Observatoire

Efficacité des zones humides construites à épurer les eaux de drainage agricole

En collaboration avec l’Agence de l’Eau Rhin-Meuse, la Chambre d’Agriculture Grand-Est, l’ANSES et l’INRAe de Mirecourt, le LIEC (université de Lorraine) a mesuré l’efficacité de zones humides construites en sortie de parcelle drainée à réduire les polluants arrivant dans les eaux de surface. 

Pour cela, des zones humides construites (fossé, mare, succession de mares) ont été installées en Lorraine dans la bande enherbée réglementaire. 

Nous avons montré que ces zones humides de taille réduite (100-400 m2) sont efficaces pour limiter les quantités de nitrate et pesticides arrivant dans les eaux de surface. Les teneurs en pesticides ont diminué dans plus de 85% des cas, avec des pourcentages de réduction variant de -18% à 75% selon la molécule. Suite à ces résultats, l’Agence de l’Eau Rhin-Meuse a inscrit dans son SDAGE l’obligation d’installer des zones humides construites pour tout nouveau projet de drainage.

Auteurs(s)

Programme

Lieu de réalisation : Lorraine (2010-2018)

Budget : 703000

Origine et spécificités du financement : Agence de l’Eau Rhin-Meuse

Organisme(s)

LIEC (Laboratoire Interdisciplinaire des Environnements Continentaux)

Vandœuvre-lès-Nancy – 54500

Avenue du Charmois

3Salariés

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Site internet

ORIGINE ET CONTEXTE

Les bandes enherbées règlementaires situées entre le cours d’eau et la parcelle agricole permettent de réduire les teneurs en pesticides dans les eaux de surface en augmentant l’infiltration des eaux ruisselées.  

Toutefois, dans le cas de parcelles drainées, lorsque les sols sont argileux, les eaux de drainage court-circuitent la bande enherbée réglementaire et atteignent directement le cours d’eau. 

Objectifs

Scientifiques : 

  • Évaluer l’abattement de la pollution en entrée et sortie des zones humides construites sur le terrain et en dispositifs pilotes de laboratoire
  • Étudier au laboratoire les paramètres influençant cette efficacité afin de proposer les dispositifs les plus efficaces.

 

Opérationnels : 

  • Proposer aux agriculteurs des dispositifs simples de mise en œuvre en sortie de parcelles agricoles drainées afin de réduire les teneurs en intrants agricoles (pesticides, nitrates…) dans les eaux de surface.

ACTIONS MISES EN OEUVRE

  • Mise en place de 2 dispositifs rustiques par département dans la Région Lorraine, soit 8 dispositifs en tout.
  • Prélèvement régulier d’un échantillon d’eau en entrée et sortie des zones humides construites et analyse des teneurs en pesticides et nitrates. Implication des techniciens des chambres départementales d’Agriculture et des 2 doctorants et technicien LIEC pour le prélèvement des échantillons d’eau.
  • Calcul de l’abattement de la pollution pour chacun des dispositifs.
  • Suivi régulier pendant 3 ans de 2 dispositifs par chaque doctorant : Ollainville, 88 et Jallaucourt, 57 de 2010-2013 et Manoncourt-sur-Seille, 54 et Ville-sur-Illon, 88 de 2014-2018).
  • Suivi des autres sites par les techniciens des chambres d’agricultures départementales (54, 55, 57 et 88)
  • 1 journée annuelle de bilan entre les différents acteurs (ANSES, BRGM Orléans, Chambres d’Agriculture Régionale Grand Est, INRAe Mirecourt, LIEC).
  • Visites sur le terrain de ces dispositifs organisées les collègues de la Chambre d’agriculture et doctorants à destination des agriculteurs locaux et d’autres régions.

 

Ressources mobilisées :

  • 1 ingénieur et 1 technicien (ANSES)
  • 1 ingénieur et 1 technicien (BRGM)
  • 2 conseillers agricoles et 4 techniciens (CRAGE et Chambres Départementales d’Agriculture)
  • 1 chercheur INRAe et 1 enseignant-chercheur
  • 1 ingénieur d’études 
  • 2 doctorants (LIEC).

 

Ressources financières :

  • Chaque partenaire du projet (ANSES, BRGM, CRAGE, INRAe et LIEC) a signé une convention avec l’AERM dans le cadre de ce projet.
  • Budget total de 702 k€ pour le LIEC (financement Agence de l’Eau Rhin Meuse).

Résultats et impacts, quantitatifs et qualitatifs

  • Nous avons montré que les zones humides construites de taille réduite (100-400 m2) sont efficaces pour limiter les quantités de nitrate et pesticides arrivant dans les eaux de surface ; leur efficacité est favorisée par un temps de résidence long, une capacité d’adsorption élevée et une courte demi-vie des pesticides. 
  • Nous avons montré également que ces zones humides peuvent être divisées en différentes zones hydrauliques : un chenal principal et des zones isolées, qui se comportent différemment vis-à-vis de l’épuration. Les teneurs en pesticides ont diminué dans plus de 85% des cas, avec des pourcentages de réduction variant de -18% à 75% selon la molécule.
  • A permis de sensibiliser les agriculteurs à l’intérêt de ce type de dispositif (par des journées terrains mis en place par conseillers agricoles de la CRAGE et doctorants) ;

 

Suite à ces résultats, l’Agence de l’Eau Rhin-Meuse a inscrit dans son SDAGE l’obligation d’installer des zones humides construites pour tout nouveau projet de drainage.

Originalité

  • Implantation de zones humides construites en sortie de parcelles agricoles drainées pour réduire les teneurs en intrants agricoles dans les eaux de surface.
  • Ce projet transdisciplinaire a été co-construit avec les acteurs du territoire (chambres agriculture départementales et régionale, labo de recherche, AERM…)
  • Obligation d’installer des zones humides construites pour tout nouveau projet de drainage sur le bassin de l’Agence de l’Eau Rhin-Meuse (SDAGE).

 

Partenariat(s)

Partenaires scientifiques : chercheurs, enseignants-chercheurs et techniciens de 4 laboratoires : LIEC (UL/CNRS), Laboratoire d’Hydrologie de Nancy (ANSES), INRAe de Mirecourt et du BRGM d’Orléans.

Partenaires opérationnels : agriculteurs, conseillers agricoles des Chambres d’Agriculture Départementales et de la Chambre d’Agriculture Régionale Grand Est.

Partenaire financier : Agence de l’Eau Rhin Meuse

Retour d’expérience

Difficultés et/ou obstacles rencontrés pendant la mise en œuvre :

  • Choix pertinent de l’emplacement des zones humides construites en lien avec les agriculteurs.
  • Vol de matériel sur nos dispositifs de terrain.
  • Mise au point des méthodes analytiques pour le dosage des divers pesticides suivis.

Présentation des facteurs de réussite et conseils pour une généralisation ou un essaimage :

L’implication des acteurs dès le montage du projet est essentielle.

Références

Publications dans des journaux scientifiques :

  • Vallée R., Dousset S., Billet D. 2015. Water residence time and pesticide removal in pilot-scale wetlands. Ecological Engineering 85, 76-84. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2020.110690 hal-01248572
  • Vallée R., Dousset S., Schott F-X., Pallez C., Ortar A., Cherrier R., Munoz J-F., Benoit M. 2015. Do constructed wetlands in grass strips reduce water contamination from drained field? Environmental Pollution 207, 365-373. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2015.09.027hal-01254883
  • Vallée R., Dousset S., Billet D. 2016. Influence of substrate water saturation on pesticide dissipation in constructed wetlands. Environmental Science and Pollution Research, 23, 109-119. https://doi.org/10.1007/s11356-015-4367-0 hal-01254866
  • Gaullier C., Dousset S., Billet D, Baran N. 2018. Is pesticide sorption by constructed wetland sediments governed by water level and water dynamics ? Environmental Science and Pollution Research, 25, 14324-14335. https://doi.org/10.1007/s11356-017-9123-1 hal-02860706
  • Gaullier C., Baran N., Dousset S., Devau N., Billet D., Kitzinger G., Coisy E. 2019. Wetland hydrodynamics and mitigation of pesticides and their metabolites at pilot-scale. Ecological Engineering, 136, 185-192. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2019.06.019 (FI=3.5) hal-02380957
  • Zeitoun R., Hayar S., Majed L., El-Omari K., Dousset S. 2020. Comparison of the efficacy of two insecticides for the management of Dactylopius opuntiae on prickly pear cactus in Lebanon and monitoring of the insecticides residues dissipation rates in fruits and cladodes. SN Applied Science, 2 :118. https://doi.org/10.1007/s42452-019-1910-5 (FI=0.3) hal-03168100
  • Gaullier C., Dousset S., Baran N., Kitzinger G., Coureau C. 2020. Influence of hydrodynamics on the water pathway and spatial distribution of pesticide and metabolite concentrations in constructed wetlands. Journal of Environmental Management 270, 110690. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2020.110690 hal-03168119

 

Communications (orales ou sous forme d’affiche) à des congrès scientifiques :

  • Dousset S., Vallée R., Billet D. 2015. Pilot-scale wetlands to assess impacts of water flow on pesticide removal from drainage water. XV Symposium in Pesticide Chemistry, 2-4 September 2015, Piacenza, Italy.
  • Dousset S., Vallée R., Schott F-X., Pallez C., Cherrier R., Munoz J-F., Benoit M. 2016. Billet D. 2016. Do constructed wetlands in grass strips reduce water contamination from drained field? iLTER 1st Open Science Meeting, 9-13 October 2016, Skukuza, South Africa.
  • Dousset S., Vallée R., Schott FX., Munoz F., Benoit M. 2017. Mitigation of water contamination from drained fields using constructed wetlands in grass strips. XV Symposium in Pesticide Chemistry, 30 August – 1st September 2015, York, UK.
  • Gaullier C., Baran N., Dousset S., Billet D. 2017. Influence of hydraulic parameter on the pesticide’s retention in constructed wetlands. XV Symposium in Pesticide Chemistry, 30 August – 1st September 2015, York, UK.
  • Vallée R., Dousset S., Benoit M., Billet D. 2012. Evaluation du pouvoir épurateur de dispositifs rustiques de filtration des eaux de drainage : Isothermes d’adsorption. 42ème congrès du Groupe Français des Pesticides, 30 mai-1er juin 2012, Poitiers.
  • Dousset S., Ondo Zue Abaga N., Thévenot M., Vallée R. 2014. Structures paysagères et remédiation : exemples de bandes enherbées, de haies et de zones humides construites. 44ème congrès du Groupe Français des Pesticides, 26-29 mai 2014, Schœlcher, Martinique.
  • Gaullier C., Dousset S., Schott F-X., Pallez C. 2015. Des zones humides construites pour épurer les eaux de drainage agricole : cas d’une mare et d’un fossé en Lorraine. 45ème congrès du Groupe Français des Pesticides, 27-29 mai 2015, Versailles.
  • Dousset S., Banas D., Benoit M., Dauchy X., Feidt C., Gaillard C., Gaullier C., Lazartigues A., Munoz J-F., Pallez C., Schott F-X., Thomas M., Vallée R. 2016. La zone atelier du bassin de la Moselle et les pesticides. Colloque CRAL ‘Produits phytosanitaires et transfert dans les eaux’, 11 février 2016 (conférence invitée).
  • Gaullier C., Dousset S., Baran N., Billet D. 2016. Impact de l’hydrodynamique sur l’efficacité des zones tampons. 46ème congrès du Groupe Français des Pesticides, 17-19 mai 2016, Bordeaux.
  • Dousset S., Vallée R., Billet D. 2016. Des pilotes de laboratoire pour étudier le rôle du débit hydraulique sur l’efficacité de zones humides construites à épurer les eaux de drainage agricole. 46ème congrès du Groupe Français des Pesticides, 17-19 mai 2016, Bordeaux.
  • Dousset S., Vallée R., Benoit M., Gaullier C., Baran N., Billet D., Dauchy X., Munoz J-F., Pallez C., Cherrier R., Schott F-X. 2016. Des dispositifs rustiques de remédiation pour réduire les teneurs en pesticides des eaux de surface. 20 mai 2016, IRSTEA Bordeaux (Conférence invitée).
  • Gaullier C., Dousset S., Baran N., Billet D. 2017. Influence du temps de résidence hydraulique sur la rétention de pesticides au sein de zones tampons végétalisés. 47ème congrès du Groupe Français des Pesticides, 15-18 mai 2017, Nancy.
  • Cotelle S., Masfaraud JF., Nachin S., Gaullier C., Staedlin L., Bojic C., Dousset S., Baran N., Schott FX. 2017. Etude de l’écotoxicité d’échantillons d’eaux prélevés en amont et aval de zones tampons végétalisées en sortie de drains agricoles. 47ème congrès du Groupe Français des Pesticides, 15-18 mai 2017, Nancy.
  • Dousset S., Vallée R., Schott FX., Cherrier R., Munoz F., Dauchy X., Benoit M. 2017. How to link experimental results to the decision-making: example of constructed wetlands at the outlet of drained plot. ILTER Network, Zones Ateliers and Critical Zone Observatory Networks, 2-4 October 2017, Nantes.

 

2 mémoires de thèses:

  1. Vallée Romain. 2015. Efficacité de zones tampons humides à réduire les teneurs en pesticides des eaux de drainage. Dir. S Dousset & M Benoit. Thèse de l’Université de Lorraine.
  2. Gaullier Céline. 2018. Influence de l’hydraulique sur l’efficacité de zones tampons végétalisées à réduire les teneurs en pesticides et métabolites en sortie de drains agricoles. Dir. S Dousset & N. Baran. Thèse de l’Université de Lorraine.

 

Articles de vulgarisation :

  • Vallée R., Dousset S., Benoit M., Schott F-X., Munoz J-F. 2015. Efficacité de zones tampons humides à réduire les teneurs en pesticides des eaux de drainage. Zones Humides Infos 86-87, p13.

Rédaction d’articles dans des journaux locaux :

  • Paysan Vosgien 28/12/2012
  • La France Agricole du 01/02/2013
  • La France agricole du 03/03/2017).

 

Brochure de l’Agence de l’Eau Rhin-Meuse :

  • Agence de l’Eau Rhin Meuse. 2015. Zones tampons végétalisés en sortie de drains agricoles – ZTVA. 8 p.

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Comité de lecture
Date de lecture de la fiche
20/02/2025
Localisation
France
Appréciation(s) du comité
Impacts élevés !
Domaine
Environnement
Type de structure
Etablissement académique ou de recherche
Envergure du programme
Locale
Bénéficiaires
AgriculteursPopulation rurale
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Programme d’actions
Type d’acteur
Programme d’actions
Type d’objectif
Préservation de la qualité des eaux
Champ d’action
Agir sur la recherche et l’innovation
Localisation
Licence

Copyright: Licence Creative Commons Attribution 3.0
Pour citer un texte publié par RESOLIS:
Petit Monique, « Atelier 44, un atelier de menuiserie où l’esprit et le geste ne font qu’un », **Journal RESOLIS**