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FOO TPR INT. Des outils innovants pour l’évaluation et la réduction du risque de contamination des eaux par les pesticides.

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Presentation Transcript
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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

objectifs et plan de l expos
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 !
processus impliqu s dans la dispersion des pesticides dans l environnement
Processus impliqués dans la dispersion des pesticides dans l\'environnement

Application

Dérive de pulvérisation

Volatilisation

Ruissellement

Drainage

Rétention / dégradation

Lixiviation

formalisation math matique
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
qu est ce qu un mod le

Météo

Couvert

Pesticide

Modèle

Flux d\'eau

Flux et concentrations de pesticides

Qu\'est ce qu\'un modèle ?

Sol

Percolation, ruissellement, érosion, drainage

un exemple classique de sortie d un mod le
Un exemple classique de sortie d\'un modèle

Simulation des concentrations journalières dans le drainage sur une période de 30 ans

quelques exemples de mod les
Quelques exemples de modèles

MACRO

PRZM

PEARL

PELMO

+ tous les modèles de recherche !

peut on faire confiance aux mod les
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
un exemple d exercice de validation
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)

derniers travaux de validation en france
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
derniers travaux en france
Derniers travaux en France
  • Transfert de l\'isoproturon en systèmes drainés
quelles utilisations quelles volutions

"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

footprint
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.
footprint un projet de recherche unique
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
le contexte g n ral en 2008
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 !

le contexte l gislatif et politique
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
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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/

objectif principal du projet
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
les 3 outils footprint
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
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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/

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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/

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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/

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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

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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

la footprint ppdb
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
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The FOOTPRINT PPDB

Screenshots

http://www.eu-footprint.org/ppdb.html

www.eu-footprint.org

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The FOOTPRINT PPDB

Screenshots

http://www.eu-footprint.org/ppdb.html

www.eu-footprint.org

the footprint ppdb
The FOOTPRINT PPDB

http://www.eu-footprint.org/ppdb.html

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The FOOTPRINT PPDB

Screenshots

http://www.eu-footprint.org/ppdb.html

Eco

www.eu-footprint.org

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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

footprint sugar
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 !
sugar f idpr spr
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

les cartes footprint sugar
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
sc narios agro environnementaux
Scénarios agro-environnementaux

Caractériser de manière extensive les milieux en Europe (et donc en France) dans lesquels les pesticides sont appliqués

volet transfert dans les sols

HOST

CORPEN

Volet transfert dans les sols

264 types de sol FOOTPRINT

bl tendre d hiver en france
Blé tendre d’hiver en France

Travail énorme

42 cultures, 252 régions NUTS2 (23 pays)

les sc narios agri environnementaux footprint
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

sc narios agri environnementaux footprint
Scénarios agri-environnementaux FOOTPRINT
  • 16 climats
  • 256 types de sol
  • 42 couverts
  • 12 dates d\'appl.
  • ~ 90,000 scenarios
phase de d veloppement

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

phase d utilisation
Phase d\'utilisation

Koc, DT50

Accès rapide à la base de données des résultats des simulations

Perte en pesticides

de quoi ai je besoin pour utiliser les outils footprint
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
que fournissent les outils footprint
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
footprint permet d valuer des sc narios alternatifs tester des hypoth ses
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]
avantages des outils footprint
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
quelle utilisation pour les outils footprint
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

les participants ont exprim le souhait de disposer d outils permettant 1 2
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.
les participants ont exprim le souhait de disposer d outils permettant 2 2
Les participants ont exprimé le souhait de disposer d’outils permettant (2/2):
  • D\'établir des profils d\'exposition pour plusieurs pesticides dans le cadre d\'études de l\'influence d\'itinéraires techniques complets.
  • D\'établir si une réduction des usages se traduit par une réduction des transferts et des impacts.
  • D\'estimer les temps de transfert des pesticides depuis l\'application jusqu\'à leur détection dans les masses d\'eau.
  • De valoriser les données acquises ou en cours d\'acquisition.
  • D\'évaluer et d\'enregistrer les pratiques au niveau des exploitations.
  • De définir ou de piloter des arbitrages financiers liés à la mise en place de mesures de reconquête de la qualité des eaux.
  • D\'orienter les pratiques de protection en tenant compte des aspects environnementaux.
  • De communiquer autour de références communes.
  • De diffuser de l\'information en matière de protection de l\'environnement dans le cadre du processus de production agricole.
  • De fournir des réponses aux 3 questions suivantes dans le cadre de l\'établissement de tout plan d\'action: Où ? Quand ? Comment ?
  • De définir des indicateurs de risque robustes et tenant compte des conditions locales (agronomiques, pédologiques, climatologiques).
  • De valoriser les travaux de recherche les plus aboutis dans le domaine de l\'évaluation des risques pesticides.
les outils existent ils
Les outils existent-ils ?
  • Premières versions déjà disponibles en interne
  • Démonstration dans quelques minutes
en r sum
En résumé
  • Des outils innovants et sans équivalents pouvant contribuer de manière active à la réduction des transferts et des impacts des pesticides sur les ressources en eau
  • Des outils qui servent à la fois l’agriculture ET l’environnement
  • Une volonté de voir les outils déployés à grande échelle et ainsi contribuer de manière active à la baisse des concentrations en pesticides dans les eaux
remerciements
Remerciements

Le projet FOOTPRINT est financé par la Commission Européenne dans le cadre de son 6ème Programme Cadre

www.eu-footprint.org

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