifs • Agro-carburants • [Changement climatique]

48. Avantages des outils FOOTPRINT • Cohérence entre les différentes échelles • Une couverture nationale extensive • La possibilité d'utiliser ses données • Intègrent des démarches largement utilisées (CORPEN) • Un moteur 'exceptionnel' (les meilleurs modèles issus de la recherche) • Toute la complexité est masquée dans les outils • Adaptation des outils aux utilisateurs et à leurs besoins • La possibilité de faire des tests d'hypothèses • De véritables outils de gestion et de réduction du risque • Des indicateurs robustes, basés sur les meilleures connaissances scientifiques du domaine • Un consensus très large autour des outils FOOTPRINT

49. Quelle utilisation pour les outils FOOTPRINT? • Organisation en juin 2008 d’un séminaire visant à identifier les attentes des acteurs français du domaine Pesticides vis-à-vis d’outils d’évaluation du risque • FOOTPRINT et ses outils utilisés comme base de discussions • Une vingtaine de participants d’horizons différents • 2,5 jours de travaux • Un compte rendu détaillé téléchargeable sur le site FOOTPRINT www.eu-footprint.org/fr/seminaireorp.html

50. Les participants ont exprimé le souhait de disposer d’outils permettant (1/2): • D'évaluer le risque de transfert des pesticides vers les ressources en eau à différentes échelles, depuis l'échelle de l'exploitation jusqu'à l'échelle nationale. • D'identifier les pratiques et les territoires à risque vis-à-vis de la contamination des eaux. • De cartographier les risques de contamination des ressources en eau. • D'évaluer, de piloter et de prioritiser des plans de mesure visant à reconquérir la qualité de l'eau. • D'évaluer des risques de transfert pour les conditions françaises dans le cadre des démarches d'homologation des préparations. • D'identifier des zones prioritaires d'action au sein de bassins versants. • De conjuguer une agriculture à la fois productive et respectueuse de l'environnement. • D'évaluer l'influence de modifications de pratiques (non labour, techniques de travail du sol simplifiées). • D'apporter des informations permettant de raisonner des substitutions de molécules sur des critères environnementaux. • D'établir des listes de substances prioritaires en fonction des milieux, dans un but de pilotage d'actions de la surveillance de la qualité de l'eau. • De fournir une quantification des flux de pesticides dans l'environnement, à des niveaux non quantifiables par les méthodes d'analyse actuelles.