Projet MERCAT'EAU (Pression/état Pesticides) Développement d’un Modèle national pour l’Evaluation des Risques de Contaminations diffuses des milieux Aquatiques.

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1 Projet MERCAT'EAU (Pression/état Pesticides) Développement d’un Modèle national pour l’Evaluation des Risques de Contaminations diffuses des milieux Aquatiques par les produits phyTosanitaires dans le cadre de la mise en œuvre de la directive cadre sur l’EAU et de mesures de gestion nationale de certaines molécules

2 2 Les objectifs opérationnels /contraintes du projet ONEMA/DAST dans le rôle de soutien scientifique/technique aux Agences de l’eau et ministères (agriculture/environnement), afin de répondre au besoin au niveau de l’état des lieux de la DCE sur les liens pression /impact pesticides (problématique des pollutions diffuses) et besoins MAAP Objectifs : Pour tenir compte des remarques de la CE sur le 1er état des lieux => Mettre à disposition de l'Onema/AE/DEB/MAAP un outil permettant des évaluations de risque du niveau d’impact ou contamination en fonction des pressions pesticides pour toutes les masses d'eau/sous unités en France qui soit plus précis que les outils utilisés par les AE lors du 1 er état des lieux Contraintes: -Respecter un calendrier ultra serré (outils fin 2011 ou carto + outils mi 2012) -Assurer la production d’un outil opérationnel -Optimiser l’outil pour répondre aux besoins du MAAP : d'identifier les mesures de gestion à mettre en œuvre au niveau national pour réduire les contaminations -Échelle nationale mais utilisation à des échelles plus locales (uniquement pour priorisation des actions) -disponibilité des données selon calendrier du projet

3 3 Les constats techniques à prendre en compte Constat scientifique/technique - pressions/État plutôt que pressions/impact (état des connaissances actuelles) - Prise en compte du milieu (approche pression/vulnérabilité) - Modélisation vs méthode plus qualitative (les 2 approches méthodologiques complémentaires seront menées dans 2 projets parallèle MERCAT’EAU/IRSTEA) - Prise en compte des molécules de façon individualisée (compte tenu de la variabilité de leur comportement dans l’environnement) - Volonté d’intégrer la possibilité de tester des actions/mesures pour diminuer ces contaminations - Besoin de s’appuyer sur des données d’une niveau/qualité homogène à l’échelle nationale

4 4 Modalités pratiques de la construction du marché - Intégration dans Axe 1 Ecophyto 2018 (axe indicateurs) - Passage au CA de l’ONEMA de fin juillet 2011 - Ouverture d’un marché - Prestataire sélectionné : FOOTWAYS - Notification le 3/10/11 - Création d’un COPIL technique ad’hoc autour de l’ONEMA pilote technique et administratif (interactions avec autres GT et DEB) - 1er COPIL 19/10 (le 5 ème le 3 mai 2012)

5 5 Le point de départ : le cahier des charges Le cahier des charges établi par l'Onema suite à échange sur besoins (notamment MAAP) et soumis au COPIL « pressions/impacts » très prescriptif Méthodologie, bases de données à utiliser et calendrier de réalisation étaient détaillés dans le cahier des charges Principes de base fixés par le cahier des charges utilisation de modèles mathématiques validés pour simuler les transferts de pesticides vers les masses d'eau (modélisation spatialisée) Intégration progressive de bases de données de plus en plus résolues Trois versions pour l'outil développé (A, A' et B) dictées par la résolution des données qu'il intègre Pilotage technique ONEMA/DAST avec appui COPILs

6 6 L'approche méthodologique demandée par l'Onema Indicateurs de risque Scénarios de Pratiques phytosanitaires Modèles numériques Prédictions des transferts  Établissement de zones agro- pédo-climatiques homogènes + intégration des informations sur les pratiques (étape 1)  Simulation des transferts environnementaux (étape 2)  Établissement des chroniques de concentration  et des indicateurs associés (étape 3)  Mise à disposition sous plate forme web (étape 4) Climat /sols /cultures Caractérisation agro-pédo- climatique de la zone d'étude

7 7 Outils A, A' et B ? Outil A = première version test, de faisabilité Réalisation début 2012 Sert à caler la méthodologie, les bases de données utilisées, et les fonctionnalités des outils suivants Contraintes de temps très forte pour la réalisation (3 mois pour disposer d'évaluations de risque au niveau national !) Pas d'ouverture d'accès à la plateforme de modélisation Outil A‘ Réalisation fin juin 2012 Intégration de données plus résolues (sols, météo, usages) Fourniture d'un accès permettant la réalisation d'évaluations rapport méthodologique outil A' pour Copil final 1 ère phase : 18 juin Ouverture des accès et guide d'utilisation de l'outil A' : pour fin juin Rapports de tests et rapport glyphosate : pour fin juin si possible CDD de 2 mois ONEMA à compter de mi-juin 2012 pour effectuer des tests de l'outil (notamment activités de débogage) Outil B (phase conditionnelle) réalisation fin 2013 Intégration de nouvelles données encore plus résolues Nouvelles fonctionnalités + plan de formation (début fin juin 2012)

8 8 Le calendrier de réalisation Très ambitieux du fait de contraintes liées au rapportage européen Calendrier détaillé fourni par le cahier des charges

9 9 établissement des scenarios : Les différentes bases de données qui seront mobilisées Unité de calcul scénario 20 molécules

10 10 Utilisation de l’outils A' Outil A’ fourni aux ministères de l’agriculture (DGAL et DGPAAT), environnement (DEB), 6 AE (accès uniquement territoire des AE) et ONEMA (1 accès max par entité) A’ utilisé: - ONEMA/AE/DEB : pour état des lieux DCE au niveau national - MAAP: Travail interne d’évaluation de scénarios individuels concernant certaines molécules Les hypothèses constituant les scénarios « états de lieux » seront proposées comme valeur par défaut mais l’utilisateur pourra modifier ces valeurs (en partie régionalement) 10

11 11 Etape 1 : Constitution du zonage de calcul - exemple de carte des zones agro-pédo-climatiques unitaires pour l’outil A Zonage et données météorologiques : Utilisation du découpage climatique issu du projet européen Footprint Données sols : Intégration de la carte des FSTs au 1:1,000,000 pour la France Assolement : intégration du RA2000 + +

12 12 Au final pour l’outil A : 13802 combinaisons climats-sols-cultures = Etape 1 : Constitution du zonage de calcul : exemple de carte des zones agro-pédo-climatiques unitaires pour l’outil A

13 13 Étape 1 : établissement des scenarios Modélisation par s.a. individuelle et culture => Scénarios à définir par s.a. individuelle - culture - Dose - Date d’application - Nombre d’application - Autres paramètres lié à l’application (buse antidérive, ZNT,…)

14 14 Étape 1 : établissement des scenarios pour valeur par défaut des outils et état des lieux (différentes bases de données mobilisées) Pour état des lieux et valeurs par défaut de A’ une dizaine d’experts filières du MAAPRAT sollicités par l’intermédiaire de Philippe Reulet afin de préciser les périodes d’application des 5 familles de substances actives (herbicides, fongicides, insecticides, molluscicides et régulateurs) sur chacune des cultures modélisées

15 15 A’ : décision du Copil de retenir la liste de 20 s.a. qui avaient été évaluées dans l'outil A. Cette liste résulte d'une mise en commun de différentes listes qui avaient été proposées par les membres du Copil. 15 Scénarios pratiques phytosanitaires Etats de lieux

16 16 Scénarios pratiques phytosanitaires Etats de lieux PK 2006 GC : doses nationales et régionales => doses régionales moyennes apportées sur X% des cultures (X basé sur le nombre de parcelles avec s.a. sur le nombre total des parcelles enquêtées) Pour les cultures hors PK=> Dose homologuée (80% de la dose homologuée maximum) sur surface de culture ajustée avec extrapolation BNVD si besoin (si quantité trop importante) Utilisation ZNT minimum et Nombre d’application recommandée Source Extraphyt (dose homologuée, Liste des produits commerciaux…) + Période d’application recommandée (date médiane) via BD interne Footways 16

17 17 Scénarios pratiques phytosanitaires Etats de lieux 17 SA BNVD 2008 BNVD 2009 BNVD 2010 Estimation 2006 Sc é nario_hors PK Sc é nario_ PK Quantit é retenue Corr_horsPK_surface_tr ait é S-metolachlor1 175 1251 525 7851 457 830962 189176 862462 636962 189100 chlormequat chloride1 498 7671 669 8821 799 3701 205 102130 6311 062 2261 205 102100 chlorothalonil984 2101 204 6141 314 871671 906365 593445 426671 90661,94883238 chlorotoluron1 241 3961 563 8981 334 4571 240 32519 982635 2121 240 325100 amitrole499 725482 021429 606575 6293 934 330 575 62914,6309176 fosetyl- aluminium2 559 0241 662 3301 781 0253 167 791926 098 3 167 791100 glyphosate8 188 9186 441 5987 222 2058 734 3104 602 9022 6858 734 310100 2,4-D435 373555 450550 150341 491399 16067 630341 49168,60936738 isoproturon1 476 1091 670 9271 231 1051 826 887255 4431 503 6851 826 887100 lambda- cyhalothrin22 61225 46825 65520 01418 6084 08720 01485,59314579 linuron104 85062 93228 501179 95018 2981 199179 950100 MCPA829 258798 686764 625894 471265 427324 034894 471100 mecoprop98 68654 50742 634149 355181 227153 704149 355100 metaldehyde529 231372 712319 073722 2424 669 725 722 24215,46647955 nicosulfuron17 55120 62537 262-4 420 24 101 100 oxadiazon51 03161 28887 82211 5281 685 0648 16411 5280,199651532 propyzamide157 981208 530255 95860 525827 61029 33660 5253,768659641 triclopyr79 26295 23989 02673 19623 866 776 73 1960,306685644 bentazone144 232243 024245 62958 866545 27595 59158 866100 boscalid525 554601 060578 392489 078307 04322 609489 078100

18 18 Étape 2 : simulation des transferts Utilisation de deux modèles numériques utilisés en routine dans le cadre de l'homologation des substances actives et des produits aux niveaux européen et français - Modèle MACRO : transferts "verticaux" -Modèle PRZM : transferts "horizontaux« -+ dérive lors de l’application

19 19 Étape 3 : établissement des chroniques de concentrations et indicateurs associés Donnés brutes : à l’unité de calcul uniquement: chroniques journalières de concentrations d’un pesticide sur 10 ans Calcul d'indicateurs basés sur fréquence de dépassement de concentrations-seuils  Disponibles pour chaque voie de transfert (Voies de transfert individuelles : percolation, eau résidente, dérive, drainage, écoulements hypodermiques, ruissellement, érosion) et pour les eaux de surface et les eaux souterraines  indicateurs de fréquence de dépassement de concentrations-seuils 5 niveaux de seuils 0,1 et 2 microg/l NQE Endpoints Ecotox Valeur utilisateur Agrégation d’une substance sur plusieurs cultures => outil A’ Agrégation de plusieurs substances sur une culture (ITK) => outil B

20 20 Échelle de sortie: masses d'eau DCE et sous unité Fusion des couches cartographiques des masses d’eau de surface issues des Agences de l’Eau Intégration de la carte des masses d’eau souterraine BV des masses d'eau de surface (environ 8000) BV des masses d'eau souterraine (environ 600) Principe de l’agrégation: données à cette échelle résultent d'une pondération (% des types de sols et de cultures)

21 21 Étape 4 : mise à disposition – rendu état des lieux - Cartes de risque ESU et ESO pour chacune des combinaisons des 20 molécules et des cultures concernées pour 4 concentrations-seuils (0,1 / 2 / NQE_valeur max et NQE_valeur moyenne). Pour les NQE : uniquement si elles existent pour les molécules. Parents + métabolites pour les molécules présentant des métabolites pertinents. Echelles de rendu : ME eaux souterraines pour les indicateurs eaux souterraines, ME eaux de surface pour les indicateurs eaux de surface. - Cartes pour l'Etat des lieux : cartes agrégées toutes substances et toutes cultures pour les seuils eaux potables (0,1 et 0,5) et eaux brutes (2 et 5). Echelles de rendu : ME eaux souterraines pour les indicateurs eaux souterraines, ME eaux de surface pour les indicateurs eaux de surface. 4 cartes principales au final.

22 22 La plateforme de visualisation Accessible depuis www.footways.pro Plateforme sécurisée : accès par identifiants et mots de passe individuels, suivi des consultations, rattachement aux adresses IP, alertes sur toute connexion non autorisée Pour unité homogène et masses d’eau: Consultations des résultats sous forme de tableaux dynamiques, d’histogramme de distributions et de cartes Entrée : par substance active Résultats carto : pour chacune des cultures associées ou pour toutes les cultures 22

23 23 Étape 4 : mise à disposition Outil A : rapport sur les résultats de modélisation Outil A' et B : accès à un système de modélisation en ligne permettant aux utilisateurs Onema, AE, DEB et MAAPAR de lancer et d'interpréter des évaluations de risque

24 24 Étape 4 : mise à disposition

25 25 Étape 4 : mise à disposition

26 26  Évolution des usages (doses/dates) – interdiction/substitution –usage zonée  Prise en compte de la destruction des CIPAN (culture à modéliser)  Prise en compte des ZNT  Prise en compte bandes enherbées  Prise en compte buses classiques vs anti-dérives  Travail possible sur 1 substance utilisé sur plusieurs cultures => outil A’  Travail possible sur des ITK (Agrégation de plusieurs substances sur une culture (ITK) => outil B) 26 Définition des fonctionnalités précises de l'outil A‘ /mesures de mitigation

27 27 Identification de substances 27 Isoproturon sur blé de printempsChlorothalonil sur blé dur d'hiver Bentazone sur maïs Amitrole sur maïs 2,4-D sur blé dur d'hiver boscalid sur blé dur d'hiver Fréquence dépassement Eaux souterraines 0,1 µg/l, sans pondération par les cultures

28 28 Identification de territoires à risque 28 Fréquence dépassement Eaux souterraines 0,1 µg/l pour la bentazone sur maïs Valeurs non pondérées Régions administrativesDépartementsRégions agricoles

29 29 Identification des cultures ou des usages 29 Chlortoluron sur blé de printemps Fréquence dépassement Eaux souterraines 0,1 µg/l, avec pondération par les cultures Chlortoluron sur blé dur d'hiver Chlortoluron sur orge de printemps Chlortoluron sur Pavot oeillette

30 30 Travaux complémentaires : étude sur les mesures de gestion pour le glyphosate et son métabolite AMPA Listing des différentes mesures de gestion possibles en lien avec le MAAPAR Simulation des risques et de l'efficacité des mesures de gestion Étude socio-économique L'étude sera réalisée durant le premier semestre 2012 Les premières simulations réalisées (outil A) utiliseront des hypothèses "classiques" (rétention fonction du taux de matière organique, schéma très simplifié de dégradation) Ces premiers résultats seront provisoires Pour l'outil A' Application d'une méthodologie prenant en compte l'influence du pH sur la rétention et les schémas de dégradation Rapport spécifique Plan d'expérience en cours de finalisation Travaux en cours

31 31 Travaux complémentaires : étude sur la faisabilité d'un équivalent DOM Identification des bases de données et modèles mobilisables sur les Départements Outre-marins Courant 2012 Travaux complémentaires : comparaison entre simulations et observations Utilisation des données de programmes de surveillance Confrontation aux résultats de simulation Travaux complémentaires : programme de formations Formation de 25 personnes au devenir environnemental des pesticides et à l'utilisation des outils A' et B Travaux complémentaires : analyses de sensibilité des modèles Sensibilité paramétrique (d'ici la fin de l'année) : inventaire et synthèse bibliographique Sensibilité non paramétrique (une fois les premiers outils disponibles) Étude de l'influence de l'utilisation de bases de données de différentes résolutions