(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.

par Anne Caner (Caner-chabran)

Projet de thèse en Sciences - STS

Sous la direction de Béatrice Marin et de Sylvie Dousset.

Thèses en préparation à Reims , dans le cadre de Agriculture, Alimentation, Biologie, Environnement et Santé , en partenariat avec GEGENAA - Groupe d'Etude sur les Géomatériaux et Environnements Naturels, Anthropiques Archéologiques (laboratoire) depuis le 07-12-2015 .


  • Résumé

    Le vignoble de Champagne est soumis à d'importants phénomènes de ruissellement et d'érosion. De nombreux produits phytosanitaires (organiques et minéraux), utilisés en viticulture pour lutter contre les maladies de la vigne mais jugées dangereux par la Directive Cadre Européenne sur l'eau (DCE), sont transférés avec les eaux de ruissellement vers les eaux de surface. Pour lutter contre le ruissellement et la pollution diffuse, des bassins de rétention (ou bassins d'orages) sont construits sur les versants viticoles pour réceptionner les eaux de ruissellement chargées en matières en suspension et en polluants. L'objectif principal du projet TRAPEZE est d'évaluer l'efficacité de plusieurs bassins de rétention (réception des eaux de ruissellement, abattement des teneurs en substances organiques et minérales employées en viticulture) et de la mettre en relation avec les pratiques culturales (nature et quantité des intrants, enherbement des parcelles, aménagements des voiries) et les conditions pluviométriques. Les sites d'étude, sélectionnés avec l'aide de la CA 51, sont les bassins de rétention de trois communes situées dans la vallée de la Vesle (versant nord de la Montagne de Reims) mais d'âges différents : moins de 5 ans (Sainte-Euphraise-et-Clairizet), 10 ans (Chamery) et 20 ans (Sacy). Les volumes d'eau et les charges solides seront estimés pendant et après les pluies durant 2 années consécutives. Les teneurs en éléments majeurs (Mg, K, Fe, Mn, S), en substances organiques (pesticides) et minérales (éléments traces métalliques, principalement Cu) seront déterminées dans les phases liquide (dissoute) et solide (particulaire) des eaux de ruissellement, de la tranche d'eau et des sédiments. Le rôle des espèces végétales se développant dans les bassins et sélectionnées sur la base de leur représentativité sera également évalué. Les processus bio-physico-chimiques (dégradation, rétention, mobilisation) intervenant dans les différents compartiments (tranche d'eau, sédiment, végétation) et susceptibles de conduire au transfert des polluants d'un compartiment à l'autre, seront ainsi appréhendés. Les pesticides étudiés seront sélectionnés à partir des matières actives appliquées sur les versants viticoles et en fonction de leurs propriétés physico-chimiques. L'ensemble des résultats permettra d'évaluer la dégradation, la rétention et/ou la mobilisation des phytosanitaires et des ETM dans les différents compartiments et leur transfert d'un compartiment à l'autre. L'étude de trois bassins d'âge différent devrait permettre de mettre en évidence une efficacité d'épuration différente en lien avec la conception des bassins, l'implantation des cortèges végétaux et l'évolution des pratiques culturales (réduction significative des apports en produits phytosanitaires au cours des deux dernières décennies). L'étude constituera une aide à la décision pour la rénovation de bassins de rétention agri-viticoles et pourra servir de levier pour sensibiliser les exploitants et optimiser les pratiques culturales employées sur les versants viticoles afin de les rendre moins impactantes.

  • Titre traduit

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


  • Résumé

    The Champagne vineyards is subject to significant runoff and erosion. Many pesticides (organic and inorganic) used in viticulture to fight against vine diseases but deemed dangerous by the European Water Framework Directive (WFD) are transferred with the runoff to surface waters. To fight against runoff and nonpoint source pollution, retention basins (ponds or storms) are built on vineyard slopes for receiving runoff laden with suspended solids and pollutants. The main objective of the project is to evaluate the effectiveness of several retention basins (receiving runoff, reduction of levels of organic and mineral substances used in viticulture) and be related to cultural practices (Nature and quantity of inputs, weed plots, amenities roads) and rainfall conditions. The study sites, selected with the help of CA 51, are the retention basins of three communes in the Vesle Valley (northern slopes of the Montagne de Reims), but of different ages: the age of 5 (Saint Euphraise-and-Clairizet), 10 years (Chamery) and 20 years (Sacy). The volumes of water and sediment loads will be estimated during and after rains for 2 consecutive years. The contents of major elements (Mg, K, Fe, Mn, S), organic substances (pesticides) and inorganic (metallic trace elements, mainly Cu) will be determined in the liquid phase (dissolved) and solid (particulate) water to runoff, the water column and sediments. The role of plant species growing in the basin and selected on the basis of their representativeness will also be assessed. The bio-physical-chemical processes (breakdown, retention, mobilization) involved in the different compartments (water column, sediment, vegetation) and may lead to the transfer of pollutants from one compartment to another, and be apprehended. The pesticides studied will be selected from the active ingredients applied to the wine slopes and based on their physicochemical properties. All the results will assess degradation, retention and / or mobilizing phytosanitary and metals in the different compartments and their transfer from one compartment to another. The study of three different ages basins is expected to highlight a different purification efficiency in relation to the design of the basin, the implementation of plant processions and changing farming practices (significant reduction of revenue contributions plant health over the last two decades). The study will be a decision support for the renovation of wine agri-retention ponds and can be leveraged to educate farmers and optimize cultivation practices used on vineyard slopes to make them less impactful.