Qu est-ce que PHYTO AIDE?

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Mots clés : outil d’aide à la décision, pesticides, transfert, environnement, bonnes pratiques phytosanitaires

Qu’est-ce que PHYTO’AIDE ?

Quelques informations sur PHYTO’AIDE

PHYTO’AIDE a été développé par l’unité de recherche HortSys du Cirad dans le cadre du projet Ecofrut. Le développement informatique a été réalisé par l’unité de recherche AIDA du Cirad avec l’appui des biométriciens de l’unité mixte de recherche PVBMT.

Ces travaux ont été financés par la Région Réunion et l’UE. Ils s’inscrivent dans les objectifs du Plan Ecophyto.

PHYTO’AIDE repose sur les résultats de l’indicateur d’évaluation I-PHY (méthode Indigo©) déve- loppé par l’équipe Agriculture Durable du laboratoire agronomie et environnement de l’INRA, et adapté au contexte tropical pour les cultures fruitières pérennes et la canne à sucre.

PHYTO’AIDE est un outil d’aide à la décision évaluant les risques de transfert des pesticides vers l’environnement. Il permet à l’agriculteur d’identifier les pratiques culturales à risque en fonction du pesticide utilisé et de ses conditions d’utilisation. Il va ainsi lui permettre de prendre des décisions techniques afin de limiter les risques de pollution.

Où trouver PHYTO’AIDE ?

L’outil est disponible en libre accès sur la plateforme Margouill@

www.margouilla.net/phytoaide

Le guide de l’utilisateur et la plaquette de présentation de l’outil sont également proposés en libre téléchargement sur la plateforme.

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Comment utiliser PHYTO’AIDE ?

Sur la plateforme web, dans l’onglet « paramétrage », l’utilisateur renseigne : les caractéristiques du sol de la parcelle et le pesticide utilisé (voir ci-dessous). Si l’on ne connait pas la substance active du produit utilisé on peut cliquer sur l’icône qui renvoie l’utilisateur vers le site e-phy, ca- talogue en ligne des produits phytopharmaceutiques qui permettra de retrouver la substance active à partir du nom commercial du produit. PHYTO’AIDE ne calcule les risques de transfert du pesticide vers l’environnement que d’une substance active à la fois. De sorte que lorsqu’un produit commercial est composé de plusieurs substances (cas de certains herbicides par exemple), il convient de tester les substances une à une.

Une fois les données saisies, le bouton lance les procédures de calcul de cet outil d’aide à la décision. PHYTO’AIDE fournit ses résultats sous une forme graphique en générant un arbre de régression et le graphique de contribution. Ces différents résultats varient d’un pesticide à l’autre et d’un sol à l’autre.

Comment lire et interpréter les résultats de PHYTO’AIDE ?

Avant toute chose, il convient de préciser que les scores affichés par PHYTO’AIDE proviennent de de l’indicateur I-PHY et sont donnés sur une échelle qualitative de 0 (risque maximum de transfert) à 10 (très peu de risque) et où un score supérieur à 7 est considéré comme limitant les risques de transfert.

L’arbre de régression PHYTO’AIDE (voir exemple ci-contre) permet de visualiser les scores de plus de 1000 scénarios d’utilisation du pesticide. Ces scénarios sont construits en faisant varier les variables d’utilisation (type de pulvérisateur, de buse, distance à un point d’eau…) constitutives du score d’I-PHY (sauf celles du pesticide et du sol que l’utilisateur a fixé selon le cas d’étude). Les va- riations résultent des valeurs dites favorable ou défavorable de chaque variable. C’est-à-dire qu’en partant du score moyen I-PHY de tous les scénarios testés (score affiché dans le rond bleu en haut de l’arbre), selon que la valeur prise par la variable est favorable ou défavorable, ce score moyen va être dégradé (branche rouge de l’arbre, ce qui signifie que le risque augmente) ou au contraire augmenté (branche verte de l’arbre, ce qui signifie que le risque diminue). Plus les variables sont hautes dans l’arbre plus elles ont d’importance dans la construction du score d’I-PHY. Le score minimum de tous les scénarios testés par PHYTO’AIDE est en bas à gauche de l’arbre et le score maximum est en bas à droite. La différence entre ces deux scores constitue la marge de progrès possible en manœuvrant les différents leviers (passage de la condition défavorable à favorable des variables).

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Exemple d’arbre de régression généré par PHYTO’AIDE

Le deuxième résultat généré par PHYTO’AIDE est le graphique de contribution des variables (voir ci -dessous). Sa lecture est simple. En effet, plus une variable a d’importance dans la construction du score d’I-PHY, plus son pourcentage de contribution sera élevé. Dans l’exemple si dessous, pour l’aclonifen (herbicide) testé sur un sol réunionnais, le pulvérisateur utilisé a le plus d’importance (de 52 % de contribution) suivi de la distance du traitement au point d’eau (20.7 %) et à l’état de ce dernier (19.7 %). Les autres variables ont quant à elles moins d’importance. L’analyse de ce graphique permet d’identifier rapidement sur quelles variables—et par conséquent sur quels leviers d’action— il convient d’apporter son attention prioritairement.

0 20 40 60 80 100

Pulvérisateur Distance au point d'eau Etat du point d'eau Etat couverture du sol Position du traitement Bande enherbée Type de buse

aclonifen

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Quels sont les leviers d’actions pour le producteur?

Le producteur à une possibilité d’action partielle, il subit la pré- sence de ce cours d’eau mais il peut faire le choix de ne pas traiter la zone sensible tout en traitant le reste de la parcelle.

Même levier d’action que le point précédent.

Le producteur a une possibilité d’action partielle car il peut être contraint de traiter durant une période à risque.

La quantité d’eau (pluie et/ou irrigation) est comptabilisée lorsque le cumul atteint 5 millimètres.

Le producteur a une possibilité d’action partielle, il subit les risques de pluie mais il a une marge de manœuvre sur l’irrigation qu’il peut ne pas déclencher.

Le producteur a une possibilité d’action totale sur le choix de son matériel.

Le producteur a une possibilité d’action partielle sur la possibilité d’installer ce type de dispositif.

Le producteur a une possibilité d'action partielle notamment si un traitement de type pré-levée est indispensable.

Le producteur a une possibilité d'action partielle notamment si un traitement est obliga- toire.

Le producteur a une possibilité d’action totale.

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Quels conseils techniques peut-on donner à partir des résultats ?

Une fois les différents leviers d’action identifiés pour réduire les risques du transfert du pesticide vers l’environnement, le technicien pourra conseiller à l’utilisateur du matériel adapté à sa culture : un pulvérisateur performant, une buse à dérive limitée…

Toutefois afin que les conseils fournis soient efficaces il convient de ne pas oublier les bonnes pratiques phytosanitaires :

 Le respect de la dose homologuée de la substance active

 L’utilisation d’un appareil de traitement régulièrement étalonné

 L’adéquation du matériel à son usage par exemple le type de buse de l’appareil de traitement

 La bonne utilisation du matériel de traitement et notamment le réglage de la pression en fonction de la buse, la vitesse d’avancement, le début des buses (et leur entretien) et la hauteur de la pulvérisation en fonction des organes à traiter (le plus près possible de la végétation)

 Equipements de Protection Individuelle : I-PHY et PHYTO’AIDE ne considèrent pas les risques pour la santé humaine, les règles d’usages doivent donc être respectées.

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Pour aller plus loin : de l’indicateur I-PHY a l’outil PHYTO’AIDE Qu’est ce qu’I-PHY ?

C’est un indicateur d’évaluation environnementale des impacts liés à l’utilisation de pesticides sur la parcelle. La version d’I-PHY utilisé dans PHYTO’AIDE est adaptée aux conditions de culture tropicales (fortes pluviométrie, pentes importantes, températures élevées…) et particulièrement aux cultures fruitières pérennes et à la canne à sucre (prise en compte de pratiques ou conditions culturales spécifiques).

Comment I-PHY fonctionne ?

I-PHY modélise les transferts du pesticide vers l’environnement (voir schéma ci-contre) en agré- geant 28 variables comme synthétisé dessous. Il prend en compte les caractéristiques de la parcelle, du pesticide, et les caractéristiques d’utilisation (conditions environnementales et matériel utilisé) pour aboutir à un score pour 4 modules (3 modules considérant 3 compartiments environnementaux et un module dose) puis à son score I-PHY agrégé. Pour chaque substance active, dans des conditions données, I-PHY donne un score unique , sur une échelle qualitative de 0 à 10.

Qu’apporte PHYTO’AIDE à I-PHY?

Chaque score donné par I-PHY correspond à un scénario unique d’utilisation d’une molécule dans des conditions données. PHYTO’AIDE considère quant à lui plus de 1000 scénarios d’utilisation si- multanément et affiche tous les scores possibles sur son arbre de régression. Par ailleurs, PHY- TO’AIDE calcule la contribution de chaque variable sur le score I-PHY ; ce qui constitue une analyse partielle de sensibilité de cet indicateur. Tous ses résultats sont permis grâce à des méthodes sta- tistiques éprouvées et notamment la méthode CART de Breiman et al. (1984) : classification, arbres de régression et forêts aléatoires. Il convient enfin de préciser que pour limiter les temps de calcul nécessaire à PHYTO’AIDE, certaines variables d’entrée de l’indicateur I-PHY ont été blo- quées pour limiter le nombre de scénarios testé (voir les 10 variables « leviers d’action » restantes sur le tableau ci-contre). Le choix de ces variables l’a été après une analyse de sensibilité montrant que dans nos conditions tropicales elles n’avaient que peu d’importance. Dans ces conditions PHY- TO’AIDE devient l’outil d’aide à la décision indispensable à I-IPHY.

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I-PHY prend en compte les risques de transfert des pesticides vers l’environnement selon les mé- canismes schématisés ci-dessous :

Type Profondeur pH

Taux de matière organique Présence/ absence d’argile gonflante

Pente

Sol filtrant ou non

DT 50 DJA KH Koc Aquatox GUS

Dose d’utilisation

La distance d’application du pesticide par rapport à un point d’eau

L’état du point d’eau La période d’application

Le nombre de jour sans pluie et/ou sans irrigation après l’application du pesticide

Le type de pulvérisateur utilisé Le type de buse du pulvérisateur La présence d’un cache antidérive

La présence d’une bande enherbée autour de la parcelle L’état de couverture du sol au moment du traitement Position d’application du pesticide

Caractéristiques du sol Caractéristiques de la

substance active Caractéristiques d’utilisation Variables renseignées directement ou

indirectement par l’utilisateur

Variables d’I-PHY qui constituent les leviers d’action da

ns PHYTO’AIDE

DT50 : Demi-vie d’une substance active : indique le temps nécessaire pour que la substance active ait perdu la moitié de son activi- té pharmacologique

DJA : Dose journalière admissible : évalue le seuil de toxicité pour l'homme

KH : Loi de Henry : caractérise la capacité d’une substance en solution à se volatiliser Koc : mesure la mobilité d’une substance active dans un sol donné

Aquatox : résulte de la toxicité d’une substance active pour un organisme aquatique invertébré (Daphnia magna) après 48 h.

GUS : Indice de lixiviation potentielle : définit le potentiel polluant des sols par lixiviation des molécules dans les nappes Dose : dose homologuée

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Exemple de mise en œuvre de PHYTO’AIDE : aide au choix d’un acari- cide sur agrumes

Plusieurs substances actives sont homologuées pour lutter contre les ravageurs des agrumes, nous allons étudier ici le cas de deux acaricides, l’abamectine et le tébufenpyrad, tout deux utilisés pour lutter contre les acariens phytophages des agrumes. L’objectif du cas d’étude est d’évaluer le comportement de ces 2 substances actives pour choisir celle qui présente le moindre risque pour l’environnement. Nous avons réalisé cette étude via l’interface web de PHYTO’AIDE en rensei- gnant les données suivantes pour l’abamectine puis pour le tébufenpyrad :

Les scores d’I-PHY obtenus sont les suivants :

Il est intéressant de noter que pour les 2 acaricides, sur ce type de sol, les scores I-PHY max sont peu différents et légèrement supérieur à 7, score pour lequel l’indicateur considère les risques de transfert du pesticide vers l’environnement comme acceptables. Ce qui n’est plus le cas lorsque l’on considère les scores I-PHY min, respectivement 6.8 pour l’abamectine et surtout 5.7 pour le tébufenpyrad. Dans ces conditions, la marge de progrès (différence entre I-PHY max et min) est notable pour le tébufenpyrad (1.8 point de score) et plus limitée pour l’abamectine (0.8 point de score). Cependant et compte tenu des scores max, il parait important d’étudier les leviers techniques à mobiliser pour atteindre ce score maximum. Les arbres de régressions de PHYTO’AIDE présentés ci-contre éclairent l’analyse. Manifestement, les principaux leviers pour réduire les risques de transfert de ces 2 acaricides sont les mêmes, à savoir la proximité d’un point d’eau et l’état de ce dernier mais aussi le type de pulvérisateur utilisé. Dans ce cas, les préconisations techniques seront d’utiliser un pulvérisateur équipé d’un dispositif antidérive (un atomiseur porté est probablement à proscrire) et à plus de 15 mètres d’un point d’eau s’il est en eau (et non à sec).

7,3 6,8

7,6

0,8 6,9

5,7

7,5

1,8

0 1 2 3 4 5 6 7 8

I-PHY moyen

I-PHY min I-PHY max marge de progrès

abamectine tébufenpyrad

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L’état de la couverture du sol (enherbement non tondu), la présence d’une bande enherbée en bas de pente et l’usage de buse antidérive permettent d’accéder aux scores maximum quelque soit le pesticide. Enfin, globalement il semble préférable de choisir l’abamectine plutôt que le tébu- fenpyrad du point de vue des risques de transfert de ces pesticides vers l’environnement.

Arbre de régression du tébufenpyrad

pour plus de lisibilité vous pouvez générer cet arbre avec l’interface web PHYTO’AIDE Arbre de régression du tébufenpyrad

pour plus de lisibilité vous pouvez générer cet arbre avec l’interface web PHYTO’AIDE

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Exemple de résultats de recherche s’appuyant sur la « méthodologie PHYTO’AIDE » : aide au choix d’un herbicide à la Réunion

Dans le cadre d’une étude menée à l’échelle de la Réunion (voir « pour en savoir plus » page 12), la

« méthodologie PHYTO’AIDE » a permis d’évaluer les risques de l’usage des 20 herbicides les plus utilisés (ou ayant été utilisés) sur l’île. Sur la base des leviers pouvant limiter ces risques, nous avons constitué 3 groupes d’herbicides à l’aide d’une analyse statistique (ACM) dont la représenta- tion graphique est présentée ci-dessous.

Chacun des 3 groupes comportent une des 3 substances actives les plus utilisées à la Réunion, le 2,4-D, le glyphosate et le S-metolachlor. Chaque groupe a sa propre hiérarchie d’importance des variables constitutives du score I-PHY. Ainsi, pour les substances du « groupe 2,4-D » la variable

« pulvérisateur » est la plus importante puis dans une moindre mesure les variables « distance au point d’eau » et « état du point d’eau ». A l’inverse, pour les substances du « groupe glyphosate » les 2 variables d’importance sont « distance au point d’eau » et « état du point d’eau » puis la variable « pulvérisateur ». Quant aux substances actives du « groupe S-metolachlor », la variable d’importance est « la position d’application » puis dans une moindre mesure les variables

« distance au point d’eau », « état du point d’eau » et « pulvérisateur ».

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Dans une démarche de limitation des impacts des herbicides sur l’environnement, nos résultats montrent qu’une substitution des substances actives du « groupe S-metolachlor » par ceux du

« groupe glyphosate » serait intéressante.

En effet, en ne considérant que les scores I-PHY, les scores moyens et minimum des substances actives du « groupe glyphosate » sont significativement supérieurs à ceux du « groupe S- metolachlor ». Ces scores moyens sont de 5.57 (groupe S-metolachlor) contre 8.54 (groupe glyphosate) tandis que les scores minimum sont de 3.57 (groupe S-metolachlor) contre 5.38 (groupe glyphosate). Les scores I-PHY du « groupe S-metolachlor » ne sont par contre pas différents de ceux du « groupe 2,4-D ». Enfin, les scores I-PHY maximum des 3 groupes ne sont pas statistique- ment différents : 7.96 (groupe 2,4-D), 9.32 (groupe glyphosate) et 7.45 (groupe S-metolachlor) dé- montrant le fort impact des conditions d’utilisation de ces substances actives sur ces scores. En effet, si la substitution d’un herbicide à risque par un autre à moindre risque n’est pas toujours possible, l’application de bonnes pratiques phytosanitaires peut considérablement limiter les risques de transfert du pesticides vers l’environnement (voir les marges de progrès du tableau ci- dessous).

Herbicides I-PHY

minimum

I-PHY maximum

Marge de progrès (max - min)

I-PHY moyen

Asulam 4.60 9.03 4.43 8.30 (± 0.85)

Glufosinate 4.92 9.21 4.3 8.29 (± 0.90)

Glyphosate 4.86 9.07 4.21 8.28 (± 0.85)

Thiencarbazone 5.73 9.60 3.87 8.72 (± 0.78)

2,4-D 4.78 8.37 3.59 7.25 (± 0.88)

Aclonifen 3.51 6.02 2.51 4.97 (± 0.73)

Diquat 4.48 9.21 4.73 7.59 (± 1.24)

Fluazifop-P 4.63 7.54 2.91 6.41 (± 0.84)

Isoxaflutole 5.02 8.94 3.92 7.90 (± 0.87)

Linuron 4.37 9.21 4.84 7.55 (±1.16)

Pendimethalin 4.24 6.67 2.43 5.78 (± 0.67)

Atrazine 3.63 8.93 5.30 6.04 (± 1.52)

Bentazon 3.98 7.90 3.92 6.28 (± 0.87)

Fluroxypyr 5.00 9.50 4.50 6.90 (± 0.63)

Mesotrione 3.85 9.26 5.41 6.57 (± 1.51)

Metribuzin 3.87 8.11 4.24 6.10 (± 1.05)

Nicosulfuron 4.90 9.51 4.61 7.52 (± 1.22)

Oxadiazon 2.81 4.48 1.67 3.80 (± 0.39)

S-metolachlor 3.16 6.19 3.03 4.59 (± 0.75)

Triclopyr 2.36 5.28 2.92 3.72 (± 0.72)

Evaluation des risques de l’usage de 20 herbicides à la Réunion avec l’indicateur I-PHY Scores minimum, maximum, moyens et marge de progrès.

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Pour en savoir plus

Le Bellec F., Vélu A., Le Squin S., Michels T. Utilisation de l'indicateur I-PHY comme outil d'aide à la décision en verger d’agrumes à la Réunion - Le cas de la lambda-cyhalothrine. Innovations Agronomiques 31 (2013), 61-73

Résumé d’auteur : I-PHY de la méthode INDIGO® est un indicateur qui permet d’évaluer les impacts des pesticides sur l’environnement à l’échelle de la parcelle. Basé sur un système expert, il prend en compte les caractéristiques des substances actives (sa), de la parcelle et les conditions d’application. Il renvoie un score I-PHYsa sous la forme d’une note sur 10. Dans ces conditions, I-PHY est un indicateur robuste dont les résultats permettent d’identifier des pratiques à risque pour l’environnement. Cependant, le simple résultat sous la forme d’un score ne fait pas pour autant d’I-PHY un outil d’aide à la décision en l’état. Nous proposons dans cet article d’utiliser les marges de progrès entre les différents scores (I-PHY min et max) pour construire des arbres de régression permettant d’identifier les variables à l’origine du score et d’utiliser I-PHY comme outil d’aide à la décision. A titre d’illustration de notre méthode, nous avons étudié les risques environnementaux liés à l’usage de la lambda-cyhalothrine chez 3 producteurs d’agrumes à la Réunion. Cette analyse nous a permis d’identifier les leviers techniques mobilisables par ces producteurs.

Le Bellec F., Vélu A., Fournier P., Le Squin S., Michels T., Tendero A., Bockstaller C., Helping farmers to reduce herbicide environmental impacts. Soumis à Ecological Indicators (2015).

Résumé d’auteur : While pesticides help to effectively control crop pests, their collateral effects often harm the envi- ronment. On the French island of Reunion in the Indian Ocean, over 75% of the pesticides used are herbicides and they are regularly detected in water. Agri-environmental models and pesticide risk indicators can be used to predict and to help pesticide users to reduce environmental impacts. However, while the complexity of models often limits their use to the field of research, pesticide risk indicators, which are easier to implement, do not explicitly identify the technical levers that farmers can act upon to limit such transfers on their scale of action (the field). The aim of this article was to contribute to developing a decision-support tool to guide farmers in implementing relevant practices regarding the reduction of pesticide transfers. In this article, we propose a methodology based on classification and regression trees. We applied our methodology to a pesticide risk indicator (I-PHY indicator) for identifying the importance of the variables, their interactions and relative weight in contributing to the score of the indicator. We applied our methodology to the assessment of transfer risks linked to the use of 20 herbicides applied to all soils in Reunion and according to different climate, plot management and product application scenarios (2¹² scenarios tested). We constructed regression trees which identified, for each herbicide on each soil type, the contribution made by each input variable to the construction of the indicator score. The tree is represented graphically, and this aids exploration and understanding. The 20 herbicides were divided into 3 groups that differed through the main contributing variable to the indicator score. These variables were all technical levers available to farmers to limit transfer risks. These trees then become decision-support tools specific to each pesticide user, enabling them to take appropriate decisions with a view to reducing pesticide environmental impacts.

Fabrice le Bellec : fabrice.le_bellec@cirad.fr

Ce document a été rédigé par Sarra Poletti dans le cadre du transfert des travaux du projet ECOFRUT.

CIRAD - EPLEFPA Saint-Paul - Armeflhor. Mars 2015.