Study of pesticides transfers at plot and vineyard catchment scale (Rouffach, Haut-Rhin) - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2005

Study of pesticides transfers at plot and vineyard catchment scale (Rouffach, Haut-Rhin)

Etude des transferts de produits phytosanitaires à l'échelle de la parcelle et du bassin versant viticole (Rouffach, Haut-Rhin)

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Abstract

To understand surface transfers of pesticides, the catchment of Rouffach (Haut-Rhin, France) and two plots inside are equipped to quantify the fluxes of 17 active matters in continuously during approximately 6 months per year. The study also compares, at plot scale, two practical farming for the distribution of fluxes of water and associated pesticides, in infiltration and runoff (weeded chemically in a full and grassed inter-row on two with weeding on the row).The measurement instrumentation of the site is validated by identifying the possible sources of errors (uncertainty and bias) during the evaluation of the pesticide concentration. From a method of decomposition of the measurement acquisition and experiments, we evaluate bias associated with data. Certain steps can be particularly problematic for specific compounds, sensitive according to their characteristic to the processes concerned. The results achieved over the two years of monitoring (2003-2004) with opposite rainfalls enable us to emphasize the principal processes, common to the two years, implied in pesticide transfers on this type of medium. All the compounds are detected at least once in 2003 or 2004. The average concentrations of the majority of the pesticides are strong after the first episodes according to application. But the pluviometric factors (intensity and volume) can make increase strongly the concentrations even several months after the application if the molecules are still mobilizable by runoff. The majority of the compounds are also detected during events with runoff on the impermeable zones, without plot runoff. The unfavourable factors mainly explaining the strong concentrations measured for some pesticides would be an input generalized in time and space and/or properties supporting a durable availability in the zone of interface soil-runoff. We finally validated, by using a simplified hydrological model, the assumption that the response time of the pesticide can be influenced, after the first major event, by the space distribution of the compound input(s) in a prevalent way and, for the following events, by the space distribution plus the pesticide state (desorption/degradation) moving in time according to its characteristics. The total fluxes exported with runoff at catchment outlet spread from 0 to 0,62 % of the applied quantity. The critical events from their hydrological characteristics (intensity, duration) and their situation with respect to the inputs constitute the main part of the exported quantities. The comprehension of pesticides behaviour enables us to propose solutions to limit pesticides transfers at catchment scale.
Afin de mieux comprendre les transferts surfaciques de produits phytosanitaires, les exutoires du bassin versant de Rouffach (Haut-Rhin, France) et de deux parcelles de celui-ci sont instrumentés afin de quantifier les flux de 17 matières actives en « continu » pendant environ 6 mois par an. Il est également comparé, à l'échelle parcellaire, deux pratiques culturales au niveau de la répartition des flux d'eau et de pesticides associés, en infiltration et en ruissellement (désherbée chimiquement en plein et enherbée un inter-rang sur deux avec désherbage sur le rang). L'instrumentation de mesure du site est validée en identifiant les sources d'erreurs possibles (incertitude et biais) lors de l'évaluation de la concentration en pesticide. A partir d'une méthode de décomposition de l'acquisition de la mesure et d'expériences, nous évaluons les biais associés aux mesures. Certaines étapes peuvent être particulièrement problématiques pour des molécules spécifiques, sensibles selon leur caractéristique aux processus en jeu. Les résultats acquis sur les deux années de suivi 2003-2004 avec des pluviosités opposées nous permettent de faire ressortir les principaux processus, communs aux deux années, impliqués dans les transferts de pesticide dans ce type de milieu. Toutes les molécules sont détectées au moins une fois en 2003 ou en 2004. Les concentrations moyennes de la plupart des molécules sont fortes après les premiers épisodes suivant application. Mais les facteurs pluviométriques (intensité et volume) peuvent faire augmenter fortement les concentrations même plusieurs mois après l'application si les molécules sont encore mobilisables par le ruissellement. La plupart des molécules sont cependant aussi détectées pendant des événements ruisselants sur les zones imperméables, non successifs à des ruissellements parcellaires. Les facteurs défavorables expliquant en grande partie les fortes concentrations mesurées pour certaines molécules seraient une application généralisée dans le temps et l'espace et/ou des propriétés favorisant une disponibilité durable dans la zone d'interface sol-ruissellement. Nous avons validé finalement, en utilisant un modèle hydrologique simplifié, l'hypothèse que le temps de réponse du chémogramme d'une molécule peut être influencé, après le premier événement majeur, par la répartition spatiale de l'apport de la molécule et, pour les événements suivants, par la répartition spatiale plus l'état de la molécule (désorption/dégradation) évoluant dans le temps en fonction de ses caractéristiques. Les flux totaux exportés à l'exutoire du bassin versant s'échelonnent de 0 à 0,62 % des quantité appliquées. Les épisodes critiques de par leurs caractéristiques hydrologiques (intensité, durée) et leur situation vis-à-vis des apports constituent l'essentiel des quantités exportées. La compréhension des transferts des pesticides nous permet alors de pouvoir proposer un certain nombre de solutions pour limiter les transferts de pesticide à l'échelle du bassin versant.
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Dates and versions

tel-00009793 , version 1 (21-07-2005)

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  • HAL Id : tel-00009793 , version 1

Cite

Nicolas Domange. Etude des transferts de produits phytosanitaires à l'échelle de la parcelle et du bassin versant viticole (Rouffach, Haut-Rhin). Dynamique des Fluides [physics.flu-dyn]. Université Louis Pasteur - Strasbourg I, 2005. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00009793⟩

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