Résultats de simulation

4.4.2.1 Hydrologie

Les trois modèles permettent de reproduire fidèlement l’hydrologie du bassin versant, condition essentielle pour simuler correctement le transport des pesticides.

Avec BASINS/HSPF, les débits simulés sont similaires à ceux mesurés notamment lors des périodes d’étiage. Par contre, les débits simulés lors des périodes hivernales ou

encore lors de la fonte printanière (occurrence et amplitude de certaines crues) s’éloignent de ceux mesurés. Ces différences peuvent être occasionnées par la difficulté du modèle à simuler l’évolution du couvert nival. Il est à noter que le calage hydrologique du modèle HSPF doit être mené à l’aide d’un nombre important de paramètres et requiert des efforts en temps assez importants.

Le modèle SWAT parvient également à une représentation satisfaisante des débits mesurés. En effet, les débits simulés s’approchent de ceux mesurés notamment lors des

périodes d’étiage. Par contre les débits simulés lors des périodes hivernales ou encore lors de la fonte printanière s’éloignent considérablement de ceux mesurés. Certains évènements mesurés ne sont pas simulés, ce qui se traduit par l’absence de pointes de crues lors de dates précises. Également, le modèle SWAT présente un retour légèrement trop lent vers le débit de base lors de crues en présence d’évènements pluvieux. Néanmoins, les résultats obtenus sur l’ensemble des périodes d’étude demeurent relativement satisfaisants. Il est à noter que le modèle SWAT présente une bonne capacité à représenter les débits journaliers lors de période d’étiage estival. Il est également à noter que le calage hydrologique du modèle SWAT peut être mené à l’aide d’un nombre restreint de paramètres et requiert des efforts en temps moins imposants que d’autres modèles tel que HSPF. Néanmoins, la qualité des résultats est étroitement liée à la représentativité des données constituant les couches d’information spatiales (types de sols et occupation du territoire).

Cette meilleure performance peut s’expliquer par le fait que, contrairement aux deux autres modèles hydrologiques, il a été développé spécifiquement pour être appliqué dans les conditions météorologiques du Québec, et reproduit mieux les processus liés au couvert de neige.

4.4.2.2 Érosion

Pour BASINS/HSPF et SWAT, les charges et concentrations en sédiments simulées présentent de fortes variations. Plus précisément, ces deux modèles présentent des difficultés à simuler la présence de sédiments lors des périodes d’étiage, et l’apport en sédiments se limite donc aux périodes de crues. En somme, les modèles HSPF et SWAT parviennent à

simuler le comportement général des sédiments notamment sur de longues périodes (ex : charge annuelle) bien que les charges journalières s’éloignent de celles estimées par le modèle statistique ou encore mesurées. Cela est sans doute dû également à

l’incertitude accompagnant les mesures de sédiments en période estivale, la plupart des données étant proches de la limite de détection. Le même phénomène se produit avec GIBSI mais à un degré moindre : la dynamique journalière des concentrations en sédiments est

beaucoup mieux reproduite. Il est à noter que le calage du modèle d’érosion de HSPF

nécessite l’ajustement d’un nombre important de paramètres et demeurent assez difficile en raison des la complexité des processus d’érosion et des limites du modèle dans la caractérisation spatiale des classes d’occupation du territoire, tandis que le calage des modèles SWAT et GIBSI est relativement simple avec un nombre restreint de paramètres.

4.4.2.3 Pesticides

Contrairement à la simulation des débits et du comportement des sédiments, le modèle HSPF

présente très peu d’aptitude à simuler le transport des pesticides tel l’Atrazine. En effet,

les concentrations d’Atrazine simulées sont largement inférieures à celles mesurées et présentent, de plus, des décalages notables en comparaison avec les dates d’observation de la présence de ce pesticide. Ces difficultés sont, entre autres, dues à l’accumulation de l’Atrazine dans les différents horizons du sol et la migration trop faible de l’Atrazine vers les tronçons drainant les cultures de maïs. Bien que des efforts aient été investis sur la modélisation des pesticides, aucun calage satisfaisant du modèle HSPF n’a permis d’obtenir des résultats satisfaisants s’approchant de données mesurées. À noter ici que l’application d’Atrazine s’est faite lors des jours secs compris entre entre 7:00 AM et 18:00 PM approximativement.

De son côté, le modèle SWAT semble avoir bon potentiel pour représenter le comportement des pesticides : l’ordre de grandeur des pics de concentrations simulés correspond à ceux mesurés, même si on obtient un décalage dans le temps. La dynamique est également fidèle à la réalité avec de fortes variations. On peut donc avancer que le modèle SWAT représente un

outil intéressant dans la simulation du comportement de pesticides tel l’Atrazine. Fait à

noter important, l’application d’Atrazine s’est faite sur un nombre de 15 jours sans aucune discrimination pour les journées pluvieuses.

GIBSI reproduit également des niveaux de concentration cohérents avec les données mesurées. Toutefois, la dynamique des concentrations simulée est plus lente, ce qui aboutit à

des charges annuelles supérieures et des concentrations simulées supérieures entre les pics de concentration. Dans tous les cas, les décalages dans le temps entre les pics de concentration simulés et observés peuvent être attribués à l’incertitude liée à la quantité d’Atrazine appliquée et aux dates d’application. En effet, peu d’informations disponibles permettent de déterminer les quantités réelles appliquées ainsi que les dates précises d’application sur les cultures. En ce sens, il est possible que le taux d’application indiqué au modèle soit trop faible ou encore que les dates d’applications soient inexactes. Il demeure donc primordial de souligner l’importance de la connaissance de vérité terrain quant aux quantités et date réelles d’application des pesticides. À noter que pour ce test, nous avons défini une période d’application où pour chaque USS, le jour d’application était déterminé aléatoirement parmi les jours sans pluie. GIBSI ne prend en compte qu’un seul pesticide par culture, et trois pesticides au maximum par simulation (un pesticide pour le maïs, un pesticide pour les céréales et un pesticide pour le canola). Cela est loin de la réalité puisque, comme nous avons pu le voir avec les données recueillies au chapitre 3, les applications de pesticides se font aujourd’hui sous forme de mélange de plusieurs matières actives. Cette limite est liée au modèle de qualité de l’eau en rivière QUAL2E. Il faudra donc explorer la possibilité de modifier QUAL2E afin qu’il puisse prendre en compte plus de trois pesticides. Dans l’immédiat, et si l’adaptation de QUAL2E s’avère trop difficile, la seule solution est de procéder à plusieurs simulations afin de prendre en compte toutes les matières actives appliquées pour une même culture et sur tout le bassin versant.

4.4.3 Définition de scénarios de pratiques agricoles pour évaluer l’effet de