Predicting the transfer of contaminants in soils is often hampered by lacking validation of mathematical models. Here, we applied Hydrus-2D software to three agricultural soils for simulating the 1900–2005 changes of zinc and lead concentration profiles derived from industrial atmospheric deposition, to validate the tested models with plausible assumptions on past metal inputs to reach the 2005 situation. The models were set with data from previous studies on the geochemical background, estimated temporal metal deposition, and the 2005 metal distributions. Different hypotheses of chemical reactions of metals with the soil solution were examined: 100% equilibrium or partial equilibrium, parameterized following kinetic chemical extractions. Finally, a two-site model with kinetic constant values adjusted at 1% of EDTA extraction parameters satisfactory predicted changes in metal concentration profiles for two arable soils. For a grassland soil however, this model showed limited applicability by ignoring the role of earthworm activity in metal incorporation.

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