Caractérisation des processus de rétention et d'infiltration de l'eau et de pesticides par expérimentations et modélisation en agriculture conventionnelle et agriculture de conservation

Dans un contexte de dégradation des sols notamment en lien avec une pratique intensive du labour, la mise en place de l’agriculture de conservation (diversification des rotations, travail du sol réduit voire absent et couverture permanente du sol) permet de limiter les phénomènes d’érosion et de contamination des eaux superficielles par les fertilisants et les produits phytosanitaires. L’agriculture de conservation provoque en effet des modifications majeures des propriétés physiques, chimiques et biologiques des sols influençant le devenir de l’eau et des pesticides dans le sol. Cependant, dû à une forte dépendance aux produits phytosanitaires combinée à un fonctionnement du sol à dominante verticale les risques de transferts par lixiviation des produits phytosanitaires sont généralement considérés comme accrus comparé à un système en agriculture avec labour (dite ‘conventionnelle’). Dans ce contexte, l’objectif général du travail de thèse était de caractériser l’impact de systèmes de culture contrastés en combinant des approches variées d’expérimentations de terrain, de laboratoire et de modélisation. Les effets de l’agriculture de conservation et de l’agriculture conventionnelle ont été évalués de manière systémique, c’est-àdire en considérant le système de culture dans son ensemble sans chercher à distinguer les effets des différentes pratiques mises en place. L’étude du réservoir utilisable (à savoir la quantité maximale d’eau pouvant être retenue par le sol et disponible pour les plantes) des sols en agriculture de conservation a permis d’identifier les fonctions de pédotransfert générant les meilleures prédictions de la teneur en eau à la capacité au champ et au point de flétrissement permanent. Trois fonctions calibrées sur des données issues de parcelles en agriculture de conservation ont été proposées. Des expérimentations sur colonnes de sol non remanié ont permis de comparer le transfert de trois pesticides (métaldéhyde, nicosulfuron et mésotrione) en agriculture de conservation et en agriculture conventionnelle. Ces expérimentations ont mis en évidence un comportement des pesticides majoritairement déterminé par leurs propriétés et les types de sol avec en revanche un effet peu marqué des pratiques agricoles (dans les conditions de laboratoire testées). Une étude du devenir du nicosulfuron marqué au 14C a montré que la formation de résidus non extractibles était la voie de dissipation majeure de ce pesticide quelles que soient les pratiques agricoles et les profondeurs étudiées. Une première tentative de modélisation a par ailleurs été engagée pour simuler la dissipation du nicosulfuron