Des synthèses récentes sur les stratégie de luttes contre les pollutions diffuses agricoles, sont disponibles à l’échelle Européenne (COST, 869 – Schoumans et al., 2011) et à l’échelle Internationale (DIPCON, 2010 – van Bochove et al., 2011). Concernant le phosphore, ces synthèses rappellent les efforts réalisés sur la gestion des pollutions urbaines et agricoles sur les 30 dernières années mais soulignent également l’émergence de nouvelles attentes des gestionnaires de milieux aquatiques. Outre a demande de déterminer l’origine des pollutions diffuses et la partition avec les pollutions ponctuelles, les gestionnaires demandent donc aux scientifiques de proposer des nouveaux diagnostics permettant d’orienter généralement le décideur sur :
- des méthodes de prédiction des flux en fonction de différentes évolutions
(évolutions des pratiques agricoles, évolutions des modes d’occupation des sols, évolutions climatiques…). Ces méthodes de prédictions doivent tenir compte des processus et des mécanismes de mobilisation et d’atténuation de ces flux à l’échelle du bassin versant (évaluation des zones sources critiques, pertinence des zones tampons)
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des mesures opérationnelles d’atténuations des flux qui répondent auxcontraintes de leur territoire en terme d’organisation physique (actions de réduction des flux à la source et au sein du bassin versant, sensibilité des milieux récepteurs) mais aussi socio-économiques (organisation des activités au sein du bassin versant, balances économiques et financières des enjeux de luttes contre les pollutions diffuses agricoles et des pollutions urbaines).
Les modèles sont des outils potentiellement performants pour tester des scénarios d’incidence de forçages externes (eg. précipitation, améliorations des systèmes de traitement des eaux urbaines, évolutions des utilisations des sols) sur les régimes d’exportations des flux de phosphore (Krysanova et Arnold, 2008 ; Bowes et al., 2010 ; Schoumans et al., 2011 ; Bowes et al., 2012 ). Il apparaît que si certaines pratiques agricoles peuvent impliquer de nettes variations des flux annuel simulés, les régimes de précipitations apparaissent cruciaux dans l’importance, la spéciation et la répartition temporelle des flux de phosphore émis vers le milieu récepteur (Hahn, 2012). En ce sens, certains modèles dont la discrétisation spatiale est suffisante, permettent d’établir des cartes des émissions de polluants. Pour le cas du bassin versant de l’Albenche, le modèle SWAT-multiVSA nous permet de cartographier l’évolution spatiale et temporelle des zones sources critiques (Figure 4-1). On constate que beaucoup de ces zones qui croise activité hydrologique et apports de phosphore (fertilisation) sont dans des parcelles agricoles.
Figure 4-1 : Cartographie des exportations d’orthophosphates (SRP –soluble reactive phoshporus) pour deux états contrastés (SSC summer = état non saturé et SSC winter = état saturé) du bassin versant de l’Albenche. Le mode d’occupation des sols est présenté sur la carte du bas.
A partir de ce constat, certaines préconisations d’usage des sols pourraient être rendues (eg. limiter les épandages dans les zones VSA). Les modèles sont utilisés comme outils d’aide opérationnels pour mener des actions préventives ou correctives (Michaud et al., 2007 ; Schoumans et al., 2011).
Cependant l’efficacité de certains diagnostics techniques (et outils techniques) peut se heurter à la complexité des usages des sols et à leur conciliation. Cela relève du gestionnaire et des bureaux d’étude qu’il mandate d’évaluer la rentabilité socio-économique des actions menées (eg. vaut-il mieux continuer à investir dans la maîtrise des sources ponctuelles ou amorcer des politiques de concertation sur la gestion des pollutions diffuses à l’échelle d’un territoire). Ces questions se posent pour d’autres territoires ou la protection de la qualité de l’eau devient un enjeu d’importance capitale. Ainsi un ensemble de mesures opérationnelles de réduction des pollutions diffuses agricoles est détaillé dans les travaux du COST (action 869 – Schouman et al., 2011) qui font figure de référence sur les diagnostics et les moyens d’atténuation des pollutions diffuses agricoles. Ces mesures portent sur des méthodes actives de réduction des flux à la source (pratiques agricoles, gestion des systèmes fermiers) mais également sur des méthodes passives de gestion des
Nous proposons un ensemble de mesures (Tableau 4-1) basées sur les travaux du COST et pertinentes au regard du contexte étudié. Certaines actions d’atténuation des émissions de pollutions diffuses trouvent un écho particulier dans le contexte d’étude. La mise en place d’une stratégie de limitation à la source mais également d’atténuation des flux au sein du territoire par des pratiques ciblées doit être réfléchie par rapport au changement d’échelle, d’organisation du territoire et par rapport aux mécanismes clés d’exportations.
Pour le bassin versant de l’Albenche, les actions porteront donc principalement sur la répartition spatiale et temporelle des régimes de fertilisations (source majoritaire de flux de phosphore). Ces actions pourront également porter sur une réduction des émissions de phosphore des exploitations agricoles (déconnexion des eaux de lavages des aires d’exercices, mises aux normes des capacités de stockage des effluents).
Pour le bassin versant de la Deysse, les régimes d’exportations sont principalement marqués par les processus in stream et le rôle tampon de la plaine alluviale. Les actions porteront plutôt sur la gestion des dynamiques hydrologiques et hydrauliques. Des mesures de restaurations des cours d’eau (renaturation du lit mineur, reméandrage), de réactivations d’annexes hydrauliques et gestion ou restaurations de la ripisylve et de zones de marais, permettent in fine d’augmenter le temps de résidence de l’eau dans l’écosystème qui est le principal facteur dans la rétention des nutriments (De Klein and Koelmans, 2010) mais elles ont également un bénéfice environnemental certain (Kronvang et al., 2009) et un bénéfice sur la spéciation et la transformation des nutriments (prélevement par la végétation, transformation biogéochimique comme la sorption ou la dénitrification).
Enfin, l’impact potentiel des crues n’est pas le même selon l’époque de transfert. Les conséquences sont différées pour les crues du régime de transition et du régime hivernal : le phosphore n’est majoritairement pas directement biodisponible et est principalement stocké et utilisé au printemps suivant (Jordan-Meille et al., 2007). Les crues de période estivale ont quand à elles une importance particulière car elles interviennent à une période où la biomasse utilise directement les entrées de phosphore et pour lesquelles les flux de phosphore sont majoritairement biodisponibles. La tendance à l’imperméabilisation des surfaces du bassin versant favorise donc ces exportations lors de périodes de forte réceptivité de l’écosystème lacustre. Il est donc capitale de restaurer les fonctionnalités de zones tampons dans le continuum sources-milieu récepteur.
-échelles d'action effets sur P et N mesures d'atténuation
exploitation agricole diminuer les sources réduction des rejets des eaux de lavages
diminuer les sources mise aux normes des installations de stockage des effluents
interface parcelle/rivière diminuer les sources protection des accès à la rivière
augmenter la rétention création/restauration des zones tampons
augmenter la rétention création/restauration de la ripisylve
bassin versant diminuer les sources modification des pratiques de fertilisation (zones sources critiques)
diminuer les sources ralentir les transferts
limitation de l'augmentation des surfaces imperméabilisées
diminuer les sources utilisation secondaire des effluents (méthanisation)
rétention et transformation création/restauration de zones tampons
rivière/corridor fluvial rétention et transformation création/restauration des annexes hydrauliques,
rétention et transformation réstauration/renaturation du lit mineur du cours d'eau
rétention et transformation stabilisation des berges des cours d'eaux
rétention et transformation réstauration des zones humides
Tableau 4-1 : Echelles d’action, mesures d’atténuation et effets attendus sur P et N des options de contrôle de la qualité des eaux appliquées au bassin versant du Bourget (d’après Dorioz et al., 2011 et Schoumans et al, 2014)