Marie Lefranc soutiendra sa thèse le vendredi 11 avril à 10h30. La soutenance se déroulera en anglais.
Titre : "Transport and attenuation of pesticides in runoff from agricultural headwater catchments: from field characterisation to modelling".
Lieu : EOST, 1 rue Blessig, amphithéâtre du 2ème étage
Le jury est composé de:
- Pr. Colin Brown, Université de York, Angleterre (Rapporteur)
- Dr. Christian Stamm, Eawag, Suisse (Rapporteur)
- Dr. Chantal Gascuel-Odoux, INRA Rennes, France (Examinateur)
- Pr. Victor Jetten, Université de Twente, Pays Bas (Examinateur)
- Dr. Gwenaël Imfeld, LHyGeS Strasbourg (Directeur de thèse)
- Dr. Sylvain Payraudeau, LHyGeS Strasbourg (Co-encadrant)
- Dr. Caroline Grégoire, MétéoFrance (co-directrice)
- Pr. Maurice Millet, Université de Strasbourg (invité)
Abstract:
Understanding the transport and attenuation of pesticides is crucial to evaluate their ecological impact on non-target ecosystems. Current knowledge on the spatial variability of pesticide deposition during application, the impact of erosion on pesticides export, and the extent of pesticide degradation in runoff is very limited at the agricultural headwater catchment scale. In this thesis, field investigations and numerical modeling at two elemental scales, i.e. the plot and catchment, were combined to address these remaining issues in two different agricultural contexts. A mathematical formalism was developed to predict pesticide mobilisation and transport in runoff and was integrated in LISEM (LImbourg Soil Erosion Model). The results show that (i) non-target areas such as impermeable roads contributed to more than 40% to the overall load of runoff-associated fungicides exported from the vineyard. (ii) Pesticide partitioning between suspended solids and runoff water differed largely according to the molecules and the hydrological dynamics. (iii) The occurrence of degradation products and the enrichment of the R-metolachlor were observed in soil, suspended solids and runoff water suggesting the potential of enantiomer analyses for assessing biodegradation of chiral pesticides at such scale. Overall, the investigation demonstrated that combining different approaches at the catchment scale enable a better understanding of pesticide transport and attenuation.
Résumé en français:
Comprendre le transport et l'atténuation des pesticides est un préalable pour évaluer leur impact écologique sur les écosystèmes aquatiques. Les connaissances sur (i) la variabilité spatiale des dépôts de pesticides pendant les applications, (ii) l'impact de l'érosion sur l'export des pesticides, et (iii) la dégradation in situ des pesticides restent très limitées à l'échelle des bassins versants agricoles. La caractérisation expérimentale et la modélisation ont donc été combinées à deux échelles élémentaires, la parcelle et le bassin versant, dans deux contextes agricoles différents, i.e., en vigne et en grande culture. Un formalisme mathématique a été développé pour prédire la mobilisation des pesticides et leur transport par ruissellement et a été intégré dans le modèle hydrologique LISEM (LImbourg Soil Erosion Model). Les résultats montrent que (i) les zones non-cibles telles que les surfaces imperméables contribuent significativement à la masse totale exportée par ruissellement de 2 fongicides en milieu viticole, (ii) la partition des pesticides entre phase dissoute et particulaire diffère considérablement selon les molécules et le forçage hydrologique, et (iii) la présence de produits de dégradation et un enrichissement en R-métolachlore ont été observés au cours du temps dans le sol, les matières en suspension et l'eau de ruissellement ce qui souligne le potentiel des analyses énantiomériques pour évaluer la biodégradation des pesticides chiraux à cette échelle. Globalement, cette étude a démontré que la combinaison des échelles et des approches permet une meilleure compréhension du transport des pesticides et de leur atténuation à l'échelle du bassin versant.