Atlas Carto interactif des pressions diffuses - notice
Les émissions terrestres de carbone et de nutriments, en lien avec les activités humaines, jouent un rôle crucial dans le fonctionnement des hydrosystèmes fluviaux et l’enrichissement des eaux marines côtières. Une partie de ces émissions concerne les pollutions « ponctuelles » liées à l’assainissement des eaux usées domestiques ou industrielles, qui ont longtemps contrôlées la qualité des eaux de surfaces. Par opposition, un autre type de pollutions qualifiées de « diffuses » implique des sources et des transferts multiples avant tout liés aux chemins de l’eau dans les sols, et constitue aujourd’hui le principal levier dans les exercices prospectifs sur la contamination des cours d’eau et l’eutrophisation des eaux marines.
Les outils de modélisation constitutifs du compartiment « terrestre » de la chaine de modélisation nuts-STeauRY, ont pour but d’estimer les flux qui parviendront à la rivière, à partir d’une représentation complexe des échanges dans les systèmes agroalimentaires français et en lien avec les occupations des sols. Reproduire ainsi ces pertes environnementales des sols vers les hydrosystèmes, permettra ensuite de réfléchir aux moyens de réduire ces mêmes flux en simulant des changements de pratiques agricoles, alimentaires ou en repensant l’usage des sols.
Le schéma ci-dessous résume de façon générique la prise en compte des apports diffus dans la chaine de modélisation terre-mer nuts-STeauRY.
Dans l’évaluation des apports diffus aux hydrosystèmes, les processus de production, de transfert et de rétention terrestre restent spécifiques à chaque substance. Les développements réalisés respectivement pour les éléments N (azote), P (phosphore) et C (carbone) hybrident ainsi différentes méthodologies, expliquées succinctement ci-après. Les pressions diffuses sont ici systématiquement représentées sous la forme de "concentrations moyennes pondérées par des débits pluriannuels".
Représentation cartographique et navigation :
Les résultats obtenus sont produits à deux résolutions distinctes (sur base du réseau européen CCM2 (Catchment Characterisation Model, Vogt et al. 2007) :
- les grands entités hydrographiques qui représentent l’échelle la plus large pour les gestionnaires de bassins
- les bassins versants d’ordre 3 (Strahler) qui représentent les aires drainés par des rivières d’ordre 3 ou celles drainées entre deux confluences. Cette maille (médiane de 50km2) a été choisie pour l’Atlas carto interactif car elle offre un bon compromis entre visualisation de l’hétérogénéité spatiale au sein d’un grand bassin versant et rapidité d’affichage.
Les cartes produites sont interactives et permettent au travers d’infobulles incluant des liens de naviguer d’une résolution à l’autre sur simples clics.
Cartographie des pressions diffuses « azote » :
Pour l’azote, le modèle GRAFS-N produit ainsi une image synthétique du « profil » biogéochimique du système agroalimentaire du territoire. Il permet d’en dériver un certain nombre d’indicateurs de ses performances agronomiques et de son empreinte environnementale en termes de ressources consommées ou de pertes environnementales d’azote : le surplus, ou balance azotée, défini comme la différence entre les apports d’azote au sol et son exportation par la récolte. Le devenir de ce surplus implique une cascade de processus qui affectent les flux d’azote issus des sols agricoles avant de parvenir aux zones riveraines et à la rivière. Ces processus sont pris en compte et les apports diffus sont ici estimés en amont du filtre riparien (ce dernier fera l’objet d’un module dédié dans le modèle rivière pyNuts-Riverstrahler).
voir l’atlas pour la pression diffuse "azote"
Cartographie des pressions diffuses « phosphore » :
Pour le phosphore, élément essentiel de la fertilité des sols agricoles, sa moindre mobilité (comparativement à l’azote) a pour conséquence que les apports de P au réseau hydrographique sont essentiellement liés à l’érosion des particules de sol sur lesquelles le phosphore est adsorbé. La relation entre pratiques agricoles et contamination de l’hydrosystème est donc très indirecte, elle dépend de l’état des stocks de P dans le sol, résultat de la trajectoire longue de la balance entre fertilisation et exportation. Les apports diffus sont également estimés en amont du filtre riparien. Les bilans GRAFS-P seront complétés par une estimation des apports en phosphore particulaire.
voir l’atlas pour la pression diffuse "phosphore"
Cartographie des pressions diffuses « carbone » :
Pour le carbone, les apports diffus depuis les sols agricoles vers le réseau hydrographique résultent de deux processus distincts : l’érosion, qui concerne le carbone organique particulaire (POC) et la lixiviation, qui entraîne du carbone organique dissous (DOC). Pour renseigner l’un et l’autre de ces processus, y compris dans une démarche prospective, une bonne connaissance du contenu en carbone organique des sols, de sa dynamique et de sa susceptibilité au lessivage (liée à sa labilité) est nécessaire. Il existe des bases et des modèles (ex : approche couplée GRAFS-C et AMG) permettant de prédire et de renseigner les contenus en Corg des sols ainsi que leur trajectoire. Néanmoins ces contenus en Corg ne sont pas directement exploitables pour prédire les apports diffus de DOC aux rivières. En effet, d’autres processus interviennent comme la contribution des zones potentiellement humides dans les versants. Afin de représenter au mieux ces apports diffus de carbone, nous nous sommes basés sur une sélection de mesures en rivières (à l’aval cette fois-ci des zones humides riveraines) afin d’établir deux modèles de régression multiples permettant d’estimer les apports diffus de DOC.
voir l’atlas pour la pression diffuse "carbone"
Cartographie des pressions diffuses « silice » :
(en cours de développement)
Cartographie des pressions diffuses exprimées en flux :
En complément de cette cartographie des pressions diffuses renseignant les concentrations des eaux alimentant les cours d'eau (en amont de toute rétention riparienne pour l'azote), nous proposons également d'exprimées ces émissions terrestres sous formes de flux spécifiques moyens annuels pour la période 2014-2019 (en kg/ha/an).
- voir l’atlas pour la pression diffuse "azote" exprimée en flux
- voir l’atlas pour la pression diffuse "phosphore" exprimée en flux
- voir l’atlas pour la pression diffuse "carbone" exprimée en flux
Pour en savoir plus :
Un rapport complet, détaillant la construction et la validation de cet atlas de pressions diffuses a été remis, et reste disponible sur simple demande : https://nuts-steaury.cnrs.fr/contact/