la pollution diffuse agricole aux USA suivi et lutte · estimer l'intérêt d'un changement de...

la pollution diffuse agricoleaux USA

suivi et lutte

par J.M. Dorioz, A. Orand et J.Y. Bouchardy

Institut de Limnologie (INRA)75, av. de Corzent, 74203 Thonon-les-Bains

Nous vous proposons quelques réflexions à partir d'un voyage d'études réalisé en juin 1990, dansplusieurs Etats des USA. Ce déplacement, organisé par le Service de conservation des sols (SCS), faitsuite à une visite de plusieurs membres de ce service à l'INRA de Thonon lors d'une mission enFrance. Grâce à un choix judicieux des visites et des sites nous avons pu obtenir:

- une vision d'ensemble du dispositif de lutte contre la pollution diffuse agricole;- un contact avec plusieurs laboratoires et leurs sites expérimentaux;

- des échanges avec des agriculteurs, des chercheurs et des techniciens chargés d'animer les grandsprojets de restauration de la qualité des eaux.

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1. Vue d'ensemble sur l'action en faveur de la qualité des eaux aux USA

Aux Etats-Unis, la qualité de l'eau fait l'objet de suivis déjà anciens. Les constats réalisés montrent unesituaion préoccupante (voir cartes ci-après).Selon l'Environmental Protection Agency (EPA), la principale menace pour la qualité des eauxprovient de la pollution diffuse. Cette menace, prise très au sérieux, fait l'objet de nombreusesrecherches et mesures administratives. La pollution diffuse provient du ruissellement urbain, dulessivage des sols, des déchets industriels et de l'érosion des terres agricoles. Les dégradationstouchent aussi bien les plans d'eau (des étangs jusqu'aux estuaires) que les nappes phréatiques.Cet intérêt accru pour les pollutions diffuses ne signifie pas que la pollution ponctuelle soit jugulée!En elïet, malgré des conditions favorables, un habitat concentré, un assainissement urbain séparatif,etc., elle demeure un problème sérieux, abordé à la faveur de grandes actions de restauration en cours.Ainsi, on projette encore d'améliorer les taux de raccordement et de généraliser les traitements dedéphosphatation. Dans plusieurs Etats, la suppression des tripolyphosphates dans les lessives renforcece dispositif. Dans l'Orégon, cette mesure est réalisée à titre expérimental; les résultats obtenus serontcontrôlés dans deux ans et l'interdiction sera alors confirmée ou rapportée.

L'érosion des sols, surtout dans l'Est des Etats-Unis, est un problème qui date de la colonisation. Lesméthodes agricoles d'alors, adaptées en particulier au climat du vieux continent (pluies peu violentes),s'avérèrent mal convenir aux conditions du continent américain. La modernisation agricole du X X e

siècle accuse cette tendance qui s'accompagne d'une extension considérable des périmètres irrigués.Progressivement, la gestion de la quantité et de la qualité de l'eau s'impose.Ainsi, les quantités d'eau disponibles dans tous les Etats proches des Montagnes Rocheuses sontgérées grâce à un dispositif de prévision des débits des rivières en fonction de l'enneigement. Ceréseau «snotel» (snowpack telemetry) utilise des moyens tout à fait sophistiqués (télédétection,télémetrie, etc.).Parallèlement, un important programme de recherches sur les bassins forestiers (voir en annexe) meten évidence les règles de gestion sylvicole qui accroissent la fonction d'interception et de stockaged'eau de ces écosystèmes.Bien entendu, d'autres projets s'intéressent à la lutte contre les conséquences néfastes, en termes depollution des eaux par les nutriments, des pratiques inadaptées de travail du sol, de gestion du lisier oud'irrigation. L'écotoxicité (pesticides...) et la potabilité des eaux (nitrates, salinisation) font aussi l'objetd'efforts particuliers dans le domaine de la recherche et de ses applications. En fait, ces recherchestraitent de problèmes qui sont parfois explosifs, ce qui incite à l'action. A titre d'exemple, les nappesdes plaines céréalières peuvent atteindre 80 à 100mg/l de N-NO3, les herbiers côtiers de laChesapeake Bay (Maryland) sont détruits par les eaux du ruissellement agricole...

Les actions réalisées dans la lutte contre la pollution des eaux sont coordonnées au sein de grandsprojet». La qualité des eaux y est vue globalement et la lutte concentrée sur un petit nombre de bassinsversants sensibles. Ces actions sont en général le résultat d'une demande locale, et se développentensuite suivant une démarche-type, présentée en 5 points:1) Initiative locale à partir de la prise de conscience du public. Par exemple: la pollution de laChesapeake Bay qui rend les crabes et les huîtres impropres à la consommation entraîne les premièresactions en faveur de la dépollution de la baie, puis l'adoption par les autorités de la Basinwide NutrientReduction Strategy dont le but est d'arriver en l'an 2000 à une réduction de 40% des apports en azoteet en phosphore.2) Elle est suivie d'une identification des problèmes et des zones à risque. Dans le cas du LacChamplain (Vermont), la menace est révélée par des fleurs d'eau (algues bleues). L'EPA constate alorsque 60% des apports en nutriments proviennent de la pollution diffuse agricole sur laquelle sontensuit; concentrées les interventions.

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3) Dans la détermination des priorités, les aspects économiques et écologiques sont, dès le départ,considérés conjointement. Dans le cas de la Chesapeake Bay, la priorité a été donnée à la réduction duphosphore parce que ce flux s'avère moins coûteux à contrôler que le flux d'azote.4) Elles conduisent à des analyses hydrologiques et à la conception de projets à l'échelle des diversbassins versants pour réduire les apports de polluants en agissant simultanément sur les sourcesponctuelles et diffuses. Cette phase s'accompagne d'une mobilisation du public, des collectivitéslocales, des agriculteurs... (voire des chercheurs!).5) Parallèlement, est mis en place un suivi des effets sur la qualité des eaux. Dans la plupart des cas ils'agit de programmes de «recherche-développement» menés avec les Universités.Dans ce texte, nous développerons plus particulièrement une analyse des recherches et des actions encours concernant la pollution diffuse agricole.

2. Pollution diffuse agricole

2.1. Lutte à la source: de la parcelle aux petits bassins et aux systèmes d'exploitation.

La lutte contre la pollution diffuse est très liée à la conservation des sols. Il s'agit de limiter des pertesintermittentes de nutriments, pesticides et métaux lourds, intervenant lors des épisodes pluvieux, parruissellement et/ou lessivage. Les mesures préventives et curatives sont envisagées à l'échelle desexploitations agricoles. Elles constituent les Best Management Practices (BMP) (voir en annexe),adoptées par les agriculteurs dans le cadre de contrats individuels (Plan de conservation). Elles sontformulées à partir de recherches scientifiques et de constats empiriques.

Pratiques agricoles et plans de conservation

Le plan de conservation du sol est établi pour chaque ferme par le Service de Conservation des Sols(SCS) (voir en annexe) sur la base du volontariat. Son but est d'introduire les BMP et de proposer àl'agriculteur des aménagements et des pratiques conservatrices, maîtrisant en particulier l'érosion, lagestion du lisier et les pertes par ruissellement au niveau des bâtiments.Le plan comprend une étude de situation basée sur des photos aériennes et une cartographie des sols àgrande échelle, des analyses de sols et de lisier, une évaluation des risques de pertes, puis uncalendrier des améliorations et un plan de financement. Des informations complémentaires sur lafertilisation et les pesticides sont également fournies. La lutte contre les pertes au niveau des bâtiments(fosses à lisiers et cours) fait l'objet d'une attention particulière dans les zones à élevage intensif. Autotal le plan de conservation constitue une sorte de contrat entre le SCS et chaque agriculteur deszones soumises à un projet global de conservation des sols et/ou de l'eau.Dans le détail, les BMP fournissent de nombreux conseils. Par exemple: cultures selon les lignes deniveau (contouring), rotation entre cultures, travail minimum du sol, établissement de bandesherbeuses (grass waterway, filter strip)... Le retour aux herbages permanents dans les zones sensiblesà l'érosion fait aussi partie des pratiques recommandées.Sur le terrain, les techniciens du SCS utilisent des données relativement simples et empiriques pourestimer l'intérêt d'un changement de pratiques à l'échelle de la parcelle (équation universelle d'érosiondes sols (USLE), table des pertes spécifiques selon pratiques pour une même culture).

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risques liés aux éléments nutritifs

risques liés aux pesticides

Source: Watstore (US geological survey data from water quality stations, ref. 1-4)


risques liés à la pollution diffuse des eaux de surface

risques liés aux déchets d'origine animale

Divers arguments sont avancés pour favoriser l'adoption de ces plans par les agriculteurs:-protéger l'eau et les sols s'accompagne d'une augmentation de la production (les sols restentprofonds, économie sur les fertilisants, etc., mais la portée de ces arguments reste limitée!).- il s'agit de participer à une opération générale de sauvegarde; ce dernier argument a d'autant plus depoids qu'il existe une pression publique bien organisée avec des cas concrets dans le voisinage et desassociations d'agriculteurs convertis. Ainsi les agriculteurs sous contrat avec le SCS ont adopté unslogan significatif: «Maryland's farmers partners with the bay».Les résultats de ces campagnes de promotion «à l'américaine» semblent assez probants: 75% de lasurface en maïs du Maryland est cultivée selon les techniques de travail minimum du sol; 90% desfermes du LaPlatte River Watershed (Vermont) sont soumises aux BMP au bout de dix ans.

Bases scientifiques et expérimentales

Un des problèmes majeurs est le contrôle de l'efficacité des mesures prises dans les parcelles agricolesà l'échelle des bassins versants et des exploitations agricoles. A cet effet, les opérations de mise enplace des BMP sont couplées à des programmes de recherche prenant en compte la qualité de l'eauaussi bien au niveau de la parcelle que des zones tampons (bandes herbeuses...) et du milieu récepteur(nappes, rivières et lacs). Ces programmes font souvent l'objet d'accords entre le SCS et des Universi-tés (du Vermont, du Maryland, de l'Oregon).

La carte du Plan de conservation, à disposition de l'exploitant, ressemble à ceci (fig. de gauche). Les opérations nécessairessont schématisées sur la photgraphie aérienne. Le Plan de conservation comporte également une carte pédologique où sontmentionnés les différents types de sols et leurs localisations sur l'exploitation.

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Ci-dessus: travail du sol en courbes de niveau (contouring) pour réduire l'écoulement et l'érosion.

Les Best Management Practices sont ainsi testées en vraie grandeur sur des petits bassins versantsexpérimentaux (D. MEALS, Université du Vermont) ou dans des exploitations agricoles prises dansleur ensemble (ferme expérimentale de l'Université du Maryland). Certaines mises au point nécessitantdes bilans plus précis sont abordées dans des parcelles expérimentales: bilan de l'azote dans desparcelles fertilisées par du lisier (J.A. MOORE, Université de l'Oregon), utilisation des bouesd'épuration (S. ANGLE, Université du Maryland). Les simulations sur modèles (en particulierCREAMS) sont aussi à la base de nombreuses réflexions sur l'emploi des BMP.Ces travaux ont déjà abouti à un certain nombre de résultats parfois contradictoires.Plusieurs études des effets d'un travail minimum du sol ou no-tillage (BRINSFIELD et al, Universitédu Maryland) montrent une diminution de l'eau ruisselée (jusqu'à 50%), des flux de matières ensuspension (10 à 20 fois moins), du phosphore total (6 fois moins) et de l'azote total dans le ruis-sellement. En revanche, les pertes de phosphore soluble restent identiques. Les réductions observéessont liées à une augmentation de l'infiltration, elle même due à une meilleure continuité desmacropores du sol en cas de no-tillage.Les différences par rapport à un témoin apparaissent après trois années de pratiques et sont les plusmarquées lors des grosses pluies, des périodes à couvert peu développé, ou une fois que la battance(colmatage de la porosité de la couche superficielle du sol après une période de pluie) est installée.Cependant, l'adoption de la pratique du travail minimum du sol s'accompagne d'une augmentation dela consommation de pesticides, d'un lessivage accru des nitrates et de certains herbicides (atrazine,simazine).

Les nitrates doivent être traités différemment en raison de leur mobilité. Pour réduire les transfertsd'azote vers les nappes, on envisage d'améliorer le calendrier des épandages, de mieux ajusterfertilisation et rendement, d'introduire des cultures intercalaires (par exemple: seigle en couverture

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d'hiver), etc. Les mesures prises sont très proches de celles qui sont proposées par le CORPEN(Comité d'Orientation pour la Réduction de la Pollution des Eaux par les Nitrates et les Phosphatesd'Origine Agricole). La mise en oeuvre de ces prescriptions semble donner des résultats encore peuprobants, tant au plan économique (l'engrais vert coûte plus cher que l'azote ainsi récupéré, 20 kg/ha!!!) qu'au plan de la qualité de l'eau. En effet, de ce dernier point de vue, même si l'on suit toutes lesrecommandations des BMP, les doses limites dans les eaux de drainage sont dépassées sous grandescultures. D'ailleurs, dans le Maryland, les concentrations en azote total ont peu changé, malgré ledéveloppement des BMP.

Administration et communication

La mise en place des BMP et des plans de conservation s'appuie sur un dispositif administratif etmédiatique dans lequel le SCS tient une place centrale.A titre d'exemple, chaque projet est relayé par des comités locaux organisés autour d'un agriculteurdont l'exploitation sert de ferme de démonstration. Le comité diffuse des bulletins de liaison destinésaux agriculteurs. A l'échelon des Etats ou au niveau fédéral, une part importante du budget est utiliséepour la communication. Dans le projet de la Chesapeake Bay, ce travail est mené en commun avec uneassociation privée oeuvrant pour le sauvetage de la baie. Le public est non seulement sensibilisé maisil participe également à des opérations de surveillance (monitoring).

2.2. Lutte pendant le trajet de l'eau et aménagement global des bassins versants

Des fonctions d'autoépuration existent dans les bassins versants. Elles consistent en destransformations et des rétentions de nutriments et de micropolluants au cours du trajet. Ellesimpliquent des microorganismes, des macrophytes et leur intensité est maximale dans les bandesherbeuses, les marécages et les ripisylves.Les zones-tampons n'ont pas que le classique intérêt hydraulique ou faunistique; elles contribuentaussi à restaurer la qualité des eaux. Nous avons visité plusieurs sites de recherche qui sont consacrésà l'étude de l'efficacité de bandes herbeuses des forêts riveraines et des marécages. (SmithsonianInstitute, Indiantown Farm, Université du Vermont, Université de l'Orégon, Hillsboro).Les résultats disponibles montrent, par exemple, que l'efficacité des bandes herbeuses vis-à-vis dessuspensions et de leur charge chimique croît avec la largeur mais décroît en fonction du nombre decrues. Ainsi, pour une largeur de 5m on obtient une diminution des concentrations de matières ensuspension de 70% et une diminution des concentrations de phosphore total de 30%.

La ripisylve est un autre point d'étude théorique et pratique en raison de son aptitude à diminuernotamment les concentrations en nitrates dans les nappes d'eau souterraines.Par exemple, 50 m de forêt riveraine retire aux eaux (nappe ou ruissellement) 3 kg/ha/an de phosphoreparticulaire, 11 kg/ha/an d'azote particulaire, 45 kg/ha/an de nitrates. Les recherches menées sont trèsproches de certains travaux du PIREN (Programme Interdisciplinaire de Recherches enEnvironnement) sur les systèmes alluviaux. Mais, aux USA, l'action suit la recherche de près et dansla Chesapeake Bay, il est prévu de border 50 000 ha de terres cultivées par des ripisylves d'icil'an 2030.Les marécages font aussi l'objet de recherches intensives et sont considérés comme une partieimportante de la solution au problème de la pollution diffuse. Au total, l'idée directrice générale est decoupler, lors des aménagements, le plus souvent possible, des systèmes naturels «épurateurs» avec lessystèmes cultivés intensifs.


Plus généralement, on considère que l'entretien et la création de zones humides peuvent résoudre lesautres problèmes de la qualité de l'eau, en particulier réduire les flux liés au ruissellement urbain...(symposium à Portland le 9 juin 1990) et même participer au traitement de certains rejets domestiques.Ainsi à Hillsboro (Oregon) on teste la meilleure manière d'utiliser un marécage comme traitementtertiaire estival d'une station d'épuration. Les rétentions obtenues sont de 90% pour le phosphore et92% pour l'azote.

A la réflexion, et compte tenu de l'expérience acquise dans notre laboratoire, il apparaît que toutes leszones susceptibles de tamponner la pollution diffuse agricole présentent les mêmes caractéristiques defonctionnement. Elles mettent en jeu des phénomènes physiques (sédimentation-décantation),chimiques (précipitation, adsorption, etc.) et biologiques (décomposition, dénitrification, etc.). Cesphénomènes se développent sur de faibles distances et sont de courte durée alors que les phénomèneschimiques et biologiques nécessitent des temps de transfert plus longs. L'aménagement et lamodélisation des bassins versants quelles que soient leurs dimensions doivent tenir compte del'importance de ces phénomènes et de leur localisation géographique. En outre, il semble clair que lespoints de contrôle en cours de transfert diffèrent selon l'élément. Pour l'azote, ils sont peu nombreux etsouvent menacés par les aménagements et nous pensons qu'il est hasardeux de tout miser sur cesphénomènes pour en diminuer globalement les teneurs. La lutte à la source (au niveau de lafertilisation) s'impose donc. La situation pour le phosphore pourrait bien être inverse, avec une faibleefficacité de la baisse de fertilisation et une grande efficacité des rétentions liées aux couvertsvégétaux.

2.3. Contrôle de l'efficacité des mesures prises

Contrôle hydrochimique

La mise en évidence de l'efficacité des dépenses effectuées est de toute première importance au planpolitique. Formulé en termes scientifiques, cela revient à se demander comment contrôler les effetsd'une «manipulation» d'un bassin versant complexe. En d'autres termes, lorsque l'on obtient unevariation des paramètres de contrôle, comment faire la part des fluctuations climatiques ouhydrologiques et la part des aménagements?Le contrôle d'ensemble prévu se limite souvent au constat, par enquête, de la baisse des apports ou àcelui de l'amélioration éventuelle de l'état du milieu récepteur perçue à travers des indicateursbiologiques.Mais ce dernier type de constat est long à établir et l'inertie des récepteurs souvent forte. Aussi dès lamise en place des mesures de lutte contre la pollution, des suivis détaillés sont-ils organisés dans desbassins versants expérimentaux:1) suivi des pratiques parcelle par parcelle grâce à une enquête qui permet d'établir des corrélationsavec les paramètres chimiques de l'eau dans la rivière;2) suivi de l'eau à l'exutoire permettant d'acquérir de longues séries de données (dix ans dans lesbassins versants du Vermont et plus de vingt ans dans le Colorado);3) suivi de bassins versants jumeaux (Fraser Experimental Forest) (voir en annexe).La modélisation et les simulations sont aussi des instruments privilégiés d'intégration des données etde comparaisons: modélisation des milieux récepteurs (Chesapeake Bay), modélisation des bassinsversants (Smithsonian Institute)... Dans certaines études le modèle sert à reconstituer le témoin.Le même type d'approche est utilisé pour étudier l'impact des pluies acides et des traitementssylvicoles sur les écosystèmes forestiers (Fraser Experimental Forest). L'ensemble de ces recherchesdoit contribuer à fournir une image globale des changements environnementaux en cours à l'échelle du


pays, voire de la planète (Global Change Research). A cette échelle, les besoins en donnéesréactualisables et la quantité d'information sont considérables et rendent nécessaire l'utilisation despossibilités offertes par les Systèmes d'Informations Géoréférées (SIG) et la télédétection.

Suivi des changements globaux de l'environnement

Dans le cadre de ces suivis, les SIG sont bien implantés et cela depuis plusieurs années, dans la plupartdes centres de recherche. Trois principaux logiciels sont utilisés: Arc-info, Erdas et Grass (voir enannexe).Le SCS, en collaboration avec l'Université du Vermont, utilise le logiciel Arc-info dans le projet sur laqualité des eaux du Lac Champlain. Dans le bassin versant de St Albans, une banque de donnéesregroupe les informations sur les exploitations agricoles (mode d'utilisation des terres agricoles,pratiques, conversion aux BMP). La carte de base de cette banque de données est constituée par lanumérisation de photographies aériennes qui restituent le parcellaire des 62 exploitations concernées.Parallèlement la banque est alimentée par les données relatives à la qualité des eaux du Lac Champlainet de ses tributaires.

A Washington (dans les services centraux) le Service de Cartographie et du Système d'Informationsgéoréférées (C&GISD) du SCS utilise et développe le logiciel Grass (Geographic ResourcesAnalysis System), mis au point par l'armée il y a environ dix ans. Le C & GISD a pour tâche essentiellede produire, de manière la plus rapidement utilisable, des cartes thématiques, des images aériennes ousatellitaires afin d'alimenter une banque de données à différentes échelles (du comté, de l'Etat, ou dupays).L'une des grandes banques de données du SCS est constituée de cartes du sol de l'ensemble duterritoire à différentes échelles:1) à l'échelle des fermes sous contrats, elles fournissent des informations, dérivées de l'interprétationdes clichés aériens, pour l'implantation des BMP;2) à l'échelle de l'Etat, pour la gestion des bassins versants de taille moyenne;3) à l'échelle du pays entier, elles sont utilisées pour la gestion des ressources régionales ainsi que lasurveillance des grands bassins versants du pays.A partir de cette bibliothèque de cartes pédologiques, les services spécialisés du SCS fournissent descartes thématiques (cartes d'érosion des sols ou cartes des sols possédant des caractéristiquesparticulières, etc.).Les SIG servent de banque de données mises à jour continuellement par l'apport d'informations. Dansles organismes cités plus haut, il semble qu'ils ne soient pas beaucoup utilisés comme systèmes expertsbien qu'ils allient de nombreuses sources d'informations. En d'autres termes, les plans paramétriquesd'un SIG ne sont pas forcément combinés entre eux à l'aide de modèles mathématiques, pour obtenirdes informations dérivées.Au total, deux applications ont retenu particulièrement notre attention:- Le SCS du Vermont réalise une combinaison de la carte des sols et d'un modèle numérique de terrainpour obtenir les zones sensibles à l'érosion des terres.- A l'Université de l'Orégon (Corvalis) les résultats d'une analyse supervisée d'une image satelliteSPOT et les plans paramétriques d'un SIG (pentes, etc.) ont été combinés pour la gestion du bassinversant de la Columbia River. C'est cette démarche que nous tentons de rendre opérationnelle sur lebassin versant du Léman en collaboration avec un organisme genevois dépendant des Nations-Unies,le GRID (Global Ressources Information Database).Par ailleurs, il ressort que, dans la majorité des centres visités et surtout au sein du SCS, l'utilisation del'imagerie satellitaire combinée aux banques d'informations géoréférées est rarement envisagée.



3. Conclusions

Sur le fond, il est bien évidemment difficile à partir des quelques expériences examinées degénéraliser les résultats obtenus dans la lutte contre la pollution diffuse; les variables sont tropnombreuses (climat, sols, etc.) et le recul encore insuffisant. En conséquence, il n'existe pas de relationsimple entre l'utilisation du sol et la pollution diffuse en raison de la forte variabilité des paramètreshydro-météorologiques et de la difficulté à prendre en compte l'organisation du parcellaire.Malgré ces incertitudes, l'introduction des BMP s'avère assez efficace et améliore signifïcativement laqualité globale des eaux. Ceci dit, les effets des BMP sont parfois contradictoires car l'adoption de cecode des bonnes pratiques privilégie la lutte contre l'érosion, ce qui peut se traduire par une tendance àl'augmentation des pertes par lessivage (nitrates, etc.).Pour l'azote, la réduction des flux suppose une réduction des pertes dans les parcelles (culturesdérobées, etc.) et surtout une diminution des apports. Il apparaît même que le simple précepte «ajusterles apports aux besoins de la plante» est insuffisant. Cela explique que la stratégie adoptée à l'échellede la parcelle, dans les régions visitées, n'apparaît pas encore bien définie. En attendant, on mise surune augmentation du recyclage en cours de transfert par le biais des ripisylves et des marécages. C'estun pari à suivre.Cette stratégie qui consiste à favoriser l'interception au cours du transfert est beaucoup plus pertinentepour le phosphore et les autres polluants peu solubles. Les pertes de ce type d'élément sont trèsconcentrées dans l'espace, ce qui explique l'efficacité des zones tampons dès l'échelle interparcellaireet justifie les efforts consentis. Néanmoins, on peut se demander si ces filtres, naturels ou aménagés,sont suffisants lors des épisodes pluvieux exceptionnels. Leurs effets ne seraient-ils pas, dans cesmoments-là, inverses ou seulement négligeables? En outre, est-il possible de les entretenir au mieux?

Finalement, on ne peut exclure la nécessité de «lutter à la source». L'existence de zones tamponspermet seulement d'augmenter la marge de maneuvre à l'échelle de la parcelle. Elle ne permet pas uneliberté totale. Pour le phosphore, une limitation des pertes est réalisable par des changements depratiques culturales et surtout par une augmentation du couvert (la dose de fertilisation n'est alors pasen cause).Aux USA, la lutte contre la pollution diffuse agricole privilégie le contrôle des pertes en phosphoreplutôt que celles en azote. La longue tradition anti-érosive du SCS explique en partie ce choix (enFrance, à l'inverse, on porte une attention toute particulière à l'azote). La lutte «à la source» n'est pasl'unique aspect des dispositions prises, car sa faisabilité économique est douteuse. On cherche plutôt àétablir un contrôle lors du transfert. Les points d'intervention sont alors différents selon le polluant.Concrètement, pour le phosphore, il s'agit d'aménagements interparcellaires et pour l'azoted'aménagements à l'échelle des grands bassins versants.

Au plan des modalités de l'action, les mesures prises appartiennent au domaine des techniquesculturales et des aménagements de bassin. Pas plus qu'en Europe, on ne remet en cause la fertilisationni les systèmes d'exploitation en place. L'intervention des services de l'Etat se limite à une actionpurement incitative en direction de chaque exploitant. En France, il existe un certain nombre de relais,de leviers qui permettraient probablement de démultiplier les effets sur les exploitations (Chambresd'Agriculture, coopératives, zonages agricoles, etc.). Malgré ces divergences dues à des différencesd'organisation du monde agricole, nous serions bien inspirés d'adapter certaines démarches qui, à notreavis, expliquent les succès observés.

1) L'existence de fermes de «démonstration» (expérimentation en vraie grandeur) où les BMP sontconfrontées à la réalité du calendrier de travail et de l'économie, et où tous les flux, y compris lespertes, sont mesurés (cette idée pourrait être reprise pour les fermes de l'INRA!).2) La mise en place de mesures correctives de bon sens avant même que tous les détails desphénomènes soient modélisés et archi-analysés, constitue aussi un bon principe de base à suivre.


3) Enfin, les suivis de longue durée sont fondamentaux pour juger les phénomènes, surtout si l'onapplique des approches de type «bassins jumelés».Pour notre part, nous souhaitons que de telles implantations se mettent en place, en particulier dans lebassin versant du Léman, si un plan de réduction de la pollution diffuse était lancé.

Bibliographie sommaireANGLE et al., 1984. Nutrient losses in runoff from conventionnal and no-till com watersheds. j. of Env.. Quality, 13, 431-435.

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Annexes

Best management practices(BMP)

Système de pratiques destinées à conserver les sols et à maintenirles rendements. Ces pratiques visent aussi à améliorer la qualité deseaux (surtout de surface) et à maintenir la vie sauvage. Pouratteindre ces objectifs, il faut réduire et récupérer les pertes parérosion et ruissellement.

Les mesures proposées portent sur:1)l'infrastructure des exploitations agricoles, routes, bâtiments,stockage (pesticides, fertilisants).2) les pratiques de travail du sol, labour, engrais vert, sous-solage,cultures dérobées, matière organique du sol, résidus de récolte,choix des époques d'épandage (printemps), utilisation d'engrais àaction lente, fractionnement des apports.3) le contrôle des pesticides (adoption de la lutte intégrée)4) l'aménagement du parcellaire: bandes herbeuses, culture enbandes alternées, mise en herbe des parcelles critiques, marécagesartificiels, plantations d'arbres, aménagement de terrasses.

Pour lutter contre l'érosion, les techniques de récupération despertes ont un rôle clef: terrasses, évacuations d'eaux enherbées,retenues collinaires, bandes herbeuses entre parcelles.Les BMP sont adaptés au cas de chaque ferme sous contrat Ainsi,dans le Vermont, les conseils fournis portent également sur-la quantité totale de lisier à épandre.-les nutriments disponibles dans le lisier.-une liste hiérarchisée de cultures possibles.-le fertilisant complémentaire à appliquer dans chaque parcelle.-les besoins globaux en fertilisants de chaque exploitation.

Soil Conservation Service(SCS)

Le SCS, organisme fédéral créé en 1930, est le maître d'oeuvre desaménagements proposés, de la parcelle (Best managementpractices), à la rivière (Watershed program).

IL existe:-une structure fédérale: Washington-DC et 4 centres d'importancenationale;

-une structure d'Etat et de comté.

Il est constitué d'un réseau de spécialistes de la Conservation dessols (biologistes, agronomes, géologues, hydrologues,...) et il a,parmi d'autres, les missions de:-mettre en place les bonnes utilisations du territoire en vue de laconservation des sols et des eaux;-fournir une aide technique et financière;-effectuer des soils survey, des cartes des sols, des risques naturels,des snow survey, des prévisions concernant l'état des ressources eneau, des land use évaluation.

Les contacts avec les agriculteurs s'établissent au niveau descomtés. Le Soil conservation service formule les demandes auxscientifiques et la collaboration est assez systématique avec lesUniversités ou les Fondations.Le SCS possède aussi une fonction d'animation: fermes dedémonstration.

Fraser experimental forest

Etablie en 1937, au coeur des Montagnes Rocheuses.Aire expérimentale de 93,2 km .Situation: 80 km à l'ouest de Denver (Colorado).Altitude: de 820 m à 3 905 m (Byers Peak).Les 3/4 de la Fraser experimental forest sont au dessus de 3 000 m.1/3 de la FEF est au-dessus de la ligne de végétation.

Etudes sur la végétation, l'eau et la gestion de la vie sauvage et sonintégration dans la forêt de conifères de haute altitude.

• Programme de recherche:Compréhension de la reproduction et de la croissance des arbres.Fonctionnement du système hydrologique en amont des ruisseaux.Influence du couvert forestier sur le système arbre/eau/vie sauvage(population d'oiseaux, croissance des arbres, microclimatologie...).


Observer de quelle manière l'abattage des arbres change l'influencede la forêt sur ces systèmes.Définir des systèmes d'exploitation de la forêt qui aboutissent à desaméliorations à la fois pour les arbres, l'eau et la vie sauvage.

• Fool Creek (289 ha) et East St Louis Creek(803 ha).

Depuis les années 40, les mesures des précipitations solides etliquides, des débits, dans deux bassins versants voisins d'altitudesupérieure à 2 900 m, dont l'un est exploité, permettent d'évaluerles variations de l'écoulement dans le bassin versant exploité.Les zones d'abattage ont modifié la dynamique des vents. Cettemodification a pour conséquence une augmentation assezimportante du manteau neigeux sur ces zones (+30% d'équivalenten eau, +10% sur la surface totale du bassin versant.Sur le plan de la production en eau, une conséquence de l'abattagea été l'augmentation de la vitesse de fonte des neiges d'environ40%. Le retour aux conditions initiales est estimé entre soixante-dix et quatre-vingts ans.Parallèlement, l'étude a permis d'évaluer l'augmentation des pertespar érosion à la suite de l'exploitation des arbres (1950-52) et de laconstruction de la route d'accès (1954-56).

• Deadhorse Creek (270 ha) et Lexen Creek(124 ha).

L'hydrologie de ces deux bassins versants est étudiée depuis 1955.De longues séries de mesures des débits, de la variation du manteauneigeux, des précipitations, de la sédimentation et de la qualité del'eau sont disponibles depuis lors.Cette base de données a permis d'établir un modèle prédictif, àcourt et à long terme, de l'impact hydrologique de différentesutilisations du sol. La mise au point du Subalpine hydrologic walerbalance model est en cours sur le bassin de Deadhorse Creek:

1) en simulant plusieurs options différentes d'abattage des arbresdans différentes sous unités (50 ha. Parcelles de 1 à 2 ha);2) en sélectionnant une des options et en l'appliquant sur le terraindans chaque sous- unité;3) en comparant les résultats d'écoulement prédits par le modèle etmesurés dans chaque sous-unité.

la pollution diffuse agricole aux USA suivi et lutte · estimer l'intérêt d'un changement de...

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