Evolution spatiale et temporelle de la mobilité des contaminants organiques et inorganiques dans des sols viticoles contrastés

Abstract

Les vignes ont de tout temps été présentes en Gironde mais c’est au 19ème siècle que la viticulture voit son essor. L’apparition de la bouillie bordelaise à base de sulfate de cuivre en 1885 puis celle des premières substances organiques vers 1960 permet à la viticulture de combattre les maladies de la vigne impactant la production.Avec l’usage intensif et répété de produits phytosanitaires, les sols viticoles ont été et sont soumis à un fort apport anthropique de substances organiques et inorganiques. Le sol est le réceptacle initial des retombées, soit directes, soit indirectes, des produits phytosanitaires. Le sol étant une matrice vivante et complexe, les processus physico-chimiques et biologiques s’y produisant rendent le devenir de ces produits phytosanitaires encore mal connus en conditions in-situ et difficilement extrapolable au large panel de ces substances.L’objectif de ces travaux est de mieux comprendre la dynamique in-situ des pesticides retrouvés dans les sols viticoles soumis à des phénomènes variés pouvant entrainer leur transfert en mettant en avant trois questions :Comment expliquer la contamination en surface actuelle des sols ?Existe-t-il une migration des contaminants en profondeur et comment l’expliquer ?Existe-t’il une dynamique de dissipation des pesticides dans les sols viticoles importante et variable au cours du temps ?Ces questions ont été explorés sur un bassin versant expérimental du Blayais avec une variabilité pédologique et chimique, des sols acides à neutres propices aux transferts.Le chapitre 1 présente une caractérisation large de la contamination de surface des sols du site expérimental. Sur 205 molécules et 4 métaux recherchés, 63 molécules et le cuivre ont été retrouvés avec des concentrations variant de 0,01 ng/g à 1170 ng/g pour les organiques et allant de 6 à 197 mg/kg pour le cuivre. La mise en relation usage-présence a permis de relier la présence de chaque molécule à son utilisation passée ou présente et ainsi d’établir un indice de leur persistance dans les sols. La persistance accrue pour certaines molécules aujourd’hui interdites est également visible pour des molécules toujours utilisées.Le chapitre 2 se focalise sur la mobilité verticale de ces contaminants via un carottage d’un mètre de sol. Pour le cuivre, l’usage ancien marque fortement les sols avec une incorporation progressive jusqu’à 60 cm de profondeur avec les années d’usage viticole et un stock total pouvant atteindre 1,8 tonnes de cuivre par hectare dans les parcelles les plus anciennes. Si peu de molécules organiques dépassent les 45 cm de profondeur, certaines, actuelles ou passées, telle que des métabolites de triazines ou le fluopicolide peuvent être retrouvées jusqu’à a minima 75 cm de profondeur dans certains sols échantillonnés.Le chapitre 3 met en évidence ces phénomènes de transferts verticaux à plus faible échelle temporelle et in-situ avec le suivi sur une année des flux sortants de produits phytosanitaires via le drainage agricole fortement liés à la pluviométrie. En parallèle, une dynamique temporelle des échanges sol-solution a également été montré sur une année de culture via le suivi à la fois de la solution de sol et du sol. Par comparaison prélèvement actif-passif, l’hypothèse d’une augmentation de la fraction de cuivre disponible à la fin de l’hiver lors de la reprise de la minéralisation par les communautés microbiennes des sols est émise. Cette dynamique est également visible pour un grand nombre de molécules organiques présentes en solution tout au long de l’année et ce, même pour des métabolites de molécules non autorisées depuis 15 ans.Ces suivis in-situ ont permis d’identifier les pesticides les plus persistant mais également ceux présentant les plus forts risques de transferts soit vers les écosystèmes aquatiques, soit vers les organismes non cibles du sol, soit vers les deux, en prenant en compte la variabilité temporelle liés aux conditions environnementales réelles.