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Les enjeux de préservation de la biodiversité en milieu rural sont clairement identifiés et les liens entre des systèmes agricoles durables et le maintien d’infrastructures écologiques fonctionnelles sont aujourd’hui bien mis en avant. En se basant sur une échelle territoriale pertinente au plan écologique et socio-économique, la recherche doit éclairer les agriculteurs et les gestionnaires des territoires sur les liens entre pratiques agricoles et préservation de la biodiversité, avec des enjeux particuliers concernant les haies, bocages, prairies permanentes, zones humides, bassins versants…Dans cet ensemble, le sol est un compartiment majeur à mieux prendre en compte. Dans le souci permanent de proposer des conclusions opérationnelles, la recherche doit éclairer les acteurs pour donner les clefs de la préservation des milieux encore en bon état, pour identifier des marges de manœuvre possibles pour reconquérir la biodiversité tout en maintenant des activités agricoles rentables et donner des pistes pour la reconquête de sols jouant pleinement leurs rôles au plan agronomique et environnemental. Il apparait essentiel d’instiller plus systématiquement une composante biodiversité dans la recherche agronomique. Il est tout aussi important que ce domaine agriculture/biodiversité bénéficie de toutes les disciplines des sciences humaines et sociales compte tenu des enjeux sociétaux liés à ce pan important de la transition écologique, Current challenges for biodiversity conservation in rural areas are now well recognized and the interconnections between the sustainability of agricultural systems and the maintenance of working ecological infrastructures are widely highlighted. Provided that it is based on relevant territorial scales, both in terms of ecological and socio-economical attributes, results of R&D activities should give perspectives for both farmers and land use planners to better understand the links between agricultural practices and the preservation of biodiversity, with a particular attention on the protection of hedges, wooded countryside, permanent grasslands, wetland areas, watersheds, …. In this context, soil is one environmental compartment that should be better accounted for. With a view of delivering workable solutions, research should provide field practitioners and other stakeholders with the necessary tools to help them preserve habitats and species, identify room for manoeuvre in recovering biodiversity while maintaining profitable agricultural activities, and find a way forward to restore soil functions and ecosystem services. In this respect, it is highly advisable to better account for biodiversity components in current agronomic research. A better integration of social sciences and humanities in that field of research is equally desirable considering the societal issues connected to this major part of the ecological transition.

Current challenges for biodiversity conservation in rural areas are now well recognized and theinterconnections between the sustainability of agricultural systems and the maintenance of workingecological infrastructures are widely highlighted. Provided that it is based on relevant territorial scales,both in terms of ecological and socio-economical attributes, results of R&D activities should giveperspectives for both farmers and land use planners to better understand the links between agriculturalpractices and the preservation of biodiversity, with a particular attention on the protection of hedges,wooded countryside, permanent grasslands, wetland areas, watersheds, …. In this context, soil is oneenvironmental compartment that should be better accounted for. With a view of delivering workablesolutions, research should provide field practitioners and other stakeholders with the necessary tools tohelp them preserve habitats and species, identify room for manoeuvre in recovering biodiversity whilemaintaining profitable agricultural activities, and find a way forward to restore soil functions andecosystem services. In this respect, it is highly advisable to better account for biodiversity componentsin current agronomic research. A better integration of social sciences and humanities in that field ofresearch is equally desirable considering the societal issues connected to this major part of theecological transition.; Les enjeux de préservation de la biodiversité en milieu rural sont clairement identifiés et les liens entredes systèmes agricoles durables et le maintien d’infrastructures écologiques fonctionnelles sontaujourd’hui bien mis en avant. En se basant sur une échelle territoriale pertinente au plan écologique etsocio-économique, la recherche doit éclairer les agriculteurs et les gestionnaires des territoires sur lesliens entre pratiques agricoles et préservation de la biodiversité, avec des enjeux particuliersconcernant les haies, bocages, prairies permanentes, zones humides, bassins versants…Dans cetensemble, le sol est un compartiment majeur à mieux prendre en compte. Dans le souci permanent deproposer des conclusions opérationnelles, la recherche doit éclairer les acteurs pour donner les clefs dela préservation des milieux encore en bon état, pour identifier des marges de manœuvre possibles pourreconquérir la biodiversité tout en maintenant des activités agricoles rentables et donner des pistes pourla reconquête de sols jouant pleinement leurs rôles au plan agronomique et environnemental. Il apparaitessentiel d’instiller plus systématiquement une composante biodiversité dans la rechercheagronomique. Il est tout aussi important que ce domaine agriculture/biodiversité bénéficie de toutes lesdisciplines des sciences humaines et sociales compte tenu des enjeux sociétaux liés à ce pan importantde la transition écologique

Ce numéro comprend les articles correspondant aux présentations du Colloque CIAg "Captages d’eau potable : accompagner les transitions dans les territoires agricoles" organisé à Montpellier le 11 mai 2017.; A study has been performed before establishing a resource centre to help water managers in protecting water resources in agricultural landscape. Different surveys have been realized to define the demand of the water managers to support their activity on the field and let it more easy and efficient, and to define what this resource centre could be. This study has allowed us to better evaluate the current advancement of the action plans, the major needs of the water managers. Beyond the results of these surveys, this reflexive paper analyse lockers and levers to improve an efficient protection of the drinking water. It insists on the key role of the representatives who have to impulse action plan building and running, on the key role of the knowledge of the landscape as well its stakeholders, in a step by step process, the diagnostic of the efficiency of the action plan, which have all to be at the heart of the local action.; Une étude de préfiguration a été réalisée en vue de la mise en place d’un centre de ressource en appui à la protection des captages d’eau potable. Il s’agissait de définir les besoins des gestionnaires pour les aider dans leur action sur le terrain et de faire des recommandations pour la mise en place de ce centre de ressource. Cette étude a permis de mesurer l’état l’avancement de la démarche de protection des captages, d’évaluer les attentes des gestionnaires de l’eau vis-à-vis d’un centre de ressource, au travers de différentes enquêtes. Par-delà ce bilan, ce papier réflexif analyse les freins et leviers pour améliorer la protection des captages, insistant sur l’importance de la posture des élus, en remettant la connaissance du territoire et de ses acteurs, l’éclairage de l’efficacité des plans d’actions, dans une démarche d’acquisition progressive, au cœur des démarches de terrain

Les acteurs intervenant dans la mise en œuvre de la Directive Cadre sur l’Eau (DCE) pour limiter les pollutions diffuses dues aux pesticides font part de diverses difficultés. Pour y répondre des travaux de recherche ont cours dans cette thématique depuis plusieurs années. Afin de permettre aux gestionnaires de ressources en eau de prendre connaissance de l’éventail des produits opérationnels actuels et à venir de ces travaux, un inventaire des outils, méthodes et dispositifs de production de références développés a été mené par enquête et traduit sous la forme d’un référentiel. Celui-ci analyse et classe les produits de recherche en fonction des missions et besoins méthodologiques des acteurs engagés dans les démarches de prévention de contamination des ressources en eau. Il permet ainsi de rechercher les produits ad hoc pour un objectif de gestion donné ou d’obtenir des informations sur un produit déjà identifié au travers de fiches descriptives. Le référentiel inclut également un bilan qualitatif des produits inventoriés. Pour la protection des captages, si de nombreux travaux méthodologiques existent pour aider au diagnostic et au choix des actions peu sont consacrés aux problématiques de suivi et d’évaluation des programmes d’actions et à la mobilisation des acteurs locaux, The stakeholders involved in the implementation of the Water Framework Directive (WFD) for limiting the diffuse water pollution caused by pesticides experience various difficulties. To solve them, a number of research projects have been ongoing for many years. To enable water resources managers to be aware about the current and forthcoming operational products of these researches, a survey was completed of the outputs of the projects, namely decision tools, methods, and data or knowledge repositories. The survey is now summarized in a reference document that classifies all products according to the stakeholder’s missions and methodological needs for protecting water resources from pesticide contamination. It allows to identify the products that answer a given management objective or to get information about a given product from a catalogue of product descriptions. The reference document also includes a qualitative analysis of the products that were surveyed. For protecting water bodies devoted to drinking, the survey shows that many research products concern the diagnosis of contamination and choice of corrective actions but only a few are devoted to the monitoring and evaluation of the action plans and to the involvement of stakeholders.

Ce numéro comprend les articles correspondant aux présentations du Colloque CIAg "Captages d’eau potable : accompagner les transitions dans les territoires agricoles" organisé à Montpellier le 11 mai 2017.; Reference document of tools, methods and knowledge repositories from researchproject for protecting water resources from pesticide contaminationThe stakeholders involved in the implementation of the Water Framework Directive (WFD) for limitingthe diffuse water pollution caused by pesticides experience various difficulties. To solve them, a numberof research projects have been ongoing for many years. To enable water resources managers to beaware about the current and forthcoming operational products of these researches, a survey wascompleted of the outputs of the projects, namely decision tools, methods, and data or knowledgerepositories. The survey is now summarized in a reference document that classifies all productsaccording to the stakeholder’s missions and methodological needs for protecting water resources frompesticide contamination. It allows to identify the products that answer a given management objective orto get information about a given product from a catalogue of product descriptions. The reference document also includes a qualitative analysis of the products that were surveyed. For protecting waterbodies devoted to drinking, the survey shows that many research products concern the diagnosis ofcontamination and choice of corrective actions but only a few are devoted to the monitoring andevaluation of the action plans and to the involvement of stakeholders.; Les acteurs intervenant dans la mise en oeuvre de la Directive Cadre sur l’Eau (DCE) pour limiter les pollutions diffuses dues aux pesticides font part de diverses difficultés. Pour y répondre des travaux de recherche ont cours dans cette thématique depuis plusieurs années. Afin de permettre aux gestionnaires de ressources en eau de prendre connaissance de l’éventail des produits opérationnels actuels et à venir de ces travaux, un inventaire des outils, méthodes et dispositifs de production de références développés a été mené par enquête et traduit sous la forme d’un référentiel. Celui-ci analyse et classe les produits de recherche en fonction des missions et besoins méthodologiques des acteurs engagés dans les démarches de prévention de contamination des ressources en eau. Il permet ainsi de rechercher les produits ad hoc pour un objectif de gestion donné ou d’obtenir des informations sur un produit déjà identifié au travers de fiches descriptives. Le référentiel inclut également un bilan qualitatif des produits inventoriés. Pour la protection des captages, si de nombreux travaux méthodologiques existent pour aider au diagnostic et au choix des actions peu sont consacrés aux problématiques de suivi et d’évaluation des programmes d’actions et à la mobilisation des acteurs locaux.

Construire un projet de territoire-Mobilisation d’outils d’aide à la décision. Séminaire PollDiff’Eau 2016

[Departement_IRSTEA]Eaux [TR1_IRSTEA]ARCEAU; National audience; Le petit bassin de l’Orgeval, représentatif des activités agricoles intensives dans le bassin de la Seine, est également caractérisé par la présence de la grande agglomération de Paris. Outre la mise en place d’équipements complémentaires (piézomètres profonds), plusieurs projets interdisciplinaires rassemblant des personnes de divers domaines scientifiques en hydrologie, agronomie, biogéochimie, écologie, histoire et géographie ont vu le jour ces dernières années. L’objet de ce chapitre est d’analyser le transfert et la transformation de l’azote au sein de ce bassin, dans le compartiment hydrographique à différentes échelles spatiales, et les émissions de N2 et N2O depuis le sol vers le compartiment atmosphérique.

International audience; In France, subsurface drainage concerns nearly 3 million hectares, which represent 10% of the agricultural surface. In waterlogged soil areas, it covers the main proportion of the catchment, up to 80% in the agricultural Brie area, East of Paris, France. This work focuses on experimental and modelling studies carried out at a small drained agricultural catchment, Goins (130 ha), in the Brie region. Rainfall and discharges from the catchment outlet were monitored since 10 years. Agricultural subsurface drainage (buried perforated pipes at 1 m depth and with a 10 m spacing) strongly affects the hydrological behaviour of this catchment: a continuous discharge is observed only during the winter wet period when precipitations are higher than PET and when the shallow water table rises the drain level. Catchment outflow corresponds mainly to drainage water, as surface runoff is limited thanks to the artificial drainage and as there is no deep groundwater contribution. In other words, the drainage system appears to be a hydrological shortcut, theoretically simplifying water transfer. Soil profile models are often used to describe the hydrology of small drained catchment provided that soils are homogeneous. Indeed, the lag time of water flowing through pipes can often be neglected. One of these models, DRAINMOD, is widely applied to predict water flows and water quality at the plot scale by calculating the water balance between two drains (soil profile scale). Thanks to the pipe network, changing from the soil profile scale to the watershed scale seems to be easier. From these considerations, we have used DRAINMOD to make rainfall/runoff simulations of Goins catchment. If the flow dynamics is well reproduced, peak events and consequently annual cumulative outflows are over-estimated. Actually, during the drainage season, we observed that the rainfall restitution (outflow amount vs. rainfall amount) was smaller (50%) compared to the simulated ones (around 80 %). A possible explanation of these results could be the existence of a deep infiltration from the perched water table towards the underlying Brie aquifer. Taking into account this deep infiltration in the model, we succeeded to well reproduce both cumulative outflows and peak events during the drainage season. But, a modelling problem remains for the transition periods (beginning and end of the drainage season): all the peak events are overestimated. One of the physical reasons suggested is that the perched water table may settle (or disappear) gradually in the watershed, so that only a part of the watershed surface contributes to the drainage outflow. This complexity in drainage hydrology is of great importance to assess the transfer of pesticides and fertilizers, which are commonly applied during these transition periods.

International audience

[Departement_IRSTEA]RE [TR1_IRSTEA]RIE / TRANSFEAU; Ce travail se situe à l’interface entre les connaissances acquises à l’échelle de la parcelle drainée et celles acquises à l’échelle de grands bassins. En effet, le drainage artificiel modifie les chemins naturels de l’eau à l’échelle de la parcelle mais aussi à celle du bassin versant en créant une connexion directe entre les sols cultivés et le cours d’eau. Il modifie donc aussi les transferts d’azote à l’échelle du bassin versant. L’objectif de cette étude est de comprendre quels sont les mécanismes de transfert et de rétention de l’azote dans des zones agricoles drainées. L’enjeu est de déterminer à quelles échelles spatiales l’élimination de l’azote a lieu dans ce contexte, de quantifier cette élimination et de caractériser quels sont les processus impliqués.

[Departement_IRSTEA]RE [TR1_IRSTEA]RIE / PHYLEAU [Encadrant_IRSTEA]Kao, C.; The aim of this study is to characterise the processes involved in nitrogen retention in an artificially drained watershed, in order to locate and quantify this retention. To address this question, several methods were used. Discharge rates and nitrate concentrations were measured at the outlet of 5 nested watersheds (from artificially drained fields to a 3rd order watershed). Estimated nitrate budgets showed significant nitrogen retentions at all spatial scales, 15% of which occurred during winter drainage season; whereas, 30% took place during low flow periods. Moreover, nitrate δ15N measurements in surface waters and soil organic nitrogen enabled characterising denitrification processes. The isotopic tool indicated that underground denitrification processes occurred at all studied spatial scales. A relationship between soil water content, which is favourable to denitrification, and organic matter δ15N was established. An algorithm calculating δ15N of nitrate and organic nitrogen in soils was developed. Organic nitrogen δ15N appeared to be a semi-quantitative indicator of soil denitrification and indicated a high denitrification rate in soils ranging up to tens of kgN/ha/year. Denitrification measurements confirm these results. For a more accurate nitrogen retention quantification in the watershed, two different models were used at two different spatial scales: DRAINMOD-N II at the field plot scale and SENEQUE at the nested sub-catchments scales. A high retention rate of approximately 20-30 kgN/ha/year was confirmed in both cultivated drained soils and in riparian soils. The watershed benthic retention did not exceed 15% thus only representing a minor part of the total retention. To conclude, in spite of the drainage network, a high nitrate retention rate was observed specifically in down slope zones. In spite of the presence of a drainage network, the soil water content seemed to be a major factor affecting nitrogen retention.; L'enjeu de cette thèse était de déterminer à quelles échelles spatiales l'élimination de l'azote a lieu dans un bassin versant agricole artificiellement drainé, de quantifier cette élimination et de déterminer quels sont les processus impliqués. Pour cela, différentes méthodologies ont été utilisées. Tout d'abord, un suivi des débits, des concentrations en nitrate aux exutoires d'une série de sousbassins emboîtés (groupement de parcelles, sous-bassins d'ordre de Strahler 1 à 3) a été réalisé. A toutes les échelles spatiales, les bilans azotés montrent une rétention en azote supérieure à 30% des apports azotés durant les périodes d'étiage et supérieure à 15% durant les périodes de drainage. Un suivi isotopique du δ15N des nitrates dans les eaux de surface et de l'azote organique du sol a permis ensuite de caractériser des processus de dénitrification « souterrains » à l'origine de cette rétention à toutes les échelles spatiales étudiées. A partir de ces mesures, un algorithme calculant la composition isotopique de l'azote dans les sols en fonction des sources et des processus de transformation a été développé. Le δ15N de l'azote organique des sols apparaît comme un indicateur semi-quantitatif de la dénitrification dans les sols et indique une forte dénitrification de plusieurs dizaines de kgN/ha. Ces résultats sont confirmés par des mesures ponctuelles de la dénitrification. Afin de quantifier plus précisément la rétention dans le bassin versant, deux modèles ont été utilisés à deux échelles spatiales différentes : le modèle DRAINMOD-N II à l'échelle de la parcelle drainée et le modèle SENEQUE à l'échelle des sous-bassins. Une forte rétention d'environ 20-30 kgN/ha est confirmée dans les sols de bas de versant tandis que la rétention benthique représente une part minoritaire de la rétention en azote, moins de 15%, sur l'ensemble du bassin versant. En conclusion, malgré la présence d'un réseau de drainage très dense, dont on s'attendait à ce qu'il réduise fortement les possibilités de rétention/élimination des nitrates d'origine agricole, le bassin étudié est le siège d'une importante dénitrification, en particulier dans les zones de bas de versant. L'hydromorphie des sols, présente malgré le réseau de drainage, semble être un facteur d'importance majeure de la rétention de l'azote.

National audience; To study the nitrate transfers through of nitrate in a context of subsurface drained plot makes it possible to highlight the main processes of leaching. The presence of the drain pipe at 1 m deep strongly modifies water and nitrates pathways. The concentrations measured at outlet of drained plot (site of Jaillière) are related to the localization of the nitrogen stock between drain and interdrain. A pluri-annual approach introduces the concept of leaching cycle whose nitrate residue management at entry-winter is a key. At watershed scale, (site of Orgeval), the comprehension of the nitrate concentrations is more complex: the interactions between groundwater, river, ripisylve are observed on various space scales. In addition to the adaptation of BMP's at plot scale, the restauration of landscape retention zones facilitates processes of nitrates elimination (benthic and riparian denitrification). Those complementary mitigating solutions make part of nitrate management within a watershed.; Étudier les transferts de nitrate dans un contexte de parcelles drainées permet de mettre en évidence les principaux processus de lessivage. La présence du drain à 1 m de profondeur modifie fortement les chemins d'écoulement de l'eau et des nitrates. Les concentrations mesurées en sortie de parcelle drainée (site de La Jaillière) sont liées à la localisation du stock d'azote entre le drain et l'interdrain. Une approche pluriannuelle introduit la notion de cycle de lessivage dont la gestion du reliquat entrée-hiver est une clef. Au niveau du bassin versant (site de l'Orgeval), la compréhension des concentrations en nitrate est plus complexe : les interactions nappe-cours d'eau-ripisylve s'observent à différentes échelles spatiales. Outre l'adaptation des pratiques culturales pour limiter le reliquat d'azote d'entrée-hiver, la mise en valeur des éléments du paysage pour favoriser les processus d'élimination des nitrates (dénitrification benthique et riparienne) fait partie des pistes pour une maîtrise des flux de nitrates dans le bassin versant.

[Departement_IRSTEA]RE [TR1_IRSTEA]RIE / PHYLEAU; Dans la plupart des régions agricoles, une dégradation progressive de la qualité des eaux de surface et souterraines a été observée depuis les années 70, notamment en ce qui concerne la pollution azotée. Cette dégradation est le résultat d’une intensification de l’agriculture qui s’est traduite par un changement des pratiques agricoles avec la généralisation des apports d’engrais azotés d’origine industrielle, et par la mise en place l’aménagements du territoire agricole tels que le drainage et le recalibrage des cours d’eau. Si l’augmentation des concentrations en nitrate dans les eaux est spectaculaire depuis une trentaine d’années, des bilans d’azote détaillés, établis à l’échelle de grands réseaux hydrographiques (plusieurs centaines à plusieurs milliers de km²), révèlent pourtant que seulement 20 à 60 % de l’apport net d’azote est exporté aux exutoires (Simmons et al, 1992; Howarth et al., 1996; Behrendt et Opitz, 1999; Billen et Garnier, 1999; Seitzinger et al., 2002), ce qui indique qu’une part considérable de l’apport net d’azote sur les grands bassins versants est en quelque sorte « retenu » ou éliminé.

[Departement_IRSTEA]RE [TR1_IRSTEA]RIE / PHYLEAU; This study is a multi-scale experiment in an upstream drained watershed. In small upstream rural watersheds, potential for nitrogen retention is favored by high nitrate concentrations but also undermined by small water residence times. The actual flow paths are thus the key to understanding nitrogen retention. The objective of this work was to characterize and quantify the hydrological and biogeochemical processes, which are involved in the transfer and retention of nitrogen at a small watershed scale (104 km²) integrating drained cultivated fields and forested zones.