Recherche Avancée

Thèse soutenue

Variabilité spatiale et déterminismes agro-pédologiques du devenir d’un herbicide dans l’horizon de surface : application au cas de l'isoproturon dans un secteur agricole de Beauce chartraine

FR  |  
EN
Auteur / Autrice : Julien Moeys
Direction : Yves Coquet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Science du sol
Date : Soutenance en 2007
Etablissement(s) : Institut national agronomique Paris-Grignon (1971-2006)

Résumé

FR

La pollution diffuse des nappes phréatiques par les pesticides pose un problème environnemental critique. Les approches visant à moduler spatialement la dose de pesticide apportée en fonction des risques de transfert des molécules phytosanitaires à travers le sol sont a priori une solution séduisante. Dans un cadre de recherche, ces approches requièrent une connaissance spatialisée des caractéristiques hydropédologiques du sol, de l'adsorption et de la dégradation des molécules phytosanitaires, afin de pouvoir modéliser le comportement des molécules. Le travail de thèse présenté ici porte sur la première étape d'une telle démarche, la caractérisation des propriétés du sol et d’une molécule herbicide - l’isoproturon - à l’échelle d’un secteur agricole de 2600 ha de Beauce chartraine. Les objectifs de la thèse se décomposent en 3 parties : [i] Caractériser la variabilité spatiale des propriétés pédologiques, physico-chimiques et hydriques du sol (rétention en eau, conductivité hydraulique KSAT, fraction d'eau immobile fIMM), ainsi que les propriétés d’adsorption (KD) et de dégradation (DT50) de l’isoproturon dans l’horizon de surface du secteur agricole étudié ; [ii] Identifier les déterminismes agronomiques et/ou pédologiques des propriétés importantes pour le comportement des pesticides dans les sols ; [iii] Établir et tester des classes et des fonctions de pédotransfert permettant de prédire ces propriétés déterminantes à partir de propriétés agronomiques ou pédologiques plus simples. Les sols de ce secteur sont des sols moyennement épais développés dans un limon éolien reposant sur un calcaire gélifracté et cryoturbé. L’horizon de surface de 34 sites a été caractérisé, avec une détermination systématique des propriétés du lit de semence, et une détermination partielle du reste de l’horizon travaillé. Sur les 50 couches / échantillons de sol caractérisés, un tiers se trouvent dans des parcelles en travail simplifié (sans labour). À l’exception de la masse volumique apparente, les propriétés physico-chimiques du sol sont peu variables (teneur en argile et en CaCO3 notamment). Si les propriétés de rétention en eau et le KD de l’isoproturon sont, elles aussi, modérément contrastées, la fIMM, la KSAT, et la DT50 de l’isoproturon sont très variables. Un ‘effet méthode’ conséquent a été identifié pour l’interprétation des résultats des mesures de ces deux dernières propriétés. Une procédure d’ajustement direct ‘robuste’ des données d’infiltration a été mise au point pour calculer le KSAT, ainsi qu'une procédure d’ajustement direct des données de dégradation pour le calcul de la DT50 de l'isoproturon, mais elle ne résout pas l’inadéquation critique entre la cinétique de dégradation ‘effectivement’ biphasique observée pour la molécule et le modèle d’ordre 1 utilisé par les modèles pesticides. Une étude attentive des liens statistiques entre les propriétés par des méthodes paramétriques et non-paramétriques révèle des liens (et donc des déterminismes potentiels) cohérents mais peu marqués entre les propriétés : une part importante de la variabilité spatiale n’est pas expliquée par les propriétés agro-pédologiques mesurées. La conséquence logique, mais problématique, de cette variabilité ‘indéterminée’ des propriétés du sol et de l’isoproturon est l’impossibilité d’établir des classes ou des fonctions de pédotransfert locales avec une erreur de prédiction satisfaisante. Seule la prédiction du KD, ou du KOC, peut être envisagée. Avec les propriétés mesurées et les méthodes d’analyse testées, il ne semble pas possible de prédire - et donc de spatialiser - les autres propriétés importantes pour le devenir de l’isoproturon dans l’horizon de surface de ce secteur.