The introduction of glyphosate-tolerant (GT) crops is expected to mitigate the environmental contamination by herbicides because glyphosate is less persistent and toxic than the herbicides used on non-GT crops. Here, we compared the environmental balances of herbicide applications for both crop types in three French field trials. The dynamic of herbicides and their metabolites in soil, groundwater and air was simulated with PRZM model and compared to field measurements. The associated impacts were aggregated with toxicity potentials calculated with the fate and exposure model USES for several environmental endpoints. The impacts of GT systems were lower than those of non-GT systems, but the accumulation in soils of one glyphosate metabolite (aminomethylphosphonic acid) questions the sustainability of GT systems. The magnitude of the impacts depends on the rates and frequency of glyphosate application being highest for GT maize monoculture and lowest for combination of GT oilseed rape and non-GT sugarbeet crops. The impacts of herbicide applications on glyphosate-tolerant crops could be higher than expected due to the accumulation of a metabolite of glyphosate in soils.

Les écosystèmes lacustres sont de plus en plus soumis à de multiples perturbations maisleur réponse est encore trop rarement considérée de façon globale. En effet, au traversd’un jeu d’interactions complexes, chaque perturbation peut moduler l’intensité del’impact des autres sur les lacs, et de ce fait, leur réponse. Dans ce contexte, ce travaildoctoral est axé sur l’approfondissement de notre compréhension de la réponse des lacs àun contexte de perturbations multiples, sur le long terme. Pour cela, trois grands lacsprofonds (le lac Léman, du Bourget et d’Annecy), soumis à une perturbation régionalesimilaire (i.e., le réchauffement climatique) et à deux perturbations locales (i.e., leschangements dans le statut trophique et dans les pratiques de gestion piscicole)d’intensités différentes, ont été choisis. La réponse de ces lacs à ces changements a étéabordée au travers d’une approche paléolimnologique, basée sur les cladocères. En effet,la capacité de ceux-ci à intégrer les changements temporels dans le réseau trophiquepélagique en réponse aux trois perturbations environnementales en fait un modèle adéquatpour reconstruire les changements à l’échelle de la communauté pélagique. Plusprécisément, nous avons abordé (i) les changements dans les communautés de cladocères,au cours du siècle dernier, en réponse aux trois perturbations environnementales et (ii)l’impact de ces perturbations sur les stratégies de reproduction des Daphnies. Cependant,le manque de connaissance dans les grands lacs profonds sur la représentativité descommunautés sources de cladocères par les assemblages de restes archivés dans lessédiments a tout d’abord conduit à faire un point méthodologique. Ce dernier a abouti à lamise en évidence de différences dans le niveau de représentation de communautés sourcesde cladocères selon le type de restes utilisés. La composition taxonomique et la structureen taille des restes parthénogénétiques (i.e., exosquelettes) reflètent relativement biencelle des communautés sources. Quant aux éphippies (oeufs de dormance), elles serévèlent des indicateurs fiables pour reconstruire les comportements de reproduction.Suite à ces résultats, les reconstructions paléolimnologiques des communautés decladocères montrent que leur trajectoire écologique était contrôlée par des interactionscomplexes entre les trois pertubations différentes, selon les périodes de temps et entre leslacs. De plus, la réponse des communautés de cladocères au climat était différente entreles trois lacs comme une fonction de l’intensité des forçages locaux. Ces observationssuggèrent qu’il est important d’inclure le rôle des perturbations locales dans la prédictionde l’impact futur des changements climatiques sur les lacs. L’impact des perturbationsenvironnementales sur le comportement de reproduction des Daphnies est tel que desévènements d’hybridation interspécifique ont été observés. Cependant, ces évènementsd’hybridation sont issus de sensibilité aux trois perturbations environnementalesdifférentes entre les espèces de Daphnies.

Le cycle de l’azote est aujourd’hui, à l’échelle de la planète, le plus profondément perturbé des grands cycles biogéochimiques. L’azote qui entre à 80 % dans la composition de l’atmosphère se transforme en nitrates dans les sols. Une partie de ces nitrates est ensuite entraînée vers les eaux de surface et souterraines. Ce phénomène – absolument naturel – a été fortement amplifié par l’utilisation d’engrais de synthèse depuis le milieu du XXe siècle. Cinquante ans plus tard, la pollution croissante de nos ressources en eaux est devenue un souci majeur et pas seulement parce que la France est menacée de lourdes sanctions par la Commission européenne. Le bassin de la Seine est particulièrement exposé à la pollution par les nitrates, les cultures céréalières et industrielles y étant très développées. Or le bassin compte de nombreux aquifères qui alimentent une large population. Avant même de penser à satisfaire en 2015 la Directive cadre européenne en atteignant le bon état écologique des eaux, il faudrait réussir à stopper l’aggravation de la pollution nitrique. C’est bien sûr l’objectif des décideurs du bassin qui ont néanmoins besoin de savoir comment agir efficacement. Là interviennent les chercheurs. En étudiant de façon aussi fine que possible la diffusion de l’azote et des nitrates vers les aquifères (par l’observation de terrain et l’utilisation de modèles informatiques), ceux-ci contribuent à mesurer l’évolution de la pollution et à proposer des stratégies pour la limiter. Des scénarios sont ensuite testés. La « directive nitrates » de 1991 a abouti à la distinction entre zones dites « normales » et zones « vulnérables ». En « zones vulnérables », le non respect des prescriptions légales du code « de bonnes pratiques agricoles » est passible de sanctions financières. Encore faut-il que les mesures préconisées, fertilisation raisonnée, mise en place de bandes enherbées et d’inter-cultures de type CIPAN (cultures intermédiaires pièges à nitrates), soient efficaces. Les recherches permettent à la fois de le vérifier et de les optimiser. Reste que la propagation des nitrates dans le sol et les aquifères est par essence très lente… Des mesures d’urgence s’imposent en sachant que l’on n’a que trop tardé à les mettre en place et que leur effet sera long à se faire sentir