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Le cuivre est depuis longtemps utilisé pour le traitement des maladies fongiques de la vigne. Mais la nouvelle réglementation européenne impose aux viticulteurs une baisse significative de son usage en raison de ses impacts sur l'environnement. En attendant une alternative efficace, il est nécessaire de mieux comprendre le devenir du cuivre après son application. En Alsace, des scientifiques étudient plus particulièrement l'influence de la gestion du sol sur la mobilisation du cuivre et sur la qualité à l'échelle de la parcelle viticole, en comparant deux modes de gestion, une gestion « classique » et une gestion sans utilisation d'herbicides de synthèse.

While the history of a fluvial hydrosystem can provide essential knowledge on present functioning, historical context remains rarely considered in river restoration. Here we show the relevance of an interdisciplinary study for improving restoration within the framework of a European LIFE+ project on the French side of the Upper Rhine (Rohrschollen Island). Investigating the planimetric evolution combined with historical high-flow data enabled us to reconstruct pre-disturbance hydromorphological functioning and major changes that occurred on the reach. A deposition frequency assessment combining vertical evolution of the Rhine thalweg, chronology of deposits in the floodplain, and a hydrological model revealed that the period of incision in the main channel corresponded to high rates of narrowing and lateral channel filling. Analysis of filling processes using Passega diagrams and IRSL dating highlights that periods of engineering works were closely related to fine sediment deposition, which also presents concomitant heavy metal accumulation. In fact, current fluvial forms, processes and sediment chemistry around Rohrschollen Island directly reflect the disturbances that occurred during past correction works, and up to today. Our results underscore the advantage of combining functional restoration with detailed knowledge of the past trajectory to (i) understand the functioning of the hydrosystem prior to anthropogenic disturbances, (ii) characterize the human-driven morphodynamic adjustments during the last 2 centuries, (iii) characterize physico-chemical sediment properties to trace anthropogenic activities and evaluate the potential impact of the restoration on pollutant remobilization, (iv) deduce the post-restoration evolution tendency and (v) evaluate the efficiency and sustainability of the restoration effects. We anticipate our approach will expand the toolbox of decision-makers and help orientate functional restoration actions in the future.

Compound-specific stable isotope analysis (CSIA) has proven beneficial in the characterization of contaminant degradation in groundwater, but it has never been used to assess pesticide transformation on catchment scale. This study presents concentration and carbon CSIA data of the herbicides S-metolachlor and acetochlor from three locations (plot, drain, and catchment outlets) in a 47 ha agricultural catchment (Bas-Rhin, France). Herbicide concentrations at the catchment outlet were highest (62 µg L−1) in response to an intense rainfall event following herbicide application. Increasing δ13C values of S-metolachlor and acetochlor by more than 2 ‰ during the study period indicated herbicide degradation. To assist the interpretation of these data, discharge, concentrations, and δ13C values of S-metolachlor were modelled with a conceptual mathematical model using the transport formulation by travel-time distributions. Testing of different model setups supported the assumption that degradation half-lives (DT50) increase with increasing soil depth, which can be straightforwardly implemented in conceptual models using travel-time distributions. Moreover, model calibration yielded an estimate of a field-integrated isotopic enrichment factor as opposed to laboratory-based assessments of enrichment factors in closed systems. Thirdly, the Rayleigh equation commonly applied in groundwater studies was tested by our model for its potential to quantify degradation on catchment scale. It provided conservative estimates on the extent of degradation as occurred in stream samples. However, largely exceeding the simulated degradation within the entire catchment, these estimates were not representative of overall degradation on catchment scale. The conceptual modelling approach thus enabled us to upscale sample-based CSIA information on degradation to the catchment scale. Overall, this study demonstrates the benefit of combining monitoring and conceptual modelling of concentration and CSIA data and advocates the use of travel-time distributions for assessing pesticide fate and transport on catchment scale.

Ce numéro spécial est issu de la journée scientifique et technique « Azote, phosphore et pesticides Les nouvelles stratégies de réduction des flux en amont », organisée par l'unité mixte de recherche « Centre d'écologie végétale et d'hydrologie » (École nationale du génie de l'eau et de l'environnement de Strasbourg/Université Louis Pasteur.) et l'ASTEE (Association scientifique et technique pour l'eau et l'environnement), à Strasbourg le 8 février 2007. L'objectif est ici de mettre à la disposition de tous les acteurs impliqués dans la gestion environnementale, les connaissances acquises lors de travaux de recherche récents. Quatre articles sont tout d'abord consacrés aux mécanismes de transfert, aux intérêts et limites des stratégies de réduction des flux de nitrates, de phosphore et de pesticides dans les bassins versants. Deux articles analysent ensuite les processus en jeu et l'optimisation des zones humides artificielles dans l'optique d'une réduction des flux de pesticides. Enfin, deux articles présentent la démarche de conception d'outils opérationnels visant à évaluer l'impact des pratiques agricoles sur la qualité des eaux sur des agrosystèmes non instrumentés, sous forme d'indicateurs de risque de transfert de pesticides d'une part, et de la méthodologie Territ'eau développée en Bretagne d'autre part.

Dans cette étude, nous comparons quatre méthodes différentes de caractérisation de la vulnérabilité des enjeux aux inondations à l'échelle communale. Toutes les méthodes portent sur les dommages directs aux bâtiments, principaux dommages en milieux urbains. Les méthodes diffèrent par la qualité thématique et spatiale des bases de données utilisées. Chaque méthode est évaluée selon la fiabilité de ses résultats et son opérationnalité. La commune d'Holtzheim, située dans la vallée de la Bruche (Bas-Rhin, Alsace, France) constitue le site d'étude. L'étude nous a permis de tester la sensibilité des résultats obtenus par les quatre méthodes. Le coût des dommages évalué avec la méthode la plus opérationnelle varie de 245 à 705 k€ par an. Pour la méthode la plus fiable, le coût varie de 315 à 405 k€ par an. Le choix entre les méthodes de caractérisation de la vulnérabilité est discuté et un guide est proposé pour aider à ce choix.

Préserver les eaux de surface vis-à-vis de l'eutrophisation implique l'estimation des rejets de nutriments (azote et phosphore) et le contrôle de ces rejets à l'échelle du bassin versant. Dans cet article, une méthode d'estimation des charges annuelles en nutriments est présentée. Celle-ci est développée dans l'environnement du SIG (Système d'Information Géographique) ArcInfo®, grâce au langage de programmation (AML). Le développement au sein d'un SIG est justifié par la nature spatiale des caractéristiques du bassin (occupation du sol, localisation des ouvrages d'épuration des eaux usées). L'estimation des charges annuelles est menée à l'échelle du bassin versant en utilisant les fonctionnalités du logiciel et des applications propres adaptées à la modélisation de la qualité des eaux. Le bassin versant est divisé en sous-unités hydrologiques. Est associé à chaque sous-bassin versant un flux potentiel annuel en azote et en phosphore. Le flux est cumulé d'amont vers l'aval jusqu'à l'exutoire pour obtenir une estimation du flux annuel produit sur l'ensemble du bassin. Un suivi de la qualité des eaux de surface en azote et phosphore permet de comparer l'ordre de grandeur des flux mesurés et modélisés.