Evaluation intégrée des mesures agro-environnementales territorialisées à enjeu "qualité des eaux" sur la période 2007 à 2011 : le projet MAEVEAU

The MAEVEAU project has developed an approach for an integrated assessment of effectiveness of regionalized Agro-Environmental Measures (MAET) intended to preserve water quality in relation to pesticides. This approach investigates the concept of efficiency through a triple analysis: the impact (net effects), the environmental cost-effectiveness and the role of organizational factors in the contracting process. The impact is assessed by a quasi-experimental approach by counterfactuals and examines adaptation of the matching method to the regionalized MAET. Cost-effectiveness analysis is based on integrated modeling spatially distributed coupling the agro-hydrological SWAT model, pesticides pressure indicators and a bio-economic model optimizing gross margin. The effectiveness of organizational factors focuses on transaction costs, the role of collective action and preferences for alternative contracts.La recherche conduite dans le projet MAEVEAU a développé une démarche d'évaluation intégrée de l'efficacité des Mesures Agro-Environnementales Territorialisées (MAET) à enjeu préservation de la qualité de l'eau vis-à-vis des pesticides sur la période 2007 à 2011. La question scientifique traite le concept d'efficacité de la politique en s'appuyant sur une triangulation des approches: une évaluation de l'impact (c'est-à-dire des effets propres de la politique), une évaluation coût-efficacité environnementale et une évaluation du rôle des facteurs organisationnels dans le processus d'adhésion. L'impact est évalué par une approche quasi-expérimentale par contrefactuel et questionne l'adaptation de la méthode du matching à la territorialisation des MAET. L'analyse coût-efficacité s'appuie sur une modélisation intégrée spatialisée couplant modèle agro-hydrologique, indicateurs pesticides spatialisés et optimisation économique des marges brutes. L'efficacité des facteurs organisationnels s'est intéressée aux coûts de transaction, au rôle de l'action collective et aux préférences pour des contrats alternatifs

Efficience des bandes végétalisées pour réduire les transferts de pesticides et d'azote vers les cours d'eau

International audienceDiffuse pollution from agricultural and urban sources is of concern for maintaining water bodies at a reasonably good quality status in line with the European Water Framework Directive. The drinking water catchment of Coulonge located within the 10,000 km² wide intensive agricultural Charente river basin in South-western France is threatened by such risks. Some most critical areas have been prioritized by local watershed resource managers. A 4-year program has been funded by the Water Agency for developing specific tools and methods to help water managers and local stakeholders reducing diffuse pollution on the most contributive areas, in an innovative and collaborative approach. Several land-use change scenarios have been built and tested. The assessment of their long term impact on the surface streams quality has been made with the eco-hydrological Soils and Water Assessment Tool (SWAT) model coupled with the GenLU2 application. In this contribution, we focus specifically on the 22 scenarios involving various different strip widths ranging gradually from the commonly used 5m to an extreme and theoretical 30m. Due to the lack of in-situ tests, effectiveness has statistically been evaluated for each of the nine pesticides and for nitrogen fluxes and concentrations in surface streams. We highlight the effect on the combination of the various and progressive widths of filter strips with organic, innovative and conventional cropping systems. We point out that reduction of pollutants clearly varies between molecules and buffer strip widths. We further discuss the prevailing effect of farming systems in pollutant transfers. However, beyond the operational water management concerns, clearly remains the question on the SWAT Filter Strip sub-routine calculations based on empirical assumptions and implemented in the non-distributed Hydrological Response Unit, the SWAT smallest calculation unit. This question of the buffer strips efficacy is also of great expectation for farmers and local watershed managers willing to apply the CAP’s cross-compliance and greening 2010 standards

Rapport d'activité du GT3.1 : Détermination des zones à risque potentiel de contamination des eaux de surface sur le BV la Save (France)

[Departement_IRSTEA]Territoires [TR1_IRSTEA]DTAM [Axe_IRSTEA]DTAM1-REPRO [Axe_IRSTEA]DTAM2-ACPUBL'objectif global du projet Aguaflash est le développement d'une méthode d'évaluation des risques de dégradation de la qualité des eaux dans les bassins versants agricoles au cours de crues, transposable aux bassins versants de Sudoe. Il répond ainsi à la priorité européenne du renforcement de la protection et de la conservation durable de l'environnement et du milieu naturel du SUDOE dans une problématique de préservation de la qualité de la ressource eau potable en période de crue. Le projet s'articule en 7 groupes de tâches (GT1 à GT7). Le GT3 a pour objectif de déterminer des zones à risque potentiel de contamination des eaux de surface sur les 4 bassins versants (BV) caractéristiques SUDOE (Save en France, Flumen en Aragon, Alegria au pays basque espagnol, et Enxoé au Portugal). La coordination du GT3 qui associe toutes équipes d'Aguaflash est assumée par le Cemagref-UR ADBX à Bordeaux-Cestas. Ce rapport concerne la méthodologie établie dans le cadre de la GT3.1 avec quelques illustrations cartographiques de premiers résultats relatifs aux zonages des risques potentiels de contamination des eaux de surface sur le BV de la Save. Les valeurs des paramètres d'indicateurs utilisés dans le cadre de cette méthode seront affinées au fur et à mesure des données nouvelles de terrain acquises et de la comparaison avec les premiers résultats concernant le GT4 ou modélisation des relations pression/états

Calibration du modèle SWAT sur une zone de captage d'eaux superficielles à l'aide du logiciel PEST

National audienceLe poster présente les étapes de calibration du projet de modélisation SWAT sur la zone d'alimentation de captage Grenelle à l'aide du programme d'optimisation PEST (Model-Independent Parameter Estimation)

MODCHAR : Définition de scénarios d’évolution des pratiques agricoles et modélisation des impacts des pressions agricoles (pollution diffuse) dans le bassin versant de la Charente : étude exploratoire pour l'Agence de l'Eau Adour-Garonne (2012)

[Departement_IRSTEA]Territoires [TR1_IRSTEA]DTAM [Axe_IRSTEA]DTAM1-REPRO [Axe_IRSTEA]DTAM2-ACPUB [Relecteur_IRSTEA]Rethoret, H. ; Paulet, S.L’objectif du projet Modchar, financé par l’Agence de l’Eau Adour Garonne, est de réaliser un travail exploratoire sur les possibilités de modélisation des impacts/pressions agricoles sur le bassin de la Charente. Ce projet est réalisé à partir des connaissances existantes en termes de systèmes et de pratiques agricoles et de l’expérience acquise dans différents projets de recherche. L’Agence souhaitait également pouvoir disposer d’un jeu de données sur le territoire qui pourrait être partagé par les opérateurs de recherche (IRSTEA, BRGM, INRA) et les gestionnaires du territoire (EPTB, Agence de l’Eau). Le premier objectif de l’étude est donc la constitution d’un jeu de données sur les milieux et les usages du sol, à partir des apports de chaque partenaire. Ce jeu de données permet de caler un « scénario de référence ». Le deuxième objectif est d’identifier un certain nombre de scénarios d’évolution possibles ou à explorer, en partenariat avec l’Agence de l’Eau, l’EPTB et en utilisant l’expertise de l’équipe de recherche. Ces scénarios peuvent tenir compte des évolutions des usages du sol (surfaces agricoles), des évolutions des pratiques (Itinéraires techniques, ITK) ou encore de la mise en oeuvre de mesures liées à des politiques publiques (exemple mesures issues de programmes de l’Agence). Enfin, l’objectif final est de tester la pertinence de l’outil de modélisation SWAT pour évaluer ces scénarios (test effectué sur le bassin du Né) et d’estimer la capacité des outils de modélisation SWAT et Marthe (modèle « eaux souterraines » du BRGM) à pouvoir être utilisé conjointement (test méthodologique appliqué au bassin versant de la Boutonne)

Une application informatique d'utilisation du sol destinée à modéliser les pratiques agricoles hétérogènes et complexes : une application compatible avec le modèle SWAT

International audienceLa communication présente l'application informatique développée spécifiquement pour le modèle SWAT, à ETBX Bordeaux, et qui permet non seulement de spatialiser les différentes occupation du sol mais aussi d'entrer les pratiques en prenant en compte la variabilité spatio-temporelle des pratiques ainsi que la variabilité climatique

Questions complexes posées par l'analyse coût-efficacité pour l'évaluation des mesures destinées à améliorer la qualité de l'eau

International audienceCost-effectiveness analysis is particularly useful in comparing mitigation measures by providing a rationale for decisions to be taken at the level of agricultural areas for drinking water abstraction. Effectiveness of measures can be assessed for medium-term goals (pressure, practices intensity or risk of transfer) by the use of indicators. However, models are required for assessing final goals (impacts). In addition, questions of spatial and temporal heterogeneity make devising environmental mitigation programmes a complicated exercise. This is because the characteristics of agricultural production (soil types, slopes, farming systems, proximity to streams...) can vary hugely across a river basin as well as stochastic climatic events within the implementation period of measures. Furthermore, the precise extent of the damage caused to the environment by the use of pesticides is difficult to assess (delay between applications and the appearance of any quantifiable effects, origins of breakdown products). We used the SWAT model for predicting the long-term impacts of mitigation measures on water quality. Farming systems heterogeneity is addressed by using bio-economic modelling to appraise marginal and total costs of implementing measures. Traditionally the difficulties caused by data availability bring to model “representative” (average) farms and “type” (modal) farms. By using these, geographical information on farm plots and management practices is lost. We overcome these problems by calculating costs at the hydrological response unit level (HRU) which is the spatial unit used by SWAT to calculate flows of water and nutrients. Costs and Effectiveness are best calculated at common appropriate spatial and temporal scales. The sub basin and watershed level appeared to be the more relevant spatial scale while the hydrological simulation period is the common temporal scale used for quantifying total costs. Ratios of discounted sum of annual costs (¤) divided by the concentration reduction (g.l-1) summarises results into single useful quantitative indicators for selecting measures. They can be calculated at different scales within a river basin. However, these ratios need to be handled carefully, because of the deterministic approach. Our modelling framework for cost effectiveness analysis of measures has been applied to different case studies (drinking water abstraction areas) within the Garonne river basin in terms of their applicability, transparency and capability for decision making for reducing water pollution by pesticides. Our results show that it is possible to classify scenarios based on their cost-effectiveness, which can be represented graphically (maps with spatially distributed cost-effectiveness ratios or scatterplots) allowing for rational discussion between stakeholders

L’évaluation intégrée pour la gestion des aires de captage d’eau potable sujettes à la pollution par les pesticides

National audienceLes captages superficiels de Coulonges-Saint Hippolyte sont destinés à fournir de l'eau potable pour l’essentiel du département de la Charente Maritime avec une zone de recharge théoriquement composée de tout l’impluvium du fleuve Charente. La majeure partie des eaux souterraines et de surface sont polluées par les nitrates et par certains pesticides. De plus, certains affluents du fleuve sont structurellement déficitaires. Pour ces raisons, des dérogations de non atteinte du bon état écologique des masses d’eau pour 2021 et 2027 seraient demandées à l'Union européenne (Directive-Cadre Européenne sur l'eau 2000/60 /CE). Face à cette situation préoccupante, l'Agence de l'Eau Adour Garonne a financé deux projets interdisciplinaires ModChar1 et 2 coordonnés par Irstea-Bordeaux (Institut de recherche des sciences et de la technologie pour l'environnement et l'agriculture). Ces projets ont deux objectifs distincts: un premier objectif institutionnel de gouvernance de la ressource en eau en termes de qualité et de quantité dans la zone de captage; un deuxième objectif méthodologique s’attachant à développer des méthodes et outils qui puissent permettre d’analyser les impacts des activités agricoles et des mesures proposées, de les quantifier leurs effets sur la quantité et la qualité de l'eau et d’en évaluer les conséquences économiques. Cette approche intégrée est basée sur l'analyse d’indicateurs agronomiques, sur l’évaluation de l’efficacité environnementale à partir du modèle agro hydrologique SWAT (Soil and Water Assessment Tool) couplé à l’applicatif GENLU2 développé par Irstea Bordeaux et sur un calcul des coûts directs des mesures à partir d’un modèle bioéconomique également développé par Irstea. La première étape a été d'abord de définir un scénario de référence décrivant spatialement l'état actuel de la zone de captage, puis ensuite de tester plusieurs scénarios d’évolution des pratiques agricoles proposés par les parties prenantes du fleuve Charente (mise en ½uvre de mesures agro-environnementales, ouvrages, développement de la viticulture biologique, ..). Après définition et formalisation, les scénarios sont alors concomitamment évalués par le calcul d’indicateurs de pression (comprenant l’indicateur de fréquence des traitements), par la simulation des transferts de pesticides dans les eaux de surface (et souterraines) et par l’évaluation des coûts des changements pour les agriculteurs. Ces scénarios sont alors classés selon leur coût et l'efficacité environnementale et à différents niveaux (sous bassin, bassin, zone de captage). Cette approche de modélisation intégrée pour une analyse coût-efficacité (CE) a été appliquée à plusieurs bassins versants alimentant des captages d'eau potable dans le bassin Adour-Garonne. Les résultats montrent qu'il est possible de classer les scénarios en fonction de leur rapport CE, qui peuvent être représentés graphiquement (cartes de ratios CE ou graphiques) permettant ainsi une discussion rationnelle entre les acteurs

Modélisation spatialisée des transferts d’azote par couplage SWAT (IRSTEA) et MARTHE (BRGM) : exemple du bassin de la Boutonne

National audiencePresentation of joint-research between Irstea and support BRGM to public action.Présentation des travaux de recherche conjointe entre l'Irstea et le BRGM en appui à l'action publique

Modélisation des transferts d’azote du sol à la nappe par couplage SWAT (Irstea) – MARTHE (BRGM) : application sur le bassin de la Boutonne

National audiencePrésentation de l'avancement du projet de couplage entre un modèle écohydrologique de bassin versant semi-distribué (SWAT) et un modèle hydro-dispersif distribué (MARTHE) en appui à la décision publique dans le domaine de la gestion qualitative et quantitative de la ressource Eau au sein des Territoires et à l'échelle de bassins versants