Surplus azotés - Evolution des surplus azotés (1960-2010) : déploiement nationale, étude des temps de transfert et de l'impact du changement des pratiques agricoles
Coordinateur : F. Curie
Collaborateurs : C. Poisvert, N. Gassama (EA 6392 GéHCO)
Financement : Agence française pour la Biodiversité
Contexte
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Malgré de nombreuses politiques de réduction des intrants azotés depuis le début des années 90, les effets sur les milieux aquatiques restent encore relativement limités et les concentrations en nitrates des eaux de surface et souterraines conservent des niveaux élevés (Aquilina et al.,2012). Ce manque de réactivité de l'hydrosystème est lié à la fois à la présence d'un stock d'azote important dans le sol et dans la zone non saturée ainsi qu'au temps de transfert qui existe entre le sol et les eaux de surface.
La Directive cadre sur les eaux souterraines (2006/118/CE), impose de caractériser le niveau de contamination des eaux souterraines et d'identifier les tendances d'évolution des concentrations des polluants. Afin d'évaluer les pressions pour le paramètre Azote, le SOeS a réalisé en 2003, 2006 et 2009 un calcul de surplus azoté à l’aide du logiciel « NOPOLU-Agri ». Ce calcul est réalisé à l'échelle cantonale à partir des données du RA (Recensement Agricole), de l’enquête Pratiques Culturales du SSP (Service de la Statistique et de la Prospective) et de l’enquête Prairies du SCEES (Service Central des Enquêtes et Études statistiques).
Dans le cadre du projet Eutrophisation du bassin de la Loire 1975-2014, un nouveau modèle de calcul de surplus azoté (CASSIS-N) a été développé à l'échelle départementale. Contrairement au modèle NOPOLU, ce modèle permet de calculer des valeurs de surplus pour chaque année de la période 1975-2010 et ainsi de disposer de chroniques permettant d’étudier les évolutions de ces surplus au cours de plusieurs décennies. Ces chroniques s’avèrent nécessaires dans le cadre de l’évaluation des risques vis-à-vis des nitrates en domaine souterrain comme celle actuellement réalisée par le BRGM.
Le projet Evolution des surplus azotés (1960-2010) a permis d'améliorer la méthode de calcul développée dans le cadre du projet Eutrophisation du bassin de la Loire, d'étendre la période d'étude de 1975-2010 à 1955-2015 et de passer d'une résolution départementale à une résolution communale.
Méthodologie
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Etape 1 : Calcul des surplus azotés à l'échelle départementale pour la période 1955 - 2015
Le modèle CASSIS_N (Calculation of soil simplified surplus of nitrogen) permet de calculer un surplus azoté départemental et annuel à l'issu d'une année culturale sans prise en compte de l'effet suivant et de l'effet précédent des cultures (pas de prise en compte des rotations culturales, ni de l'évolution du stock d'azote du sol). Le surplus est calculé comme le solde entre les entrées (fertilisation minérale, fertilisation organique, fixation symbiotique et déposition atmosphérique) et les sorties d'azote du sol (export par les récoltes). Ces calculs de surplus ont été réalisés à partir des données de la SAA (Statistique Agricole Annuelle), des données de l'EMEP (European Monitoring and Evaluation Programme) et des données de vente d'engrais de l'UNIFA (Union des Industries de la Fertilisation).
Des tirages de Monte Carlo ont permis de déterminer l'incertitude globale associée à chaque surplus. Cette incertitude est fonction de la précision des données d'entrée et de la méthode de calcul employée.
Etape 2 : Désagrégation des surplus à l'échelle communale
Les surplus départementaux ont ensuite été désagrégés à l'échelle communale à partir des données des différents RA (Recensement Agricole) disponibles en France (1955, 1970, 1979, 1988, 2000 et 2010) pour lesquels une demande de levée du secret statistique a été obtenue. Les résultats communaux sont à utiliser avec précaution et nécessitent d'être agrégés pour gagner en robustesse.
Etape 3 : Réagrégation des données communales
Une interface web a été développée afin de mettre à disposition les résultats de surplus obtenus. Cette interface est disponible à l'adresse suivante :
https://geosciences.univ-tours.fr/cassis/login
L'utlisateur peut, via cette interface, récupérer les surplus azotés communaux agrégés sur n'importe quelle surface qu'il aura préalablement définie (dans un fichier de frome). Les résultats sont fournis en kgN/an pour chaque année de la période 1955 à 2015.
Résultats majeurs
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Rendus AFB et publications
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Rapport sur la Méthode de calcul des surplus azotés
Rapport sur les résultats et le guide d'interprétation des données
Rapport de comparaison CASSIS-N / NOPOLU
