Evaluation du transfert potentiel des pesticides avec la méthode SIRIS Pesticides

La méthode SIRIS-Pesticides est appliquée pour évaluer le transfert potentiel d’une liste de pesticides ciblés dans les eaux de surface et les eaux souterraines sur la zone d’étude (bassin versant amont de la Méfou). Peu d’informations sont disponibles sur les pratiques agricoles à Yaoundé, notamment la localisation précise des types de cultures, leur saisonnalité, les produits phytosanitaires utilisés ainsi que leurs doses et leurs rythmes d’épandage. Ces données peuvent être obtenues grâce à la littérature (Dauvergne, 2011; Gockowski et al., 2004; Nguegang, 2008), mais de façon partielle. Le caractère informel de l’agriculture urbaine conduit à un usage des parcelles, au moins irrégulier et sans continuité, voire parfois éphémère. Néanmoins, les pratiques agricoles peuvent être synthétisées dans ces trois groupes31 _:

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- une agriculture plutôt extensive en zone péri-urbaine, avec néanmoins quelques bas-fonds très productifs ; combinée à la culture du cacao et du palmier à huile ;

- une agriculture plutôt intensive en zone urbaine, essentiellement tournée vers le maraîchage, le maïs et quelques arbres fruitiers (en particulier, la banane) ;

- un emploi massif de pesticides d’origine diverses : détaillants, produits de contrebandes, et en particulier dans les bas-fonds utilisés de façon intensive en zone urbaine.

Etant donné le manque d’informations précises sur le type de pesticides utilisés pour traiter les cultures locales, des scénarios sont donc construits en fonction d’hypothèses vraisemblables.

II.1. Méthodologie, données utilisées et hypothèses de calcul

II.1.1. Méthode SIRIS-Pesticides

La méthode SIRIS-Pesticides est une méthode multicritère de rang par décision d’experts. Elle permet de hiérarchiser le potentiel des pesticides à être transférés vers les eaux de surface (ESU) et vers les eaux souterraines (ESO).

La hiérarchisation se base sur quatre critères correspondant aux propriétés physico-chimiques des pesticides d’intérêt (Koc, solubilité dans l’eau, demi-vie dans le sol, hydrolyse) qui traduisent leur capacité à être mobilisés et leur persistance dans le sol et dans l’eau. Le cinquième critère est la quantité ou la dose de pesticide par surface traitée (kg de substance active par hectare). Il traduit la pression d’utilisation en termes d’étendue et d’intensité.

Les cinq critères sont répartis en quatre classes : usage, solubilité, persistance et affinité pour le sol, en fonction du type d’eau considéré (Tableau 21). Lorsque deux critères sont équivalents, ils se trouvent dans la même classe. Chaque classe possède une importance par rapport aux processus de transfert ; elles sont ordonnées de la manière suivante : Classe 1 > Classe 2 > Classe 3 > Classe 4. Ces choix ont fait appel à des décisions d’experts.

Tableau 21 : Ordre des classes de la méthode SIRIS-Pesticides

Type d’eau Classe 1 Classe 2 Classe 3 Classe 4

ESU Usage Solubilité Persistance Affinité pour le sol Critères ESU Dose/surface traitée ou

quantité

Solubilité DT50 sol Hydrolyse

Koc ESO Affinité pour le sol Persistance Usage Solubilité Critères ESO Koc DT50 sol

Hydrolyse

Dose/surface traitée ou quantité

Solubilité

Au sein de chaque classe, les valeurs des cinq critères prennent trois modalités : o (conditions favorables), m (conditions intermédiaires) et d (conditions défavorables) par rapport au risque de contamination. Ces modalités sont définies en utilisant des valeurs seuils dépendant de chaque type d’eau (Tableau 22), en fonction des avis d’experts.

Ainsi, chaque classe est définie par une combinaison de modalités. Par exemple, dans la Classe 1 dans les ESU, il n’y a qu’une seule modalité (quantité ou dose en pesticide). La valeur de la modalité sera donc o, m ou d. En revanche, dans la Classe 3 ESU, les valeurs des modalités (DT50 sol et hydrolyse) peuvent être o, m, d, md ou 2d (Tableau 23).

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Tableau 22 : Valeurs des seuils des modalités o, m et d pour les eaux de surface (ESU) et les eaux souterraines (ESO)

Critères o

Conditions favorables Conditions intermédiaires m Conditions défavorables d

ESU

Koc Koc > 500 500 ≥ Koc >1 00 Koc ≤ 100 Solubilité (mg/L) Solubilité < 10 200 > Solubilité ≥ 10 Solubilité ≥ 200

DT50 (j) DT50 < 30 30 ≤ DT50 < 120 DT50 ≥ 120 Hydrolyse (j) Hydrolyse < 30 30 ≤ Hydrolyse < 60 Hydrolyse ≥ 60 Surface normalisée Surface < 0,04 0,04 ≤ Surface < 0,2 Surface ≥ 0,2

Dose (kg/ha) Dose < 0,5 1 > Dose ≥ 0,5 Dose ≥ 1

ESO

Koc Koc > 1000 1000 ≥ Koc > 100 Koc ≤ 100 Solubilité (mg/L) Solubilité < 10 200 > Solubilité ≥ 10 Solubilité ≥ 200

DT50 (j) DT50 < 8 8 ≤ DT50 < 30 DT50 ≥ 30 Hydrolyse (j) Hydrolyse < 30 30 ≤ Hydrolyse < 60 Hydrolyse ≥ 60 Surface normalisée Surface < 0,04 0,04 ≤ Surface < 0,2 Surface ≥ 0,2

Dose (kg/ha) Dose < 0,5 1 > Dose ≥ 0,5 Dose ≥ 1

Koc : coefficient de partage carbone organique/eau DT50 : Temps de demi-vie

Tableau 23 : Exemple des valeurs des modalités lorsqu'il y a deux critères dans une classe

Classe 3 –ESU (critères : DT50 sol)

o m D

Classe 3 – ESU (critères : DT50 sol) o o m D

m m d Md

d d md 2d

Ensuite, les combinaisons des modalités de chaque classe sont rassemblées dans une grille de pénalités. Il existe quatre grilles de pénalités32 _{: deux grilles pour les ESU et deux grilles pour les ESO, selon que l’on} utilise la quantité de pesticide ou la dose de pesticide à l’hectare.

Chaque pesticide inclus dans le calcul correspond donc à une combinaison de modalité en fonction de ses propriétés et de son utilisation. A chaque combinaison de modalité est alors attribué un rang absolu.

Or, il existe quatre rangs maximum pour les quatre grilles de pénalité (Tableau 24). Le nombre de rang maximum ne dépend donc pas du nombre de pesticides inclus dans le calcul mais du mode « quantité » ou du mode « dose » choisi, ainsi que de l’ordre des classes (suivant que l’on travaille sur les ESU ou sur les ESO) et donc de la combinaison des critères.

Tableau 24 : Rangs maximum possibles obtenus pour les quatre grilles de pénalités (ESU ou ESO x Quantité ou Dose/ha)

Type d’eaux Quantité de pesticide Dose de pesticide/hectare

ESU 62 76

ESO 63 45

Le rang absolu d’un pesticide est ensuite normalisé en le divisant par le rang absolu maximum. Le rang normalisé est exprimé en pourcentage et donne une position de la substance entre la substance la plus défavorable (rang 100%) et la moins défavorable (rang 0%) à la contamination (Équation 8). Ainsi, il est possible de comparer plusieurs grilles entre elles.

Équation 8 : Calcul du rang normalisé pour un pesticide (%) Rang pesticide (%) = Rang absolu / Rang maximum

32 _{Grilles de pénalités de la méthode SIRIS-Pesticides : https://siris-pesticides.ineris.fr/siris_pdf/SIRIS-} Grilles_penalite.pdf

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Les valeurs de référence de rang SIRIS sont réparties en trois classes : faible, moyen et forte, selon le Tableau 25.

Tableau 25 : Valeurs de référence de rang SIRIS (%) pour les potentiels de transfert

Potentiel de transfert Rangs ESU (%) Rang ESO (%)

Faible Classe 1 ≤ γ0 ≤ 40

Moyen Classe 2 Entre 30 et 45 Entre 40 et 60

Fort Classe 3 > 45 > 60

II.1.2. Données et hypothèses de calcul

La méthode SIRIS-Pesticides est utilisée via le moteur de calcul, en mode « Dose à l’hectare ». Dans le contexte du bassin de la Méfou, les hypothèses de calcul sont les suivantes :

1) La liste des pesticides inclus dans le calcul de SIRIS-Pesticides est basée sur la liste des pesticides ciblés par analyse environnementale (Chapitre 3 Partie II). Celle-ci est constituée de 25 pesticides (molécules mères33_{) (14 herbicides, 10 fongicides et un insecticide) potentiellement appliqués sur les cultures locales et} dont certains sont homologués par le MINADER (Ministère de l’agriculture et du développement rural (Cameroun), 2013) et le CSP (CSP INSAH, 2015). Dans l’ensemble, ces pesticides sont polaires et donc susceptibles de se retrouver en phase dissoute dans l’eau (log Kow compris entre – 0,06 et 4,48).

2) La littérature reporte que les doses de substances actives à épandre préconisées par les fabricants ne sont pas forcément respectées par les agriculteurs. Ces doses sont exprimées en kilogrammes d’une substance active considérée par hectare de culture traitée. Cependant, les doses réellement appliquées ne sont pas disponibles sur la zone d’étude. Même si une enquête avait été réalisée auprès des agriculteurs, la dose réellement appliquée ne serait pas nécessairement connue. Ainsi, les doses préconisées en fonction du type de culture dans la liste des pesticides homologués au Cameroun et éditée par le MINADER ((Ministère de l’agriculture et du développement rural (Cameroun), 2013)) seront appliquées dans cette étude.

Cette liste regroupe tous les pesticides homologués au Cameroun dans sa version la plus récente (2013). De plus, elle peut être utilisée comme un index phytosanitaire puisque pour chaque culture, la dose recommandée en formulation commerciale de pesticide est indiquée.

Lorsque les doses préconisées en pesticides par la liste MINADER étaient disponibles pour la liste des 25 pesticides ciblés, ces derniers ont été inclus dans l’étude. Ainsi, en croisant les informations de la liste MINADER avec la liste des 25 pesticides ciblés, 13 pesticides sont finalement sélectionnés : 6 herbicides (acétochlore, atrazine, diuron, linuron, métolachlore, terbuthylazine), 6 fongicides (azoxystrobine, carbendazime, diméthomorphe, métalaxyl, pyriméthanil, tébuconazole) et un insecticide (imidaclopride). 3) Même si la répartition spatiale des types de culture sur les parcelles agricoles est mal connue, il est possible de considérer que les cultures en péri-urbain sont majoritairement tournées vers les cultures de cacao, de canne à sucre, de banane et de palmier à huile bien que le maraîchage soit aussi pratiqué. En zone urbaine, le maraîchage est le plus présent, ainsi que la culture du maïs et de la banane. En s’appuyant sur la littérature (Dauvergne, 2011; Gockowski et al., 2004; Nguegang, 2008) et la liste du MINADER, deux scénarios de pratiques agricoles sont alors construits (Tableau 26) :

(i) Le premier scénario représente les cultures en péri-urbain : cacao, canne à sucre, banane et palmier à huile. La liste du MINADER indique que les pesticides recommandés sur ces cultures sont l’acétochlore, l’atrazine, le diuron, l’azoxystrobine, le diméthomorphe, le métalaxyl, le pyriméthanil, le tébuconazole et l’imidaclopride.

(ii) Le deuxième scénario est basé sur les cultures pratiquées en zone urbaine (maraîchage, maïs, banane) et prend donc en compte onze pesticides : atrazine, diuron, linuron, métolachlore, terbuthylazine, azoxystrobine, carbendazime, métalaxyl, pyriméthanil, tébuconazole et l’imidaclopride.

4) On considère que toutes les parcelles agricoles issues des données ESA-CCI 2015 sont traitées avec des pesticides. La dose indiquée dans le calcul du moteur de recherche SIRIS-Pesticides correspond donc à une

33 _{Les produits de dégradation ne sont pas pris en compte car ils ne sont pas inclus dans la base de données} SIRIS-Pesticides.

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dose moyenne en substance active pour un ensemble de cultures supposées pratiquées en fonction du scénario choisi.

Par exemple, dans le cas du scénario (iii) en urbain, l’imidaclopride (insecticide) est recommandé sur les cultures de la tomate, de la banane et des cultures maraîchères. Il existe cinq formulations (Doyen 62 EC, Insector 350 SC, Lamida Gold 90 EC, Parastar 40 EC et Plantima 700 WG) contenant de l’imidaclopride pour ces cultures, à des concentrations en substance active dans la formulation comprises entre 20 g/kg à 700 g/kg. De plus, les doses d’application recommandées s’échelonnent entre 0,5 L/ha et 1 L/ha. La dose potentiellement appliquée est alors calculée pour chaque type de culture Y (Équation 9).