La pollution diffuse agricole aux USA
suivi et lutte
1. Vue d'ensemble sur l'action en faveur de la qualité
des eaux aux USA
2. Pollution diffuse agricole
3. Conclusions
[R] 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
une situation préoccupante (voir cartes ci-après).
Selon l'Environmental Protection Agency (EPA), la principale menace
pour la qualité des eaux provient de la pollution diffuse. Cette menace,
prise très au sérieux, fait l'objet de nombreuses recherches
et mesures administratives. La pollution diffuse provient du ruissellement
urbain, du lessivage des sols, des déchets industriels et de
l'érosion des terres agricoles. Les dégradations touchent 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 effet, 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 de déphosphatation. Dans
plusieurs Etats, la suppression des tripolyphosphates dans les lessives renforce
ce dispositif. Dans l'Orégon, cette mesure est réalisée
à titre expérimental; les résultats obtenus seront
contrôlés 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. Les méthodes 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 XXe
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 sont gérées grâce à un
dispositif de prévision des débits des rivières en fonction
de l'enneigement. Ce réseau (snowpack telemetry) utilise des
moyens tout à fait sophistiqués (télédétection,
télémétrie, etc.).
Parallèlement, un important programme de recherches sur les bassins
forestiers (voir en annexe) met en évidence les règles de gestion
sylvicole qui accroissent la fonction d'interception et de stockage d'eau
de ces écosystèmes.
Bien entendu, d'autres projets s'intéressent à la lutte contre
les conséquences néfastes, en termes de pollution des eaux
par les nutriments, des pratiques inadaptées de travail du sol, de
gestion du lisier ou d'irrigation. L'écotoxicité (pesticides...)
et la potabilité des eaux (nitrates, salinisation) font aussi l'objet
d'efforts particuliers dans le domaine de la recherche et de ses applications.
En fait, ces recherches traitent de problèmes qui sont parfois explosifs,
ce qui incite à l'action. A titre d'exemple, les nappes des plaines
céréalières peuvent atteindre 80 à 100 mg/l de
N-NO3, les herbiers côtiers de la Chesapeake 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 grands projets. La qualité
des eaux y est vue globalement et la lutte concentrée sur un petit
nombre de bassins versants sensibles. Ces actions sont en général
le résultat d'une demande locale, et se développent ensuite
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 la Chesapeake Bay qui rend les crabes et les
huîtres impropres à la consommation entraîne les
premières actions en faveur de la dépollution de la baie, puis
l'adoption par les autorités de la Basinwide Nutrient Reduction
Strategy dont le but est d'arriver en l'an 2000 à une réduction
de 40% des apports en azote et en phosphore.
2) Elle est suivie d'une identification des problèmes et des zones
à risque. Dans le cas du Lac Champlain (Vermont), la menace est
révélée par des fleurs d'eau (algues bleues). L'EPA
constate alors que 60% des apports en nutriments proviennent de la pollution
diffuse agricole sur laquelle sont ensuite concentrées les
interventions.
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
du phosphore 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 divers bassins versants pour
réduire les apports de polluants en agissant simultanément
sur les sources ponctuelles et diffuses. Cette phase s'accompagne d'une
mobilisation du public, des collectivités locales, 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 il s'agit de programmes
de menés avec les Universités.
Dans ce texte, nous développerons plus particulièrement une
analyse des recherches et des actions en cours concernant la pollution diffuse
agricole.
[R] 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 pertes intermittentes
de nutriments, pesticides et métaux lourds, intervenant lors des
épisodes pluvieux, par ruissellement et/ou lessivage. Les mesures
préventives et curatives sont envisagées à l'échelle
des exploitations 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 sont formulées
à partir de recherches scientifiques et de constats empiriques.
risques liés aux éléments nutritifs
risques liés aux pesticides
risques liés à la pollution diffuse des eaux de surface
risques liés aux déchets d'origine animale
Source: Watstore (US geological survey data from water quality stations, ref. 1-4)
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 à
l'agriculteur des aménagements et des pratiques conservatrices,
maîtrisant en particulier l'érosion, la gestion 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 à grande échelle,
des analyses de sols et de lisier, une évaluation des risques de pertes,
puis un calendrier des améliorations et un plan de financement. Des
informations complémentaires sur la fertilisation 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. Au total
le plan de conservation constitue une sorte de contrat entre le SCS et chaque
agriculteur des zones 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 de niveau (contouring), rotation entre cultures,
travail minimum du sol, établissement de bandes herbeuses (grass
waterway, filter strip)... Le retour aux herbages permanents dans les
zones sensibles à l'érosion fait aussi partie des pratiques
recommandées.
Sur le terrain, les techniciens du SCS utilisent des données relativement
simples et empiriques pour estimer l'intérêt d'un changement
de pratiques à l'échelle de la parcelle (équation
universelle d'érosion des sols (USLE), table des pertes spécifiques
selon pratiques pour une même culture).
La carte du Plan de conservation, à disposition de l'exploitant, ressemble à ceci (fig. de gauche). Les opérations nécessaires sont schématisées sur la photgraphie aérienne. Le Plan de conservation comporte également une carte pédologique où sont mentionnés les différents types de sols et leurs localisations sur l'exploitation.
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 restent profonds, 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 de poids qu'il existe
une pression publique bien organisée avec des cas concrets dans le
voisinage et des associations d'agriculteurs convertis. Ainsi les agriculteurs
sous contrat avec le SCS ont adopté un slogan significatif:
"Maryland's farmers partners with the bay".
Les résultats de ces campagnes de promotion "à l'américaine"
semblent assez probants: 75% de la surface en maïs du Maryland est
cultivée selon les techniques de travail minimum du sol; 90% des fermes
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 agricoles à l'échelle
des bassins versants et des exploitations agricoles. A cet effet, les
opérations de mise en place des BMP sont couplées à
des programmes de recherche prenant en compte la qualité de l'eau
aussi 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 Universités (du
Vermont, du Maryland, de l'Oregon).
Les Best Management Practices sont ainsi testées en vraie grandeur
sur des petits bassins versants expérimentaux (D. Meals, Université
du Vermont) ou dans des exploitations agricoles prises dans leur ensemble
(ferme expérimentale de l'Université du Maryland). Certaines
mises au point nécessitant des bilans plus précis sont
abordées dans des parcelles expérimentales: bilan de l'azote
dans des parcelles fertilisées par du lisier (J.A. Moore, Université
de l'Oregon), utilisation des boues d'épuration (S. Angle,
Université du Maryland). Les simulations sur modèles (en
particulier CREAMS) 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., Université du Maryland) montrent une
diminution de l'eau ruisselée (jusqu'à 50%), des flux de
matières en suspension (10 à 20 fois moins), du phosphore total
(6 fois moins) et de l'azote total dans le ruissellement. En revanche, les
pertes de phosphore soluble restent identiques. Les réductions
observées sont liées à une augmentation de l'infiltration,
elle même due à une meilleure continuité des macropores
du sol en cas de no-tillage.
Les différences par rapport à un témoin apparaissent
après trois années de pratiques et sont les plus marquées
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 de la 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 transferts d'azote vers
les nappes, on envisage d'améliorer le calendrier des épandages,
de mieux ajuster fertilisation et rendement, d'introduire des cultures
intercalaires (par exemple: seigle en couverture 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 Phosphates d'Origine Agricole). La mise
en oeuvre de ces prescriptions semble donner des résultats encore
peu probants, 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 les recommandations des BMP, les doses
limites dans les eaux de drainage sont dépassées sous grandes
cultures. D'ailleurs, dans le Maryland, les concentrations en azote total
ont peu changé, malgré le développement des BMP.
Administration et communication
La mise en place des BMP et des plans de conservation s'appuie sur un dispositif
administratif et médiatique dans lequel le SCS tient une place
centrale.
A titre d'exemple, chaque projet est relayé par des comités
locaux organisés autour d'un agriculteur dont l'exploitation sert
de ferme de démonstration. Le comité diffuse des bulletins
de liaison destinés aux agriculteurs. A l'échelon des Etats
ou au niveau fédéral, une part importante du budget est
utilisée pour la communication. Dans le projet de la Chesapeake Bay,
ce travail est mené en commun avec une association privée oeuvrant
pour le sauvetage de la baie. Le public est non seulement sensibilisé
mais il 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 des transformations et des rétentions de nutriments
et de micropolluants au cours du trajet. Elles impliquent des microorganismes,
des macrophytes et leur intensité est maximale dans les bandes herbeuses,
les marécages et les ripisylves.
Les zones-tampons n'ont pas que le classique intérêt hydraulique
ou faunistique; elles contribuent aussi à restaurer la qualité
des eaux. Nous avons visité plusieurs sites de recherche qui sont
consacrés à l'étude de l'efficacité de bandes
herbeuses des forêts riveraines et des marécages. (Smithsonian
Institute, 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 des suspensions et de leur charge chimique
croît avec la largeur mais décroît en fonction du nombre
de crues. Ainsi, pour une largeur de 5 m on obtient une diminution des
concentrations de matières en suspension 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 diminuer notamment 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 phosphore particulaire, 11 kg/ha/an d'azote
particulaire, 45 kg/ha/an de nitrates. Les recherches menées sont
très proches de certains travaux du PIREN (Programme Interdisciplinaire
de Recherches en Environnement) sur les systèmes alluviaux. Mais,
aux USA, l'action suit la recherche de près, et dans la Chesapeake
Bay, il est prévu de border 50 000 ha de terres cultivées par
des ripisylves d'ici l'an 2000.
Les marécages font aussi l'objet de recherches intensives et sont
considérés comme une partie importante de la solution au
problème de la pollution diffuse. Au total, l'idée directrice
générale est de coupler, lors des aménagements, le plus
souvent possible, des systèmes naturels avec les systèmes
cultivés intensifs.
Plus généralement, on considère que l'entretien et la
création de zones humides peuvent résoudre les autres
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 traitement tertiaire estival
d'une station d'épuration. Les rétentions obtenues sont de
90% pour le phosphore et 92% pour l'azote.
A la réflexion, et compte tenu de l'expérience acquise dans
notre laboratoire, il apparaît que toutes les zones susceptibles de
tamponner la pollution diffuse agricole présentent les mêmes
caractéristiques de fonctionnement. Elles mettent en jeu des
phénomènes physiques (sédimentation-décantation),
chimiques (précipitation, adsorption, etc.) et biologiques
(décomposition, dénitrification, etc.). Ces phénomènes
se développent sur de faibles distances et sont de courte durée
alors que les phénomènes chimiques et biologiques nécessitent
des temps de transfert plus longs. L'aménagement et la modélisation
des bassins versants quelles que soient leurs dimensions doivent tenir compte
de l'importance de ces phénomènes et de leur localisation
géographique. En outre, il semble clair que les points de contrôle
en cours de transfert diffèrent selon l'élément. Pour
l'azote, ils sont peu nombreux et souvent menacés par les
aménagements et nous pensons qu'il est hasardeux de tout miser sur
ces phénomènes pour en diminuer globalement les teneurs. La
lutte à la source (au niveau de la fertilisation) s'impose donc. La
situation pour le phosphore pourrait bien être inverse, avec une faible
efficacité de la baisse de fertilisation et une grande efficacité
des rétentions liées aux couverts végétaux.
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 plan politique.
Formulé en termes scientifiques, cela revient à se demander
comment contrôler les effets d'une d'un bassin versant complexe. En
d'autres termes, lorsque l'on obtient une variation des paramètres
de contrôle, comment faire la part des fluctuations climatiques ou
hydrologiques et la part des aménagements?
Le contrôle d'ensemble prévu se limite souvent au constat, par
enquête, de la baisse des apports ou à celui de l'amélioration
éventuelle de l'état du milieu récepteur perçue
à travers des indicateurs biologiques.
Mais ce dernier type de constat est long à établir et l'inertie
des récepteurs souvent forte. Aussi dès la mise en place des
mesures de lutte contre la pollution, des suivis détaillés
sont-ils organisés dans des bassins versants expérimentaux:
1) suivi des pratiques parcelle par parcelle grâce à une
enquête qui permet d'établir des corrélations avec 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 les bassins 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 et de
comparaisons: modélisation des milieux récepteurs (Chesapeake
Bay), modélisation des bassins versants (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 traitements sylvicoles sur les écosystèmes
forestiers (Fraser Experimental Forest). L'ensemble de ces recherches doit
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
données réactualisables et la quantité d'information
sont considérables et rendent nécessaire l'utilisation des
possibilités 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 plupart des centres de recherche. Trois
principaux logiciels sont utilisés: Arc-info, Erdas et Grass (voir
en annexe).
Le SCS, en collaboration avec l'Université du Vermont, utilise le
logiciel Arc-info dans le projet sur la qualité des eaux du Lac Champlain.
Dans le bassin versant de St Albans, une banque de données regroupe
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 la numérisation
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 Champlain et de ses tributaires.
A Washington (dans les services centraux) le Service de Cartographie et du
Système d'Informations géoréférées (C
& GISD) du SCS utilise et développe le logiciel Grass (Geographic
Resources Analysis System), mis au point par l'armée il y a environ
dix ans. Le C & GISD a pour tâche essentielle de produire, de
manière la plus rapidement utilisable, des cartes thématiques,
des images aériennes ou satellitaires afin d'alimenter une banque
de données à différentes échelles (du comté,
de l'Etat, ou du pays).
L'une des grandes banques de données du SCS est constituée
de cartes du sol de l'ensemble du territoire à différentes
échelles:
1) à l'échelle des fermes sous contrats, elles fournissent
des informations, dérivées de l'interprétation des
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 la surveillance
des grands bassins versants du pays.
A partir de cette bibliothèque de cartes pédologiques, les
services spécialisés du SCS fournissent des cartes
thématiques (cartes d'érosion des sols ou cartes des sols
possédant des caractéristiques particulières, etc.).
Les SIG servent de banque de données mises à jour continuellement
par l'apport d'informations. Dans les organismes cités plus haut,
il semble qu'ils ne soient pas beaucoup utilisés comme systèmes
experts bien qu'ils allient de nombreuses sources d'informations. En d'autres
termes, les plans paramétriques d'un SIG ne sont pas forcément
combinés entre eux à l'aide de modèles mathématiques,
pour obtenir des 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 terrain pour 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 satellite SPOT et les plans
paramétriques d'un SIG (pentes, etc.) ont été combinés
pour la gestion du bassin versant de la Columbia River. C'est cette
démarche que nous tentons de rendre opérationnelle sur le bassin
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 de l'imagerie satellitaire
combinée aux banques d'informations géoréférées
est rarement envisagée.
Sur le fond, il est bien évidemment difficile à partir des
quelques expériences examinées de généraliser
les résultats obtenus dans la lutte contre la pollution diffuse; les
variables sont trop nombreuses (climat, sols, etc.) et le recul encore
insuffisant. En conséquence, il n'existe pas de relation simple entre
l'utilisation du sol et la pollution diffuse en raison de la forte
variabilité des paramètres hydro-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 significativement la qualité globale des
eaux. Ceci dit, les effets des BMP sont parfois contradictoires car l'adoption
de ce code des bonnes pratiques privilégie la lutte contre
l'érosion, ce qui peut se traduire par une tendance à
l'augmentation des pertes par lessivage (nitrates, etc.).
Pour l'azote, la réduction des flux suppose une réduction des
pertes dans les parcelles (cultures dérobées, etc.) et surtout
une diminution des apports. Il apparaît même que le simple
précepte "ajuster les apports aux besoins de la plante" est insuffisant.
Cela explique que la stratégie adoptée à l'échelle
de la parcelle, dans les régions visitées, n'apparaît
pas encore bien définie. En attendant, on mise sur une augmentation
du recyclage en cours de transfert par le biais des ripisylves et des
marécages. C'est un pari à suivre.
Cette stratégie qui consiste à favoriser l'interception au
cours du transfert est beaucoup plus pertinente pour le phosphore et les
autres polluants peu solubles. Les pertes de ce type d'élément
sont très concentrées dans l'espace, ce qui explique
l'efficacité des zones tampons dès l'échelle
interparcellaire et 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 ces moments-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 tampons permet seulement d'augmenter
la marge de maneuvre à l'échelle de la parcelle. Elle ne permet
pas une liberté totale. Pour le phosphore, une limitation des pertes
est réalisable par des changements de pratiques culturales et surtout
par une augmentation du couvert (la dose de fertilisation n'est alors pas
en cause).
Aux USA, la lutte contre la pollution diffuse agricole privilégie
le contrôle des pertes en phosphore plutôt que celles en azote.
La longue tradition anti-érosive du SCS explique en partie ce choix
(en France, à l'inverse, on porte une attention toute particulière
à l'azote). La lutte "à la source" n'est pas l'unique aspect
des dispositions prises, car sa faisabilité économique est
douteuse. On cherche plutôt à établir 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'azote d'aménagements
à l'échelle des grands bassins versants.
Au plan des modalités de l'action, les mesures prises appartiennent
au domaine des techniques culturales et des aménagements de bassin.
Pas plus qu'en Europe, on ne remet en cause la fertilisation ni les
systèmes d'exploitation en place. L'intervention des services de l'Etat
se limite à une action purement 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 (Chambres d'Agriculture, coopératives, zonages agricoles,
etc.). Malgré ces divergences dues à des différences
d'organisation du monde agricole, nous serions bien inspirés d'adapter
certaines démarches qui, à notre avis, expliquent les succès
observés.
1) L'existence de fermes de "démonstration" (expérimentation
en vraie grandeur) où les BMP sont confrontées à la
réalité du calendrier de travail et de l'économie, et
où tous les flux, y compris les pertes, 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 des phénomènes 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'on applique des approches de type
"bassins jumelés".
Pour notre part, nous souhaitons que de telles implantations se mettent en
place, en particulier dans le bassin versant du Léman, si un plan
de réduction de la pollution diffuse était lancé.
Angle et al., 1984. Nutrient losses in runoff from
conventionnal and no-till corn watersheds. J. of Env. Quality, 13,
431-435.
Clausen C.J., 1985. The St Albans bay watershed RCWP. A case study of monitoring
and assessment. EPA perspectives on non point source pollution,
21-24.
Richemond B. et al. 1985. Land use monitoring and assessment for non
point source control perspectives. J. of Env. Quality, 13, 25-29.
Meals D.W., 1987. Detecting changes in water quality of the LaPlatte river
watershed following implementation of BMPS. Lake and reservoir
management, vol. III.
Brinsfield R.B. et al., 1988. Leaching of pesticides in a coastal
plain, souls, as influenced by tillage system. ASAE Chicago,
13-16/12/1988.
Magette W.L. et al., 1990. Demonstrating agricultural best management
practices. Implementation and impact on a commercial farm. Am. Soc. of
Agr. Eng., 45-52.
Peterjohn W.T., Correll D.L., 1984. Nutrient dynamics in an agricultural
watershed. Ecology GSCS, 1466-1475.
Magette W.L., Shimotramadi A., 1989. Nitrate in shallow unconfined ground
water beneath agricultural fields. Land and water use, Dodd and Grace
ed. Rotterdam, 297-304.
Best management practices
(BMP)
Système de pratiques destinées à conserver
les sols et à maintenir les rendements. Ces pratiques visent aussi
à améliorer la qualité des eaux (surtout de surface)
et à maintenir la vie sauvage. Pour atteindre ces objectifs, il faut
réduire et récupérer les pertes par érosion 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 à action lente, fractionnement des apports.
3) le contrôle des pesticides (adoption de la lutte
intégrée)
4) l'aménagement du parcellaire: bandes herbeuses, culture en bandes
alternées, mise en herbe des parcelles critiques, marécages
artificiels, plantations d'arbres, aménagement de terrasses.
Pour lutter contre l'érosion, les techniques de récupération
des pertes 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 des aménagements proposés,
de la parcelle (Best management practices), à la rivière
(Watershed program).
Il existe :
-une structure fédérale: Washington-DC et 4 centres d'importance
nationale;
-une structure d'Etat et de comté.
Il est constitué d'un réseau de spécialistes de la
Conservation des sols (biologistes, agronomes, géologues, hydrologues,...)
et il a, parmi d'autres, les missions de:
-mettre en place les bonnes utilisations du territoire en vue de la conservation
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 en eau, des land use évaluation.
Les contacts avec les agriculteurs s'établissent au niveau des
comtés. Le Soil conservation service formule les demandes aux
scientifiques et la collaboration est assez systématique avec les
Universités ou les Fondations.
Le SCS possède aussi une fonction d'animation: fermes de
démonstration.
Fraser experimental forest
Etablie en 1937, au coeur des Montagnes Rocheuses.
Aire expérimentale de 93,2 km2.
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 son intégration 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'influence
de la forêt sur ces systèmes.
Définir des systèmes d'exploitation de la forêt qui
aboutissent à des améliorations 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
et liquides, des débits, dans deux bassins versants voisins d'altitude
supérieure à 2 900 m, dont l'un est exploité, permettent
d'évaluer les variations de l'écoulement dans le bassin versant
exploité.
Les zones d'abattage ont modifié la dynamique des vents. Cette
modification a pour conséquence une augmentation assez importante
du manteau neigeux sur ces zones (+30% d'équivalent en eau, +10% sur
la surface totale du bassin versant.
Sur le plan de la production en eau, une conséquence de l'abattage
a été l'augmentation de la vitesse de fonte des neiges d'environ
40%. Le retour aux conditions initiales est estimé entre soixante-dix
et quatre-vingts ans.
Parallèlement, l'étude a permis d'évaluer l'augmentation
des pertes par érosion à la suite de l'exploitation des arbres
(1950-52) et de la construction 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 manteau neigeux, des précipitations, de la sédimentation
et de la qualité de l'eau sont disponibles depuis lors.
Cette base de données a permis d'établir un modèle
prédictif, à court et à long terme, de l'impact hydrologique
de différentes utilisations du sol. La mise au point du Subalpine
hydrologic water balance model est en cours sur le bassin de Deadhorse
Creek:
1) en simulant plusieurs options différentes d'abattage des arbres
dans différentes sous unités (50 ha. Parcelles de 1 à
2 ha);
2) en sélectionnant une des options et en l'appliquant sur le terrain
dans chaque sous- unité;
3) en comparant les résultats d'écoulement prédits par
le modèle et mesurés dans chaque
sous-unité.
