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.

Shallow groundwater flow is one of the major hydrologic component in catchments underlying by crystalline bedrock. Only few observations are available about shallow groundwater contamination by pesticides. So groundwater and stream samples were collected fortnightly for three years in the Kervidy-Naizin catchment and analyzed for atrazine and isoproturon. Groundwater contamination appears to be: highly variable in concentration (from no detection to concentrations higher than few µg/l); highly variable in time (atrazine detected in 35% of samples, déthylatrazine detected in 23%); linked to the topographic location in relation with groundwater depth. Many hydrologic factors may explain the contamination. A correlative analysis was undertaken to identify the climatic and soil variables explaining the fluctuation and depth of water table. Both variables appear to be determined by seasonal cumulative rainfall and storm rainfall. | L'écoulement de nappe est une composante hydrologique majeure des bassins versants sur socle. Or peu de données existent sur la contamination de ces nappes par les pesticides. Un suivi bimensuel réalisé sur le bassin versant de Kervidy-Naizin (56), sur trois années, sur une quinzaine de piézomètres répartis le long de trois transects montre, sur l'atrazine et l'isoproturon, une contamination de la nappe : de niveau très variable dans le temps, allant de la non détection à des concentrations de quelques µg/l ; de moyenne fréquence (détection dans 35% des analyses pour l'atrazine, 23% pour la déthylatrazine) ; liée à la position topographique en relation avec la profondeur de la nappe. Différents facteurs hydrologiques explicatifs de cette contamination ont été étudiés par une analyse fréquentielle de la profondeur et de l'amplitude des battement de la nappe et une analyse corrélative de leur relation avec des paramètres climatiques et hydro-pédologiques. La profondeur et les battements de la nappe apparaissent en première approche liés respectivement au cumul pluviométrique saisonnier et aux cumuls pluviométriques par averse

La mobilité du diuron et de l'oryzalin a été étudiée en colonnes de sol non perturbé au laboratoire. Les sols étudiés sont trois sols viticoles de la région Bourgogne (Vosne-Romanée, 21) et ont été prélevés selon une topolithoséquence. Leurs teneurs en carbone organique sont respectivement de 1,2 %, 1,7 % et 2,2 % pour le sol brun calcaire de mi-pente (SBC MP), le sol brun calcaire de bas de pente (SBC BP) et la rendzine. Après une hauteur de pluie simulée de 845 mm, les percolats respectifs de la rendzine, du SBC MP et du SBC BP contiennent des quantités plus importantes de diuron (3,2 %, 11,8 % et 18,8 %), que d'oryzalin (0,2 %, 4,9 % et 3,7 % des quantités appliquées). Dans les colonnes de sol, les quantités extractibles de résidus herbicides sont plus élevées pour le diuron (48,7 %, 31,1 % et 35,6 %) que pour l'oryzalin (12,7 %, 11,9 % et 15,5 %) dans la rendzine, le SBC MB et le SBC BP respectivement. La distribution des deux herbicides au sein des colonnes de sol et les quantités percolées semblent en relation avec la teneur en matière organique du sol en surface et avec la structure du sol en profondeur. | Mobility of diuron and oryzalin were studied in undisturbed soil columns in laboratory. Soils studied were three vineyard soils from Burgundy (Vosne-Romanée) and were chosen from a topolihoséquence. Organic carbon contents of this soils were 1,2 %, 1,7 % et 2,2 % for SBC MP, SBC BP and rendzine, respectively. After 845 mm of water applied, leachates of rendzine, SBC MP and SBC BP showed greater amounts of diuron (3,2 %, 11,8 % and 18,8 %) than oryzalin (0,2 %, 3,9 % and 4,7 % of applied) respectively. In soil columns, more residues were extractable for diuron (48,7 %, 31,1 % et 35,6 %) than for oryzalin (12,7 %, 11,9 % et 15,5 %) from the rendzine, SBC MB and SBC BP, respectively. Mobility of this two herbicides seems in relation to organic matter content in surface soils and to structure of the soils deeper.