A la découverte du dispositif expérimental de la station ARVALIS du Magneraud

Située en Charente-Maritime, la station expérimentale d’ARVALIS - Institut du végétal du Magneraud dispose, pour étudier l'impact des pratiques culturales sur la qualité des eaux, de 14 cases lysimétriques. Ces équipements permettent de recueillir les eaux qui percolent à travers le sol.
 

 Alain Bouthier rappelle l’origine de l’étude : « ce dispositif existe depuis bientôt 30 ans, il a d'abord été mis en place pour mieux quantifier les pertes d’azote nitrique et de soufre sulfate dans les terre de Groie, ces pertes pouvant être importantes vu la forte perméabilité et la faible réserve en eau de ces sols. Plus récemment, avec la préoccupation de qualité des eaux, le dispositif a été consacré à l’étude de l’influence des pratiques culturales sur la concentration en nitrate et sulfate des eaux de drainage. Et à la fin des années 90, il a été valorisé pour l’étude de l’impact des pratiques culturales sur la concentration des différentes matières actives phytosanitaires.

Les terres de groie : des sols à forte perméabilité et faible réserve utile

Le dispositif est implanté en terre de Groie. Ce sont des sols caillouteux, argilo-calcaires, sur du calcaire dur, avec une couche arable qui dépasse rarement 20 cm de profondeur. Cette couche arable surplombe un calcaire qui peut se présenter sous différents faciès. Dans les groies superficielles, il s’agit d’un calcaire dur peu fissuré et la couche arable est très caillouteuse. Au Magneraud, le calcaire se présente sous la forme d’une alternance de couches de cailloux et de matériau meuble qu’on appelle de la marne. L’enracinement peut aller de moins de 40 cm lorsque le calcaire est dur et peu fissuré à plus d’1 mètre de profondeur dans le cas de calcaire avec alternance de cailloux et de marne. La circulation de l’eau est principalement verticale et rapide vu la forte perméabilité du calcaire. En conséquence, les bacs lysimètres ont été installés à 1 mètre de profondeur pour être sûr de récupérer des eaux qui vont quitter définitivement la zone prospectée par les racines. »

Jean-Pierre Bonnifet précise que chaque case lysimétrique a une surface de 1 m². Ce sont des lysimètres ouverts car le volume de sol à travers lequel on mesure l’eau percolée, n’est pas isolé du reste du sol. Des fosses d’accès en bordure des lysimètres permettent d’effectuer les prélèvements. Les études ont été menées sur les céréales à paille – blé tendre principalement –, le maïs, le colza, le tournesol et le pois protéagineux de printemps.
Chaque lundi, en période de percolation, nous venons repérer le niveau d’eau dans une case qui a un bidon gradué. Dès qu’il y a plus de 5 litres d’eau, qui correspond à 5 mm de percolation, nous effectuons un prélèvement dans toutes les cases. »

Comprendre les mécanismes de transfert

Céline Drillaud conclut que « le suivi des lysimètres depuis 30 ans a permis de bien appréhender la variabilité des quantités drainées – ou percolées – à travers 1 mètre de profondeur de sol. Sur une année médiane, la pluviométrie est autour de 850 mm et la quantité d’eau prélevée sur un an s’établit autour de 250 mm, sachant qu’elle varie entre 70 et 500 mm selon les années et la pluviométrie. Depuis 2000, ce dispositif nous permet également de caractériser le risque de transfert des principales substances actives des produits phytosanitaires employés sur grandes cultures. Les premiers résultats ont montré des variations importantes entre substances actives, l’objectif n’étant pas de les comparer mais de bien comprendre ces mécanismes de transfert, afin de faire des préconisations prenant en compte ce risque. »