Dégradation et transport des pesticides à l'échelle du bassin versant : analyse isotopique des composés spécifiques et modélisation numérique

Pesticide degradation and transport at catchment scale : compound-specific isotope analysis and numerical modelling

• Auteur / Autrice : Pablo Alvarez-Zaldívar
• Direction : Gwenaël Imfeld, Sylvain Payraudeau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géochimie
• Date : Soutenance le 25/01/2019
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la Terre et Environnement (Strasbourg ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'hydrologie et de géochimie de Strasbourg (1997-2020)
• Jury : Président / Présidente : Jens Lange
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Paul Van Dijk
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Boris van Breukelen, Mónica Rosell

Mots clés

Mots clés contrôlés

Géochimie de l'environnement

Pesticides -- Aspect environnemental

Pesticides

Mots clés libres

AICS

Pesticides

Bassin versant

Pollution diffuse

Modélisation

CSIA

Pesticides

Catchment scale

Diffuse pollution

Modelling

Résumé

Les herbicides sont une importante technologie de protection des cultures de l'agriculture moderne. Cependant, leur application sur de vastes étendues de terre génère des sources de pollution diffuses qui sont non seulement difficiles à surveiller et à contrôler, mais qui menacent également la qualité des ressources humaines en eau et des écosystèmes fluviaux dans le monde entier. Bien que des évaluations sur le terrain et des essais en laboratoire soient nécessaires avant l'introduction de matières actives sur le marché, le devenir et l'étendue de la dégradation des pesticides et de leurs métabolites dans l'environnement sont sujets à de grandes incertitudes. Ce travail de thèse établit une preuve de concept pour l'application de l'analyse isotopique des composés spécifiques (AICS) pour surveiller la dégradation et le transfert des pesticides à l'échelle du bassin versant. La thèse comprend à la fois la caractérisation sur le terrain et la modélisation numérique pour étudier la valeur de l'AICS comme outil de surveillance et comme technique de réduction de l'incertitude du modèle. Des expériences en laboratoire sont également utilisées pour appuyer l'interprétation des données sur le terrain et valider l'élaboration de structures de modèles numériques.

Herbicides are an important crop protection technology of modern agriculture. However, their application over large extensions of land generates diffuse pollution sources that are not only difficult to monitor and control, but also that threaten the quality of human water resources and river ecosystems world-wide. Although field assessments and laboratory tests are required before active ingredients are introduced to market, the fate and degradation extent of pesticides and their metabolites in the environment is subject to significant uncertainty. This thesis work establishes a proof of concept for the application of compound specific isotope analysis (CSIA) to monitor pesticide degradation and transfer at catchment scale. The thesis includes both field characterization and numerical modelling to investigate the value of CSIA as a monitoring tool and as a model uncertainty reduction technique. Laboratory experiments are further employed to support interpretation of field data and validate numerical model structure development.