Variabilité spatiale et déterminismes agro-pédologiques du devenir d’un herbicide dans l’horizon de surface : application au cas de l'isoproturon dans un secteur agricole de Beauce chartraine

La pollution diffuse des nappes phreatiques par les pesticides pose un probleme environnemental critique. Les approches visant a moduler spatialement la dose de pesticide apportee en fonction des risques de transfert des molecules phytosanitaires a travers le sol sont a priori une solution seduisante. Dans un cadre de recherche, ces approches requierent une connaissance spatialisee des caracteristiques hydropedologiques du sol, de l'adsorption et de la degradation des molecules phytosanitaires, afin de pouvoir modeliser le comportement des molecules. Le travail de these presente ici porte sur la premiere etape d'une telle demarche, la caracterisation des proprietes du sol et d’une molecule herbicide - l’isoproturon - a l’echelle d’un secteur agricole de 2600 ha de Beauce chartraine. Les objectifs de la these se decomposent en 3 parties : [i] Caracteriser la variabilite spatiale des proprietes pedologiques, physico-chimiques et hydriques du sol (retention en eau, conductivite hydraulique KSAT, fraction d'eau immobile fIMM), ainsi que les proprietes d’adsorption (KD) et de degradation (DT50) de l’isoproturon dans l’horizon de surface du secteur agricole etudie ; [ii] Identifier les determinismes agronomiques et/ou pedologiques des proprietes importantes pour le comportement des pesticides dans les sols ; [iii] Etablir et tester des classes et des fonctions de pedotransfert permettant de predire ces proprietes determinantes a partir de proprietes agronomiques ou pedologiques plus simples. Les sols de ce secteur sont des sols moyennement epais developpes dans un limon eolien reposant sur un calcaire gelifracte et cryoturbe. L’horizon de surface de 34 sites a ete caracterise, avec une determination systematique des proprietes du lit de semence, et une determination partielle du reste de l’horizon travaille. Sur les 50 couches / echantillons de sol caracterises, un tiers se trouvent dans des parcelles en travail simplifie (sans labour). A l’exception de la masse volumique apparente, les proprietes physico-chimiques du sol sont peu variables (teneur en argile et en CaCO3 notamment). Si les proprietes de retention en eau et le KD de l’isoproturon sont, elles aussi, moderement contrastees, la fIMM, la KSAT, et la DT50 de l’isoproturon sont tres variables. Un ‘effet methode’ consequent a ete identifie pour l’interpretation des resultats des mesures de ces deux dernieres proprietes. Une procedure d’ajustement direct ‘robuste’ des donnees d’infiltration a ete mise au point pour calculer le KSAT, ainsi qu'une procedure d’ajustement direct des donnees de degradation pour le calcul de la DT50 de l'isoproturon, mais elle ne resout pas l’inadequation critique entre la cinetique de degradation ‘effectivement’ biphasique observee pour la molecule et le modele d’ordre 1 utilise par les modeles pesticides. Une etude attentive des liens statistiques entre les proprietes par des methodes parametriques et non-parametriques revele des liens (et donc des determinismes potentiels) coherents mais peu marques entre les proprietes : une part importante de la variabilite spatiale n’est pas expliquee par les proprietes agro-pedologiques mesurees. La consequence logique, mais problematique, de cette variabilite ‘indeterminee’ des proprietes du sol et de l’isoproturon est l’impossibilite d’etablir des classes ou des fonctions de pedotransfert locales avec une erreur de prediction satisfaisante. Seule la prediction du KD, ou du KOC, peut etre envisagee. Avec les proprietes mesurees et les methodes d’analyse testees, il ne semble pas possible de predire - et donc de spatialiser - les autres proprietes importantes pour le devenir de l’isoproturon dans l’horizon de surface de ce secteur.