Évaluation par l’analyse du cycle de vie de l’impact des pesticides utilisés dans les méthodes chimiques de protection phytosanitaire en cacaoculture en Côte d’Ivoire

Life cycle assessment of the impact of pesticides used in chemical plant protection methods in cocoa production in Côte d'Ivoire

• Auteur / Autrice : Soro Adama
• Direction : Gaetana Quaranta, Maurice Millet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie / Sciences de l'environnement
• Date : Soutenance le 18/11/2024
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut pluridisciplinaire Hubert Curien (Strasbourg ; 2006-....)
• Jury : Président / Présidente : Damien Banas
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Barbara Ernst
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Bertrand Laratte, Jérôme Ledauphin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Risques écotoxicologiques

Produits chimiques agricoles -- Environnement

Pesticides -- Toxicologie

Côte d'Ivoire

Maladies -- Lutte contre

Cacaoyer

Mots clés libres

Résidus de pesticides

Culture du cacao

Détection

Distribution spatiale

Évaluation des risques

Pesticide residues

Cocoa cultivation

Detection

Spatial distribution

Risk assessment

Résumé

La Côte d’Ivoire est le premier producteur mondial de cacao avec plus de 40% des volumes du marché. Mais sa production est confrontée à d’innombrables ravageurs des cacaoyers favorisés par le milieu subéquatorial et tropical humide propice aux ennemis du cacaoyer (maladies, ravageurs, mauvaises herbes). La principale stratégie de riposte retenue est la lutte chimique dans le cadre du programme 2QC (Qualité, Quantité, Croissance) du Conseil Café-Cacao (CCC), mais aussi sur initiative personnelle des producteurs. Mais cette approche n’est pas sans conséquences sur les milieux terrestres et aquatiques. Pour évaluer les différents impacts potentiels, une double approche analytique et par l’ACV a été mise en œuvre pour la présente étude. Ainsi, les analyses sur 22 molécules ont permis de quantifier les résidus de pesticides dans les quatre matrices cacao, sol, eau souterraine et eau de surface. Les résultats montrent que l'ensemble des 10 sites présentent une contamination. Les fongicides sont les plus détectés dans les 4 matrices. La pyraclostrobine en est la principale. La forte prévalence des maladies cryptogamiques (provoquant 30% voire 40% de pertes de récoltes) explique leurs usages. Dans les eaux de surface, en termes de conformité, on note que hormis les molécules interdites, toutes les teneurs en résidus sont inférieures au seuil réglementaire (0,1 μg/L). Dans les eaux souterraines, elles sont inférieures au seuil réglementaire (0,1 μg/L). Pour les pesticides totaux par site, ils sont tous inférieurs au seuil de référence de 0,5 µg/L. Dans le cacao, pour la LMR spécifique (0,1 mg/Kg), la concentration de la pyraclostrobine (0,13 mg/kg) est dans les limites de conformité. La concentration du diméthomorphe (0,056 mg/kg, avec LMR= 0,05 mg/kg est également dans les limites de conformité, en tenant compte des incertitudes analytiques pour ces molécules. Dans les sols, les résidus les plus fréquemment rencontrés sont le thiaclopride, l'imidaclopride et la pyraclostrobine sur tous les sites (FD=100%). Il a été observé que certaines molécules systémiques (thiaméthoxame, thiaclopride, imidaclopride) peuvent être absorbées depuis le sol et atteindre par translocation différentes parties des cacaoyers et des cultures associées. Après la première phase d’études analytiques pour les quantifications des concentrations des résidus, la démarche de l’ACV a été mise en œuvre pour évaluer les performances environnementales des pratiques de protection phytosanitaire. Elle a permis de mettre en évidence l’importance relative des impacts d’écotoxicité qui sont associés aux différentes molécules et de mettre exergue les conséquences négatives de ces usages qui affectent l’environnement du bassin de cacaoculture autant dans les sols que dans l’eau. À l’issue de cette double approche, il en ressort qu’elles ont révélé des impacts qui amènent à s’interroger sur le choix de la stratégie de lutte chimique. De ce fait, il est important qu’un plan soit conçu pour réduire les usages de ces pesticides et promouvoir les alternatives plus écologiquement vertueuses pour une production durable de cacao en Côte d’Ivoire.

Ivory Coast is the world's leading cocoa producer with more than 40% of market volumes. However, its production is faced with the scourge of countless cocoa pests favored by the subequatorial and humid tropical natural environment conducive to the development of cocoa enemies (diseases, pests, weeds). The main response strategy adopted is chemical control within the 2QC program (Quality, Quantity, Growth) of the Coffee-Cocoa Council (CCC), and also on the personal initiative of producers. However, this approach is not without consequences on terrestrial and aquatic environments. To assess the various potential impacts, a dual analytical and LCA approach was implemented to conduct this study. Thus, the analytical results on 22 molecules made it possible to quantify the concentrations of pesticide residues in the four matrices: cocoa, soil, groundwater and surface water. The results show that all 10 sites present contamination regardless of the matrix considered. Fungicides are the most detected in the 4 matrices. Pyraclostrobin is the main fungicide. The high prevalence of cryptogamic diseases (30% - 40% of crop losses) explains their uses. In surface waters, in terms of compliance, it is noted that apart from prohibited molecules, all residue levels are below the regulatory threshold (0.1 μg/L). In groundwater, all concentrations are below the regulatory threshold (0.1 μg/L). For total pesticide concentrations per site, they are all below the reference threshold of 0.5 µg/L.In cocoa, for the specific MRL (0.1 mg/Kg), the concentration of pyraclostrobin (0.13 mg/kg) is within the compliance limits. The concentration of dimethomorph (0.056 mg/kg), with MRL = 0.05 mg/kg, is also within the compliance limits, considering the analytical uncertainties for these two molecules. In soils, the most frequently encountered residues are thiacloprid, imidacloprid and pyraclostrobin at all sites (FD=100%). It is observed that some systemic molecules (thiamethoxam, thiacloprid, imidacloprid) can be absorbed from the soil and reach by translocation the different parts of cocoa trees and associated crops. After the first phase of analytical studies for the quantification of residue concentrations, the LCA approach was implemented to evaluate the environmental performance of phytosanitary protection practices for cocoa crops in Ivory Coast. The analysis of the results made it possible to highlight the relative importance of the ecotoxicity impacts associated with the different molecules. It made it possible to highlight the negative consequences of these uses which affect the environment of the cocoa basin in both soil and water. At the end of this dual approach, it emerges that they have revealed impacts that lead to questioning the choice of chemical control strategy. Therefore, it is important that a plan is designed to reduce the use of these pesticides and promote more ecologically virtuous alternatives for sustainable cocoa production in Côte d'Ivoire.