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INDICATEURS


Risques et usages des pesticides – Comment gérer avec intelligence ?

Bilan des connaissances sur les indicateurs
permettant d’évaluer les risques liés à l’utilisation des pesticides
Novembre 2007

 
 

Les pesticides sont des substances volontairement toxiques dispersées à plus ou moins grande échelle dans l’environnement. Leur utilisation présente un certain nombre de risques pour les différents compartiments de l’environnement (eau, air, sols, espèces vivantes) et la santé des opérateurs et des populations humaines.

 

Il existe une demande forte de la part de différents utilisateurs (agriculteurs, décideurs, consommateurs, gestionnaires…) de disposer d’indicateurs permettant d’évaluer les dangers ou les risques liés à l’utilisation des pesticides.

 

Les principales préoccupations de ces acteurs sont de :

-           classer les substances en vue d’identifier celles qui sont les plus à risque pour l’environnement ou la santé humaine,

-           évaluer l’impact des pesticides sur l'environnement,

-           choisir un produit de substitution pour un usage donné en vue de réduire les risques associés,

-           rendre compte de l’efficacité d’une modification de pratiques ou d’une politique.

 

De nombreux indicateurs (exemples de fiches) ont été proposés dans la littérature scientifique, mais l’information est souvent éparse et peu accessible pour des utilisateurs non avertis. Dans le cadre du programme national de recherche du MEDAD intitulé « Évaluation et réduction des risques liés à l’utilisation des pesticides », un bilan des connaissances sur les indicateurs existants a été engagé, afin de tirer le meilleur parti de l'existant, et se donner les moyens de répondre aux 2 questions suivantes :

 

  1. Quels indicateurs utiliser pour évaluer les risques liés aux pesticides pour les écosystèmes associés aux différents compartiments de l’environnement (eau, sol, air) ?
  2. Quels indicateurs utiliser pour identifier les évolutions de ces risques, en réponse à des modifications d’utilisation des pesticides ?

État des lieux des indicateurs existants

 

Une première démarche a consisté à recenser les indicateurs existants afin de faire un état des lieux des indicateurs composites [1] disponibles ainsi que des domaines qu’ils couvrent.

 

À l’issue de ce travail, 43 indicateurs ont été recensés dans la littérature. Ils sont présentés sous forme de fiches synthétiques dans un ouvrage intitulé « Indicateurs pour évaluer les risques liés à l’utilisation de pesticides » paru en 2005 [2]. Chaque indicateur fait l’objet d’une analyse critique mettant en lumière ses principaux atouts et ses handicaps. De plus, pour 24 indicateurs, le détail des différentes étapes permettant de les construire est donné.

 

L’analyse de cette liste d’indicateurs fait apparaître qu'ils ont généralement été conçus comme outils d’aide à la décision et qu’ils s’adressent à des utilisateurs appartenant à différentes catégories professionnelles (agriculteurs, décideurs institutionnels, chercheurs, …). En règle générale, ils ont été élaborés par des organismes de recherche en vue de répondre à des questions précises. En fonction du public visé, ils concernent plusieurs échelles, allant de la parcelle à l’échelle nationale. Ils permettent essentiellement d’évaluer un risque environnemental des pratiques agricoles , plus rarement, un programme d’actions. Enfin, les eaux de surface sont prises en compte dans près de 80% des indicateurs étudiés et les eaux souterraines 58%, alors que le sol, l’air, la biodiversité et la santé humaine sont bien moins représentés.

 

Au niveau national, l’Indice de Fréquence de Traitement (IFT) (lien vers le site du MAP http://agriculture.gouv.fr/sections/thematiques/environnement/prevention-des-pollutions/produits-phytosanitaires/) est un outil de suivi de l’évolution de l’utilisation des pesticides. C’est un indicateur simple correspondant au nombre de « doses homologuées [3] » appliquées sur une parcelle pendant une campagne culturale. Cependant, il reflète l’intensité d’utilisation des pesticides exercée sur la parcelle, mais ne décrit pas de façon exhaustive le risque potentiel pour l’environnement.

 

À côté des indicateurs synthétiques sensu stricto, la méthode de diagnostic développée par le CORPEN a fait l’objet d’une présentation et d’une première analyse. Cette méthode opérationnelle de diagnostic ou d’aide à la décision est fondée sur une batterie d’indicateurs simples. Elle peut servir d'outil de diagnostic ou d’aide à la décision et permettre d’assurer le suivi d’un programme d’actions à l’échelle d’une parcelle ou d’un bassin versant.

 

Ce que l’on peut retenir de ce bilan :

 

-      Il n’existe pas d’indicateur « universel », et il serait illusoire de vouloir en créer un : à chaque question, relative à un contexte donné, correspond un outil adapté.

-      Seuls quelques indicateurs sont utilisés de façon régulière, sans pour autant que leur choix ait nécessairement été raisonné à partir d’une évaluation objective.

-      La plupart des indicateurs disponibles n’ont pas été validés au moyen de comparaisons avec des données réelles et ils n’ont fait l’objet d’aucune étude de sensibilité.

-      Les indicateurs analysés prennent mal en compte l’échelle « bassin versant », qui est l’échelle de référence en termes de qualité des eaux, et notamment celle qui correspond à de nombreux programmes d’action (groupes régionaux Phyto).

-      La biodiversité est rarement prise en compte dans les indicateurs existants.

 

Y a-t-il des pistes d’amélioration de ces indicateurs et faut-il en développer de nouveaux ?

 

Partant des 5 constats issus du bilan initial, nos deux questions initiales se retrouvent entières !

Nous avons alors recherché des pistes de réflexion d’amélioration des indicateurs existants, au besoin en les complétant.

 

Avant tout, il s’agit d’appuyer les décisions des utilisateurs sur des résultats scientifiques validés, d’où l’importance de travailler à l’amélioration de la fiabilité des indicateurs (tests de sensibilité, validation par confrontation avec des mesures de terrain), tout en veillant à la faisabilité et à la facilité de leur mise en œuvre (test de faisabilité). Pour ce faire, quatre indicateurs ont été sélectionnés (ADSCOR, EIQ, EPRIP et I-PHY) sur la base de deux critères, un critère scientifique, le fait qu'ils présentent des architectures différentes, et un critère opérationnel, la gratuité des logiciels correspondants, qui permet au plus grand nombre de les utiliser. Parallèlement aux tests de sensibilité, de faisabilité et à la validation des indicateurs, des pistes possibles pour leur amélioration ont été explorées.

 

La synthèse réalisée dans l’ouvrage « Indicateurs pour évaluer les risques liés à l’utilisation de pesticides » ayant mis en lumière le manque de prise en compte de la biodiversité et de l’échelle du bassin versant par les indicateurs existants, des recherches ont été menées en vue de proposer trois nouveaux indicateurs concernant la biodiversité des bords de champs, les abeilles et les vers de terre, et une amélioration de l’indicateur I-PHY visant à proposer un mode d’agrégation des indicateurs parcellaires en vue de la construction d’un outil de diagnostic de la qualité des eaux de surface vis-à-vis de la contamination par les pesticides à l’échelle du bassin versant.

 

Facilité de mise en œuvre et fiabilité des indicateurs ADSCOR, EIQ, EPRIP et I-PHY

 

Facilité de mise en oeuvre

 

Il est nécessaire de mettre à disposition des utilisateurs des indicateurs dont la mise en œuvre mette en jeu des données accessibles, c’est à dire facilement mesurables ou disponibles dans des bases de donnée faciles d’accès et modifiables par l'utilisateur. Les tests de faisabilité ont donc eu pour objectif d’identifier les problèmes et les points de blocage pour l’utilisation des indicateurs sélectionnés en routine.

 

→ ADSCOR, EIQ et I-PHY sont relativement aisés à mettre en œuvre alors qu’un certain nombre de données d’entrée d’EPRIP sont difficiles à trouver.

 

Fiabilité des indicateurs

 

Un indicateur repose sur un modèle de la réalité, et donc sur des hypothèses. La validation scientifique d'un indicateur nécessite la réalisation de tests de sensibilité et une confrontation de ses sorties avec des données réelles obtenues sur le terrain. Les données servant à la validation d'un indicateur ne doivent en aucun cas être celles qui ont éventuellement été utilisées pour son développement.

 

Sensibilité. L’analyse de sensibilité d’un indicateur vise à étudier comment les variables de sortie de ce dernier réagissent quand on modifie ses variables d’entrée. Plus une variable est sensible, plus elle devra être acquise de façon précise.

 

→ Pour ADSCOR, comme pour tout indicateur à addition de scores, la variation de l’indicateur est proportionnelle à l’amplitude de notation des variables. Pour EPRIP, indicateur mécaniste, les variables Koc (coefficient de partage carbone organique/eau) et DT50 (temps nécessaire à la dégradation de 50 % de la substance active) ont des poids très forts. Pour I-PHY, les variables dose et DT50 ont les poids les plus importants. Pour EIQ, l'analyse de sensibilité a montré que la demi-vie du pesticide à la surface des plantes avait un poids excessif dans la réponse de l'indicateur.

 

Validation. Les indicateurs retenus étant de type multicritères, la validation de leurs résultats après agrégation finale est impossible. Il est donc nécessaire d'avoir recours à des validations partielles des différents éléments (sous-indicateurs) de l’indicateur global. Dans le cadre de ce travail, ce sont les compartiments « Eaux de surface » des indicateurs ADSCOR, EPRIP et I-PHY qui ont fait l’objet de l'étude de validation, ce compartiment n’étant pas pris en compte dans EIQ. La méthode utilisée pour la validation est celle du test de vraisemblance. Elle consiste à comparer, pour différents bassins versants et différentes substances actives le résultat de mesures de concentration dans les eaux de surface avec celles des prévisions fournies par les indicateurs.

 

→ L’analyse a montré que les meilleurs résultats sont obtenus avec EPRIP et I-Phy. Cependant, outre que cela ne présume en rien de la validité de l’indicateur global, il convient de signaler que dans de nombreux cas les prévisions des indicateurs sont erronées.

 

Amélioration de l’agrégation de l’indicateur EIQ

 

La sensibilité de l’indicateur EIQ n’est pas satisfaisante du fait de son mode d’agrégation trivial, alors que cet indicateur a par ailleurs bénéficié d’une réflexion conceptuelle importante dans le choix et la diversité des variables qu’il intègre. Son mode d’agrégation a donc fait l’objet de tentatives d'amélioration basée d'une part sur l'utilisation de règles de décision, et d'autre part sur l'emploi de la méthode SIRIS, en vue d’améliorer la sensibilité et la flexibilité de l'indicateur.

 

Règles de décision

 

→ Ce nouveau mode d’agrégation donne une pondération équivalente aux risques humains et écologiques.

 

Méthode SIRIS

 

→ La méthode SIRIS donne des résultats équivalents, voire supérieurs à la méthode classique, et ne conduit pas à une surestimation ou sous-estimation des scores de certaines substances actives. De plus, elle augmente la flexibilité de l’indicateur EIQ en permettant d’introduire plus facilement des variables supplémentaires, telles que certains des indicateurs relatifs à la biodiversité décrits plus loin dans ce document.

 

Prise en compte de la biodiversité et de l’échelle « bassin versant »

 

Développement d’indicateurs biologiques

 

Trois nouveaux indicateurs ont été développés concernant la biodiversité des bordures de champs, les abeilles et les vers de terre. Ces indicateurs peuvent être utilisés seuls ou comme modules intégrés à un autre indicateur, dans une optique de flexibilité.

 

Biodiversité bord de champ. Les bordures de champ et les lisières sont des zones de maintien des populations animales et végétales.

 

→ L’indicateur développé (RBIO) prend en compte à la fois le risque pour la faune et la flore. La méthode utilisée, à base de règles de décision associées à de la logique floue, permet d’intégrer ce risque dans tout indicateur « pesticide » existant.

 

Abeilles. Malgré son importance écologique, l’abeille est très peu, et en général mal prise en compte dans les indicateurs existants. Une réflexion a donc été menée à partir du module abeille de DIAPHYT afin de développer un indicateur intégrant ses qualités et palliant ses défauts.

 

→ L’indicateur proposé est fondé sur la méthode SIRIS et prend en compte des variables influençant la toxicité des pesticides vis-à-vis de l’abeille en tant qu’insecte pollinisateur. Il est simple d’emploi et peut être utilisé seul ou intégré à un autre .

 

Vers de terre. Quelques indicateurs recensés dans l’ouvrage « Indicateurs pour évaluer les risques liés à l’utilisation de pesticides » possèdent un module vers de terres. Cependant, leur utilisation seule est impossible du fait de l’absence d’une grille d’interprétation des résultats qu’ils produisent, et aucun ne prend en compte le problème crucial des applications répétées de pesticides.

 

→ L’indicateur développé prend en compte la réduction des populations de vers après chaque application, et permet également d’intégrer le risque lié à l’application successive de différents traitements.

 

Prise en compte de l’échelle « bassin versant »

 

Quoique généralement pertinente dans la problématique de la gestion des ressources en eau et pour la mise en œuvre de plans d'action concertés au niveau local, l'échelle spatiale du bassin versant est rarement prise en compte dans la définition des indicateurs recensés dans la littérature. Or, il existe un besoin important d'outils de diagnostic et de pilotage des politiques publiques à cette échelle (voir par exemple les actions initiées dans le cadre des bassins versants des GRAP).

 

À l’échelle de la parcelle, I-PHY permet d’évaluer les risques de transferts de produits phytosanitaires vers différents compartiments environnementaux depuis une parcelle traitée. Le travail s’est concentré sur le module RESU « Risque pour les Eaux de SUrface » de l’indicateur I-PHY. Il s’agit de définir un mode d’agrégation pertinent des données pour passer de l’échelle de la parcelle à celle du bassin versant, en utilisant notamment une évaluation de la connectivité entre la parcelle et le réseau hydrologique afin de disposer d’un outil de diagnostic de la qualité des eaux de surface à l’échelle du bassin versant. Pour l’instant, seuls des bassins viticoles ont été considérés en raison de leur fonctionnement hydrologique, essentiellement superficiel.

 

→ La pondération du risque lié à une parcelle en fonction de sa surface par rapport à la surface totale du bassin versant ne fournit pas des résultats satisfaisants. Un mode d’agrégation plus spécifique a été proposé qui fait intervenir un coefficient de connectivité qui prend en compte le cheminement de l’eau de surface jusqu’au réseau hydrologique, puis son cheminement dans ce réseau. L'objectif serait de ne tenir compte pour l’évaluation du risque que des traitements réalisés sur les parcelles ayant le coefficient de connectivité le plus fort avec le réseau hydrologique. Les résultats obtenus au cours de ce programme sont contrastés, avec parfois une bonne cohérence entre valeurs prédites et observées alors que dans d'autres cas les prédictions sont totalement erronées. Il est donc encore nécessaire de poursuivre l'amélioration de cet outil.

Proposition de pistes pour des solutions opérationnelles

 

Suite aux différentes recherches menés sur les indicateurs, il est possible de proposer des pistes de réflexion pour faciliter le choix d’indicateurs adaptés à une situation donnée et évaluer par exemple l’impact d’un changement de pratiques sur les risques associés à l’utilisation de pesticides.

 

Choix d’indicateurs pertinents

 

L’ouvrage « Indicateurs pour évaluer les risques liés à l’utilisation de pesticides » met à disposition, de façon synthétique, les principales données concernant les indicateurs existants. Cependant, son utilisation serait facilitée par l’élaboration d’un outil permettant de trier parmi ces indicateurs celui ou ceux qui sont les plus adaptés dans une situation donnée en fonctions des objectifs opérationnels des utilisateurs (échelle, cible, …).
Par ailleurs, la production d'indicateurs dans ce domaine est permanente et une veille sur le sujet devrait s'organiser afin d'éviter que les connaissances ainsi réunies deviennent rapidement obsolètes.

 

Évolution des risques suite à un changement de pratiques

 

Parallèlement au travail réalisé sur les indicateurs composites, une réflexion a été engagée avec le CORPEN sur les évolutions possibles de la méthode CORPEN. En effet, cette méthode repose sur une batterie d’indicateurs simples et il serait utile de disposer d’une méthode d’organisation de l’information qui permette de prendre une décision face à des évolutions très différentes dans le temps de chacun des indicateurs. Dans le cadre de cette réflexion trois propositions ont émergé :

-          Organisation en 2008 d'un séminaire national au cours duquel les utilisateurs de la méthode seront amenés à présenter, confronter, analyser et synthétiser leurs expériences en vue de proposer des pistes d'améliorer la méthode et d'identifier les manques éventuels.

-          Engagement d’une réflexion sur la façon de structurer l’information pour en faciliter l’interprétation.

-          Remise en forme les différents indicateurs CORPEN dans une perspective de classification plus opérationnelle

 

Perspectives

 

Dans la dynamique impulsée par le Grenelle de l'Environnement, qui renforce le besoin d’outils pour le pilotage des politiques publiques, les indicateurs pour évaluer les risques liés à l’utilisation des pesticides ont un rôle à jouer en complément d’indicateurs simples plus orientés sur l’évaluation des pratiques tels que l'Indicateur Fréquence de Traitement.

 

 

 

 

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Équipes partenaires du projet :

 

  • Équipe "Agriculture durable", UMR INPL(ENSAIA)-INRA Agronomie et Environnement Nancy-Colmar Nancy-Colmar, BP 507, 68021 Colmar Cedex – Ph. Girardin, B. Amiaud, C. Bockstaller, F. Lasserre, J. Wohlfahrt.
  • Centre de Traitement Informatique Scientifique (CTIS), 3 chemin de la Gravière, 69140 Rillieux la Pape – J. Devillers.
  • Direction des Risques Chroniques, INERIS, BP 2, 60550 Verneuil en Halatte – R. Farret, E. Thybaud.
  • Structure Scientifique Mixte INRA-DGAL, route de St Cyr 78026 Versailles Cedex – J.L. Rivière.
  • INRA-Université Bordeaux 2, Œnologie-ampélologie, 351 cours de la Libération – 33405 Talence Cedex – G. Soulas.
  • Unité ADER et unité REQUE, CEMAGREF, 50, avenue de Verdun - Gazinet 33612 - Cestas cedex – F.Zahm, F. Vernier, F. Saudubray, JF Delmas et JF Dubernet.
  • IBEAS laboratoire d'Écologie moléculaire et Microbiologie. Université de Pau, BP 1155, F 640132 PAU cedex - Robert Duran.
  • ACTA Maison des agriculteurs, 18 avenue des Monts d'Or, 69890 La Tour de Salvagny – A. Decourtye. La Saulsaie, 01 120 Montluel – A. Chabert.

 



[1] C’est-à-dire des indicateurs qui reposent sur l’agrégation de plusieurs informations, à la différence des indicateurs simples qui correspondent à une variable unique, comme par exemple l’Indicateur de Fréquence des Traitements.

[2] Devillers J., Farret R., Girardin P., Rivière J.L., Soulas G. 2005. Indicateurs pour évaluer les risques liés à l’utilisation des pesticides. Lavoisier. 280p.

[3] La « dose homologuée » est définie comme la dose efficace d’application d’un produit sur une culture et pour un organisme cible