Pollution nitrique de l`eau : résultats de 24 ans d`expérimentation Inra

Communiqué de presse - 4 octobre 2013
Pollution nitrique de l’eau : résultats de 24 ans d’expérimentation Inra
L’Inra présente les conclusions scientifiques et techniques de 24 ans d'expérimentation sur le bassin d’alimentation en
eau de Bruyères-et-Montbérault (Aisne) le 4 octobre 2013. Les résultats révèlent que les bonnes pratiques culturales
mises en place ont permis de réduire la teneur en nitrate des eaux de captage, de plus de 60 mg par litre dans les
années 1990 à une valeur stabilisée autour de 50 mg par litre à ce jour. Ils montrent que la maîtrise de la pollution
nitrique nécessite une collaboration durable des collectivités, des agriculteurs, des organismes de transfert et de la
recherche.
En France, la majorité de l’eau potable provient d’eaux souterraines dont la contamination nitrique pose question à long terme. Pour
l’étudier, l’Inra s’appuie depuis 24 ans sur un dispositif expérimental unique : le bassin d'alimentation en eau de Bruyères-etMontbérault. Ce plateau de 187 hectares dont 137 en grandes cultures (blé, betterave, escourgeon, pois et colza) est situé à
10 kilomètres au sud de Laon (02). Depuis 1970, l’eau de captage (sources) de ce bassin a connu une pollution nitrique croissante et
régulière et dépassé la norme de potabilité, soit 50 mg de nitrate par litre (N03/L).
En 1989, l’Inra, les agriculteurs, le conseil municipal et la chambre d’Agriculture de l'Aisne ont lancé une démarche expérimentale
partenariale en vue de réduire la teneur en nitrate des eaux de captage. Les parcelles ont fait l’objet d’une mise en œuvre systématique
de bonnes pratiques agricoles de gestion de l’azote par les agriculteurs, à savoir : le raisonnement de la fertilisation azotée grâce à
l'outil d'aide à la décision Azobil et l’implantation de cultures intermédiaires pièges à nitrate (CIPAN) durant les périodes d’interculture.
Il était également conseillé de laisser les repousses de la culture précédente et d’enfouir les pailles.
Des résultats encourageants pour lutter contre la pollution de l'eau
Depuis 24 ans, des données acquises régulièrement sur le climat, les cultures, les sols et l'eau ont permis d’évaluer les teneurs
moyennes de l’eau à l’entrée (eau de percolation) et à la sortie (eau de captage) du système aquifère. Aujourd’hui, des progrès
significatifs ont été obtenus à ces deux niveaux d’évaluation.
Ainsi, la teneur en nitrate pondérée de l’eau de percolation atteint 44 mg/L sous la zone cultivée et 34 mg/L en intégrant l’apport des
zones boisées du bassin. Cette valeur se révèle entre 1,5 à 2 fois plus faible que celle estimée pour la période antérieure à 1990. Quant à
la teneur en nitrate des sources captées, elle a continué à augmenter en dépassant parfois 60 mg/L à la fin des années 90 puis a
diminué. Aujourd’hui, cette valeur s’est stabilisée autour de 50 mg/L. Les données recueillies confirment l’existence d’une forte inertie
temporelle liée au temps de transfert du nitrate dans l’aquifère qui se compte en décennies. Compte tenu de ce délai, les scientifiques
attendent une amélioration des valeurs d’ici une trentaine d’années pour les eaux de sources.
Au-delà de démontrer l’effet des pratiques agricoles sur un bassin hydrologique bien délimité, l'ensemble des résultats améliore les
connaissances sur la lixiviation1 du nitrate et sur les modèles de fonctionnement des agro-écosystèmes mais aussi sur le temps de
réponse des aquifères en terrain sédimentaire tertiaire.
Phénomène qui désigne la percolation lente de l'eau à travers le sol ; l'eau peut par exemple ainsi se charger en substances toxiques lors de la traversée des sols
contenant des nitrates.
1
[1]
Comment aller plus loin pour améliorer la qualité de l'eau ?
Les bonnes pratiques agricoles se basent sur des modifications de la conduite des cultures en système raisonné qui ont un meilleur
rapport efficacité/coût que le traitement de l’eau ou le gel de terres. Pour atteindre à la fois la potabilité et le bon état écologique des
eaux de surface, la mise en œuvre généralisée et à long terme de ces bonnes pratiques est donc nécessaire, mais pas toujours suffisante
suivant la sensibilité du milieu. Par ailleurs, il faut éviter les transferts de pollution vers l’atmosphère par l’émission de composés
azotés (ammoniac, protoxyde d’azote). Pour ces deux raisons, il faudra modifier les systèmes de culture et optimiser leur localisation à
l'échelle du bassin hydrologique. Des scenarii de mise en place de systèmes en agriculture biologique, de cultures pérennes pour la
production de biomasse, de zones enherbées ou boisées sur un territoire donné sont à étudier.
L'ensemble de ces travaux ont été réalisés par l’Inra et la Chambre d’Agriculture de l’Aisne, grâce au soutien des ministères de
l'agriculture et de l’environnement, de l’Agence de l’eau Seine-Normandie, de la Région Picardie, l’ADEME, de l’Union Européenne
(INTERREG IV) et de la mairie de Bruyères-et-Montbérault.
Suivi de l’évolution des stocks d’eau et d’azote minéral du sol par carottage
sur 1,5 mètre d’épaisseur © Inra, Caroline Dominiarczyk
Contacts scientifiques :
Nicolas Beaudoin
03 23 24 07 66 - [email protected]
Bruno Mary
03 23 24 07 71 - [email protected]
Unité Agroressources et impacts environnementaux
Département Environnement et Agronomie
Centre Inra de Lille
Contact Centre Inra Lille :
Aline Waquet, chargée de communication Centre Inra de Lille :
03 22 85 34 07 - 06 75 07 93 41 - [email protected]
Contact presse : 01 42 75 91 86 - [email protected]
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Fiche presse 04/10/13
Le département Inra Environnement et Agronomie (EA)
Le défi posé à la recherche agronomique est de construire une nouvelle dynamique agricole, performante sur les plans économique,
social et environnemental, depuis l’échelle de l’exploitation agricole jusqu’au niveau planétaire. Les systèmes agricoles actuels sont
déjà en pleine évolution, cherchant chacun à répondre à des cahiers des charges particulièrement étendus : productions à vocation
alimentaire ou non-alimentaire avec des critères de qualité diversifiés, réduction des impacts négatifs sur l’environnement,
maximisation des services éco-systémiques, moindre dépendance aux intrants, adaptation aux changements climatiques, tout en
maintenant le revenu agricole dans un contexte économique fluctuant. L’agriculture se retrouve ainsi impliquée dans les agendas
politiques aux niveaux national, européen et mondial : Grenelle de l’Environnement, application de la directive Eau, préparation de la
directive Sol et nouvelle politique agricole commune en Europe, contribution de l’agriculture à la lutte contre la pauvreté dans le
monde ou à l’atténuation du changement climatique.
Dans ce contexte, le département EA a pour missions de produire des connaissances génériques et opérationnelles pour :
• gérer durablement les espaces cultivés, les ressources physiques et biologiques qui en dépendent, les services écologiques
qu’ils fournissent en plus de la production agricole
• atteindre des objectifs quantitatifs et qualitatifs de production agricole dans des conditions et par des moyens répondant
aux critères d’une gestion durable.
Son objectif final est de développer, formaliser et diffuser les bases scientifiques et les outils qui permettent à différents acteurs de
concilier des fonctions de production agricole et des fonctions environnementales.
© Florence CARRERAS, Inra
Sa contribution se fait au travers de divers domaines :
• fonctionnement physique, chimique et biologique des écosystèmes cultivés (dont les bordures de parcelles et autres
aménagements paysagers), dynamiques induites par les pressions et perturbations associées à leurs usages et aux
changements globaux, leurs interactions spatiales dans les paysages, leur rôle dans le fonctionnement de la biosphère et
leurs impacts sur les ressources
• réactions adaptatives des plantes et peuplements cultivés aux contraintes de leur environnement, variabilité et effets de ces
réponses adaptatives sur la production et les milieux
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•
•
conception et évaluation de stratégies et de systèmes techniques pour la satisfaction des objectifs de gestion durable des
écosystèmes cultivés et de production de récoltes
conception de méthodes et outils pour le suivi de ces écosystèmes et des impacts de leurs usages : systèmes d’informations
environnementales, critères et indicateurs de gestion durable.
Le département souhaite partager une vision commune de ses finalités de recherche. Il décline ces finalités en quatre « enjeux
structurants » à vocation transdisciplinaire :
• Adaptation des cultures aux nouveaux contextes agricoles
• Intensification écologique
• Gestion, protection et restauration des milieux
• Bouclage des cycles de l'azote et du phosphore /stockage de carbone
Outils d’animation et d’orientation stratégique, ces quatre enjeux structurants donnent au département EA la capacité de mieux
répondre aux sollicitations des grands programmes transversaux et des défis de l’Inra.
Le Département EA en chiffres
Notre organisation territoriale
Le département est constitué de 43 unités dont l'unité AgroImpact de Laon. Les unités mixtes de recherches (22 UMR) sont
majoritaires, les autres unités étant des unités propres de recherches (9 UPR), des unités expérimentales et de service (5 UE, 5 US) et
des unités d'appui à la recherche (2 UAR). Ces différentes unités sont localisées sur 26 implantations géographiques parmi 17 Centres
de l’Inra.
Nos moyens humains
780 agents permanents Inra dans le département EA dont 200 chercheurs, 165 ingénieurs et 415 techniciens
+ 150 enseignants-chercheurs
+ 170 doctorants et post-doctorants
Nos dispositifs et outils
- Dispositifs expérimentaux et observatoires en environnement,
- Systèmes d’information pour des données agronomiques, climatiques et pédologiques,
- Plateformes de modélisation pour les systèmes de culture (RECORD), pour le fonctionnement des sols (Sol Virtuel) ou des
peuplements (OpenAléa), et pour l’analyse multicritères (Means).
Contact scientifique
Richard Guy
Chef du Département Inra EA
02 38 41 78 41
[email protected]
www.ea.inra.fr
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Fiche presse 04/10/13
Le Centre Inra de Lille :
les agroressources au cœur de ses recherches
Présent sur 5 sites géographiques répartis dans 3 régions (Nord-Pas de Calais, Picardie et Champagne-Ardenne), le Centre de Lille
regroupe 185 personnes dont 132 titulaires de l’Inra qui œuvrent au service de l’agriculture, de l’alimentation et de l’environnement.
Les compétences scientifiques pluridisciplinaires sont mobilisées autour de deux axes de recherche finalisée. Le centre possède deux
plateformes d’intérêt national : la plateforme agrienvironnementale d’Estrées-Mons et le Laboratoire d’Analyses des sols d'Arras.
Produire et transformer de la biomasse lignocellulosique
L’émergence de filières mobilisant le carbone renouvelable issu de la biomasse (carburants, chimie, matériaux) est un enjeu majeur
pour la France. En cohérence avec les ambitions des régions Picardie et Champagne-Ardenne, les scientifiques contribuent à cette
thématique sous deux angles complémentaires : la production de la biomasse et sa transformation. Pour la production, les recherches
sont centrées sur conception et évaluation de nouvelles variétés de plantes dédiées à la production de biomasse, et la définition
d’itinéraires techniques respectueux de l’environnement et les modalités de leur insertion dans les systèmes de production de grandes
cultures du Nord de la France. Pour la transformation, les travaux sont consacrés à la déconstruction raisonnée de la biomasse
lignocellulosique pour différentes applications : énergie, matériaux, chimie et qualité des sols.
Évaluer les impacts environnementaux des systèmes de grandes cultures
Dans les régions de grandes cultures aux systèmes de production intensifs, la conversion des systèmes de cultures vers des systèmes
plus respectueux de l’environnement est un enjeu majeur. L'Inra se doit de concevoir des systèmes de cultures à faibles impacts
environnementaux et de faire de l'agroécologie une priorité. Nos équipes en partenariat avec les acteurs régionaux du développement
agricole abordent la question par une optimisation du fonctionnement des cycles du carbone et de l’azote provenant de la matière
organique des sols. Les travaux s’attachent d’une part, à l'évaluation des impacts environnementaux (gaz à effet de serre et pollution
diffuse) liés aux cycles carbone/azote des grandes cultures en relation avec les pratiques culturales sur le long terme et d’autre part, à
prédire la dynamique de dégradation de la matière organique du sol par les microorganismes et à évaluer les conséquences sur les
cycles du carbone et de l'azote.
Plateforme Inra d'Estrées-Mons© Aline Waquet, Inra
Deux plateformes d’intérêt national
Le Laboratoire d’Analyse des Sols d’Arras est une plateforme analytique, unique en France, dont les missions sont de prendre en charge
les analyses de sols de la recherche, développer de nouvelles méthodes, et participer à la normalisation nationale et internationale de
ces méthodes.
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La plateforme agrienvironnementale d'Estrées-Mons est dédiée au végétal avec 3 missions : contribuer à la recherche en génétique et
amélioration des plantes, conduire des programmes de création variétale, participer à l’évaluation multicritère des systèmes de
cultures. Elle est dotée de plusieurs dispositifs expérimentaux remarquables conçus pour des études à long terme comme
l’Observatoire de recherche en environnement dédiés aux grandes cultures.
Des partenariats forts avec nos équipes scientifiques
Dans le secteur de la valorisation de la biomasse nos équipes ont construit un large partenariat au sein de projets de recherche
précompétitifs de grande envergure (FUTUROL, IEED PIVERT, IEED IFMAS, PSPC SINFONI, FUI-BIOMAT) grâce à la dynamique impulsée
par le pôle de compétitivité Industries et AgroRessources. En biotechnologies vertes, nos équipes sont également impliquées dans
plusieurs projets d’Investissements d’Avenir (BFF, Peamust, Amaizing).
Dans le domaine de l’agronomie, nous avons développé des collaborations denses et régulières, avec les acteurs régionaux et
nationaux en charge du transfert des innovations vers le monde agricole (Agro-Transfert Ressources et Territoires, LDAR, les chambres
d’agriculture et instituts techniques). Nos équipes sont impliquées dans des projets CASDAR, EcoPhyto2018 ou des projets régionaux,
mais aussi dans des Réseaux Mixtes de Transfert (RMT Fertilisation et environnement, et RMT Biomasse, énergie, environnement et
territoire).
Le Centre en chiffres
Nos unités
• 2 unités de recherche Inra : Agroressources et impacts environnementaux (UR AgroImpact), et Processus aux Interfaces et
Hygiène des Matériaux (UR PIHM)
• 2 unités mixtes de recherche : Fractionnement des AgroRessources et Environnement (UMR INRA/URCA FARE), et Stress
Abiotiques et Différenciation des Végétaux cultivés (UMR INRA/USTL SADV)
• 1 unité expérimentale : Grandes Cultures Innovation Environnement - Picardie (UE GCIE - Picardie)
• 1 unité de service : Laboratoire d’Analyses des Sols (US LAS)
• 1 antenne d’appui à la recherche : Services Déconcentrés d'Appui à la Recherche (SDAR)
Nos moyens humains
• 132 chercheurs et techniciens Inra en 2013
• 28 enseignants chercheurs et techniciens des universités
• 53 non permanents dont 4 boursiers de thèse, 28 personnels en CDD, et 21 stagiaires
Notre budget
• 13.282 K€ dont 8.825 K€ de masse salariale, 4.457 K€ de fonctionnement et d’équipement
Contact scientifique
Gilles Gandemer
Président du Centre Inra de Lille
03 22 85 58 57
[email protected]
Contact presse
Aline Waquet
Chargée de communication
03 22 85 34 07
[email protected]
www.lille.inra.fr
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Fiche presse 04/10/13
Agroressources et impacts environnementaux
(UR AgroImpact), une unité de recherche créée en janvier 2013
AgroImpact étudie des systèmes de grande culture à vocation alimentaire ou dédiés à la production de carbone
renouvelable. Les travaux menés portent sur les impacts environnementaux, le déterminisme de la production de
biomasse, la recherche de voies d'amélioration de ces systèmes via l'adaptation des pratiques agricoles et la sélection
génétique.
Enceintes de gaz à effet de serre © Aline Waquet, Inra
L'agriculture est confrontée à de multiples enjeux : nécessité de maintenir une production intensive, de réduire son empreinte
environnementale, de contribuer à la production de carbone renouvelable. Pour faire face à ces enjeux, les systèmes agricoles devront
évoluer de manière très significative.
Des systèmes productifs et durables
Une voie à privilégier pour limiter les impacts environnementaux sans pénaliser la production est l'intensification écologique de ces
systèmes, substituant ou combinant des processus de régulation naturels aux intrants chimiques et physiques. Cette intensification
écologique pose néanmoins de nombreuses questions de recherche qu'aborde l'unité AgroImpact en mobilisant ses compétences sur
les cycles CN et les impacts environnementaux associés : comment les cycles du carbone et de l'azote sont-ils modifiés à long terme par
l'évolution de la quantité et de la nature des intrants ? quelle influence sur les impacts environnementaux ? quelles pratiques agricoles
ont les effets les plus favorables ?
Produire du carbone renouvelable
Mobiliser l'agriculture pour produire du carbone renouvelable est inéluctable. Comment le faire pose de nombreuses questions sur les
systèmes de culture candidats. Cultures annuelles et/ou pérennes ? insertion de cultures biomasse dans des systèmes de culture dont la
vocation principale reste alimentaire et/ou développement de systèmes très spécifiques pour valoriser et éventuellement protéger des
surfaces marginales ? Une question clé est l'efficacité des systèmes mis en place, qui doivent combiner une faible empreinte
environnementale et une forte productivité. Cela conduit l'unité à développer, en complément de travaux sur l'évaluation des impacts
environnementaux de systèmes biomasse et l'effet des pratiques agricoles, un axe de recherche sur le fonctionnement
écophysiologique des plantes pérennes dédiées à la production de biomasse comme miscanthus. Enfin, l'optimisation des systèmes
biomasse, qui doivent répondre simultanément à des critères de production, de qualité et d'environnement, nécessite de mobiliser
tous les leviers disponibles. AgroImpact a ainsi renforcé ses compétences à l'interface agronomie-écophysiologie-génétique et sur le
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déterminisme génétique de la production de biomasse pour intégrer le levier constitué par la sélection variétale et ouvrir la voie à une
amélioration plus complète des systèmes biomasse.
Diffuser les connaissances
L'unité est fortement impliquée dans des actions de valorisation-transfert en partenariat avec différents acteurs de la recherchedéveloppement. Cela conduit notamment à développer des Outils d'Aide la Décision permettant aux agriculteurs, en mieux gérant la
fertilisation, de concilier productivité et minimisation des risques d’impacts environnementaux. AgroImpact, aujourd'hui constituée
d'une trentaine de personnes, est basé sur deux sites : Laon (02) et Estrées-Mons (80), qui est aussi une plateforme expérimentale à
vocation nationale et internationale dans les domaines de l'environnement et de l'amélioration génétique.
Nos outils et équipements
• Expérimenter en conditions réelles et sur le long terme
L'unité a mis en place, gère et mobilise des dispositifs expérimentaux d'envergure au champ : le Système d’observation et
d’expérimentation pour la recherche en environnement, centré sur les cycles biogéochimiques et la biodiversité en système cultivé
(SOERE ACBB), le dispositif long terme Biomasse et Environnement, des collections variétales sur le genre miscanthus, et une
plateforme de phénotypage. Ils permettent d'étudier des systèmes de culture ou cultures dans des conditions très proches des
conditions réelles et en intégrant les différents impacts. Elle privilégie la dimension temporelle pour l'analyse des impacts
environnementaux, à l'échelle de rotations complètes et sur de longues échelles de temps.
Modéliser pour prédire et pour assister l'amélioration des systèmes de culture
L'unité s'appuie fortement sur les outils de modélisation pour tester des hypothèses de fonctionnement, prévoir les effets de
changements de pratiques et extrapoler dans le temps des scénarios d'évolution. Elle contribue très largement au développement du
modèle de culture STICS. La modélisation est également, avec l'exploration de la variabilité génétique de miscanthus, au cœur de la
démarche de définition et conception d'idéotypes pour les cultures à vocation énergétiques.
•
Notre partenariat régional et national
L’unité contribue au développement d’Outils logiciels d'Aide à la Décision (OAD) pour le diagnostic et le pronostic liés aux pratiques
culturales (AzoFert, Syst'N ou SIMEOS AMG…) avec :
- des partenaires régionaux : Laboratoire Départemental d'Analyse et de recherche de l'Aisne ; Agro-Transfert Ressources et Territoires
- des structures nationales comme le RMT « Fertilisation & Environnement ».
Le meilleur exemple est Azofert®, un OAD principalement à destination des laboratoires d’analyse de sol. Azofert® a profité des
dernières avancées de la recherche. On citera en particulier la prise en compte de la dynamique temporelle des fournitures d’azote par
le sol et les sources organiques du poste minéralisation. Le devenir des engrais est aussi intégré. L’outil permet le calcul de la dose
totale d’azote et un conseil sur le fractionnement de cette dose pour les cultures concernées. Enfin, il informe sur les impacts
environnementaux, notamment le lessivage des nitrates et les émissions gazeuses.
Nos moyens humains
• 10 chercheurs et ingénieurs de recherche
• 13 ingénieurs techniciens et administratifs
• 8 contractuels dont 2 doctorants
Contact scientifique
Joël Léonard
Directeur de l'unité AgroImpact
03 23 24 07 69- [email protected]
Contact presse
Aline Waquet
Chargée de communication
03 22 85 34 07 - [email protected]
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