Abhatoo - Centre Nationale de Documentation

L’ensemble des travaux présentés dans ce rapport porte sur le suivi, la protection et la gestion de la qualité de l’eau en milieu rural. La contamination de la ressource en eau par les pollutions diffuses d’origine agricole est une réalité mais pas une fatalité. La compréhension des phénomènes de transfert des polluants contribue à anticiper et proposer des actions de gestion concertée entre les acteurs des territoires ruraux. L’approche présentée ici est la vision d’un hydrologue associant des disciplines de science du sol, écologie et science humaine de la participation. Ainsi il apparait tout naturel de proposer à ré-équilibrer les flux au sein des bassins versants agricoles par la restauration des éléments du paysage- fortement malmenés lors des dernières décennies - dans l’objectif de contrôler les transferts de polluant. En s’appuyant sur le concept d’ingénierie écologique, les travaux cherchent à démontrer que les services écosystémiques des zones tampons comme interface du paysage entre zone de production et milieu aquatique contribuent à réguler les flux de contaminant. Le premier chapitre est dédié à la métrologie de la qualité de l’eau dans les bassins versants. Il présente les différentes techniques originales développées dans des contextes hydrologiques variés.
Le deuxième chapitre introduit un contexte hydrologique particulier sur certains territoires : le drainage agricole. Cette technique ancestrale permet de contrôler les contraintes liées aux sols (hydromorphes) et aux climats (excès d’eau hivernal) et limite les risques de production agricole. Cependant, si du côté agronomique les intérêts sont évidents, les impacts environnementaux nécessitent des évaluations fines. En se basant sur un jeu de données original, les impacts du drainage agricole sont quantifiés sur les quantités d’eau (inondation et crue), sur la qualité de l’eau (quantification des exportations en nutriment et produits phytosanitaires). Cette approche par le drainage contribue aussi, en considérant le drainage comme un lysimètre géant, à mieux comprendre les processus de transfert des polluants agricoles. De cette connaissance des modalités de transfert, des modes d’action de remédiation basée sur la nature sont proposées et testées dans le chapitre trois. L’ingénierie écologique au service de la qualité de l’eau s’appuie sur des sites expérimentaux références co-construits avec les acteurs des territoires contribuant à rendre concret des concepts théoriques sur le terrain. Je présente ainsi les avantages et inconvénients des zones tampons humides artificielles, mimant le fonctionnement hydrochimique des zones humides interceptant les eaux de drainage agricole en sortie de collecteurs ou fossés. Le rôle des différents compartiments constituant les zones tampons humides artificielles est décrit mettant en évidence la formidable ingénierie naturelle bactérienne à l’interface colonne d’eau / sédiment pour transformer, digérer les polluants. L’efficacité est cependant liée à différents paramètres comme la température, les temps de séjour hydraulique, aboutissement à l’élaboration de recommandation de règle de dimensionnement. Cette connaissance empirique basée sur l’expérimentation in situ multi-échelle, multi-sites, est synthétisée dans des conceptualisations et formalismes mathématiques alimentant différentes approches de modélisation. S’appuyant sur les modèles à base physique, des approches innovantes simplifiées et robustes sont testées et validées : fonction de transfert, approche semiconceptuelle, réseau de neurones, régime permanent équivalent. La complexité décroissante des approches de modélisation augmente l’opérationalité des outils développés.