(TRAPEZE) Transfert de Polluants organiques et minéraux En Zone viticole : évaluation de l’Efficacité des bassins de rétention à réduire la contamination des eaux de surface.

Transfer of organic and inorganic pollutants in vineyard area : assessment of the effectiveness of retention basins to reduce contamination of surface waters

• Auteur / Autrice : Anne Caner-Chabran
• Direction : Béatrice Marin, Sylvie Dousset
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'environnement
• Date : Soutenance le 19/11/2019
• Etablissement(s) : Reims
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Agriculture, alimentation, biologie, environnement, santé (Paris ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Groupe d'Etude sur les Géomatériaux et ENvironnements Anthropisés (GEGENA) - UR 3795 (Reims, Marne)
• Jury : Président / Présidente : Pierre Benoit
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Béatrice Marin, Sylvie Dousset, Béatrice Bechet, Nicole Baran, Julien Tournebize, Marc Steinmann
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Béatrice Bechet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Pollution de l'eau

Effets de la pollution

Vigne

Polluants organiques

Mots clés libres

Pesticides

Sédiments

Éléments trace métalliques

Eaux

Waters

Trace metals

Sediments

Pesticides

Résumé

Les pesticides organiques et minéraux d’origine viticole sont rejetés dans l’environnement par volatilisation et/ou ruissellement. Afin de limiter leur transfert vers les eaux de surface et souterraines, des bassins de rétention (ou bassins d’orages) sont installés en bas des coteaux viticoles. Les objectifs de cette thèse étaient (1) d’évaluer l’efficacité du bassin d’orages hybride (i.e. constitué de quatre modules) de Nogent-l’Abbesse (Champagne, Marne, France) à réceptionner les eaux de ruissellement et à réduire les teneurs en pesticides organiques et minéraux issus du vignoble et (2) de comprendre le comportement des contaminants dans le bassin d’orages en identifiant les processus régissant leur dégradation, leur mobilité ou leur rétention au sein des quatre modules. Pour ce faire, le comportement hydrologique du bassin d’alimentation en eaux pluviales et le comportement hydraulique du bassin d’orages ont été étudiés pendant une année. Ceci a permis de quantifier le ruissellement et d’en déterminer les principaux facteurs, ainsi que de décrire la réponse du bassin d’orages à différents évènements pluvieux ruisselants. Les teneurs en éléments traces métalliques (ETM ; Cu, Pb, Zn) et en de nombreux pesticides ont été déterminées dans les eaux de ruissellement chargées en particules et dans les différents compartiments du bassin d’orages. Les ETM sont principalement transportés par la fraction particulaire et les pesticides par la fraction dissoute. Le module de décantation et le module de phytoremédiation assurent à eux deux plus de 70 % de la réduction des teneurs en polluants via des processus physico-chimiques tels que la décantation et l’adsorption. Cette étude servira d’outil d’aide à la décision pour la gestion, la construction ou la rénovation d’autres bassins d’orages.

Organic and mineral pesticides from the vineyard are transported in the environment through volatilization and/or runoff. To limit their transfer towards surface and groundwaters, constructed wetlands have been installed downstream in vineyard hillsides. The objectives of this work were (1) to evaluate the efficiency of the hybrid constructed wetland (i.e. built of four units) of Nogent-l’Abbesse (Champagne vineyard, Marne, France) to receive runoff waters and to reduce contaminant concentrations from vineyard and (2) to determine the behaviour of the contaminants within the constructed wetland by identifying the processes leading to their degradation, their mobility or their retention inside the units. Thus, the hydrological behavior of the catchment and the hydraulic behavior of the constructed wetland were studied during one year. The runoff was quantified, the main factors were determined and the reaction of the wetland to various runoff events were described. The concentrations of trace metals (Cu, Pb, Zn) and numerous pesticides were determined in runoff waters, suspended solids, and the others compartments of the wetland. Heavy metals were mainly transported in the particulate fraction while pesticides were mostly transported in the dissolved fraction. The decantation and the phytoremediation units are the most efficient to remove pollutants from the waters via different physico-chemical processes such as decantation and adsorption. This study will be a decisionmaking tool for the management, building or renovation of other constructed weetlands.