Dérive des pesticides

La dérive des pesticides est l'ensemble des phénomènes qui accompagnent l'application des produits phytosanitaires et qui contribuent à ce qu'une part variable de ces derniers se perd dans l'air puis se disperse dans l'environnement sans jamais atteindre les plantes ciblées. Le phénomène principal est la « dérive de pulvérisation » dans lequel une partie du produit est directement emportée hors de la zone ciblée (fossé ou cours d'eau éventuellement) ou la quitte avant d'atteindre le sol (pour alors à nouveau polluer l'air, éventuellement jusqu'à grande distance). De manière connexe, un phénomène de déperdition et migration dans le sol et, pour les pesticides solubles dans l'eau, de dérive dans les cours d'eau et/ou nappe intervient souvent également, les produits étant entraînés par les eaux de ruissellement notamment^[1].

Les disséminations à longue distance sont connues, au moins depuis les années 1990, grâe à des analyses de l'air et/ou par des études révélant dans le sol des pesticides n'ayant jamais été utilisés in situ ni à proximité^[2]. On a par exemple trouvé en Europe 30 pesticides loin de l’endroit où ils avaient été pulvérisés^[2]. En 2020, deux ONG allemandes (Bündnis für eine enkeltaugliche Landwirtschaft et Umweltinstitut München) ont dosé les pesticides dans l'air, et y ont retrouvé 138 d’entre eux dans 163 sites répartis sur toute l’Allemagne (jusqu'au cœur d'aires protégées, dans les centres des villes ou au dessus de champs en agriculture biologique. Et 30 % de ces substances aéroportées n'étaient pas ou plus autorisées dans le pays (dont le DDT interdit depuis des décennies en Europe)^[2]. « Des cocktails de 5 à 34 pesticides ainsi que leurs produits de dégradation ont été identifiés sur trois quarts des sites. Du glyphosate, l’herbicide le plus utilisé au monde, a été détecté sur tous les sites équipés de filtres techniques ». Ceci réfute l'affirmation selon laquelle le glyphosate ne se répand pas par voie aérienne – le glyphosate et ses sels étaient en effet considérés comme non volatiles, ce qui explique que l’Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA) ait jusqu’ici écarté la possibilité de leur dissémination sur de longues distances. Une autre étude (2020) a mesuré sur 12 mois les taux de pesticides atmosphériques sur 50 points à travers la France^[2]. Du glyphosate était présent dans 80 % des cas, ce qui confirme une large dispersion dans l'air. Comme pour les microplastiques, des pesticides sont retrouvés presque partout sur la planète. « Afin d'évaluer la possible contamination de zones non ciblées dans le Tyrol du Sud, 71 échantillons d'herbe issus d'aires de jeux publiques et de cours d'écoles situées près de plantations de pommiers et de vignes gérées de façon intensive ont été examinés. Au moins un pesticide et parfois même des cocktails de pesticides ont été retrouvés dans 96 % d'entre eux. Il s'agissait majoritairement de substances classées perturbateurs endocriniens, c’est-à-dire pouvant nuire à la santé humaine et animale, même à très faible doses. Un autre exemple, aux États-Unis cette fois, révèle une pollution atmosphérique probablement causée par la dérive des pesticides : selon une étude de 2021, plus de 400 000 hectares de soja et au moins 65 000 hectares de zone protégée étaient exposés au dicamba, un herbicide utilisé dans les champs voisins. »^[2].

Selon l'« Atlas des pesticides 2023 » : « Les substances actives peuvent également parcourir des distances bien plus longues allant de quelques centaines de kilomètres à plus de 1 000 kilomètres. On parle de dissémination sur de longues distances. Ces substances peuvent s’élever dans les airs quand le sol se réchauffe, qu’il y a évaporation ou qu’elles adhèrent aux minuscules particules de poussière que le vent arrache aux couches les plus superficielles du sol. En pareil cas, les courants aériens répandent ces petites particules en suspension – dites « aérosols » – dans toutes les directions. Elles sont ramenées au sol en cas de baisse des températures et de pluie et peuvent atterrir n’importe où : dans les réserves naturelles, les parcs en ville ou dans nos poumons »^[2].

Plusieurs facteurs déterminent ou modulent la dérive : ils sont environnementaux (comme les conditions météorologiques : vent, pluie, température, humidité relative, etc.) et/ou technique (réglage du matériel de pulvérisation, nature de la substance active qui peut être sujette à un séchage ou une cristallisation trop rapide [dans l'air, avant d'être « collé » à la feuille ou au sol et/ou à une ou plusieurs volatilisation(s) ultérieure(s)].

Une étude récente (2024) basée sur l'analyse d'échantillonneurs passifs (des bracelets en silicone adsorbant)^[3], capables d'enregistrer des profils d’exposition aux pesticides gazeux et particulaires (et à certains de leur métabolites), hautement individualisés^[4],[3] montre que la contamination de l'air extérieur et intérieur, et celle des agriculteurs et riverains par les dérives, envols et évaporation de pesticides ont été sous-estimées^[5].

Une autre méthode en 2009 a associé une approche chromatographie en phase liquide à haute performance avec détection UV (HPLC‑UV) et un test bioluminescent (Microtox®) pour identifier, doser et évaluer la toxicité spécifique (EC50 ou « Effective Concentration 50 » qui désigne la concentration d'une substance qui provoque 50 % d'un effet mesuré ; par exemple, 50 % d'inhibition de la bioluminescence chez Vibrio fischeri dans le test Microtox). Elle a confirmé une grande variabilité de composés — et de doses, comprises entre 0,15 et 0,83 mg/mL — ainsi qu'une toxicité globale mesurable dans les échantillons atmosphériques et de pluie, permettant même d’évaluer la part (contribution relative) de chaque pesticide dans la charge toxique totale de l'atmosphère de Paris bien que loin des premiers champs cultivés^[6].

Les progrès de la chimie de l'atmosphère permettent de mieux comprendre comment certains pesticides une fois sublimés ou passés en phase vapeur dans l'air peuvent ensuite s'adsorber sur des particules aréoportées, en fonction, principalement, de deux de leurs propriétés (qui expliquent presque la moitié des variations observées) :

1. leur affinité avec l'air (KOA) ;
2. leur pression de vapeur (PL).

Des études récentes montrent que les ancien modèle d’équilibre figé et de calcul n'étaient adaptés à la compréhension de ce phénomène, et qu’il vaut mieux pour cela utiliser un modèle plus dynamique d'« équation d'état » (formule mathématique reliant entre elles les grandeurs physiques d’un matériau — en général pression, volume et température — pour décrire comment il se comporte. Elle sert à prédire comment une substance (gaz, liquide, solide, plasma) réagit quand on la chauffe, comprimes, dilate, etc.)^[7].

la dérive des pesticides a des conséquences sur au moins trois plans^[1],[8]. :

1. ) économique (moindre efficacité des traitements, perte de produit et donc gaspillage d'argent) ;
2. ) environnemental, avec notamment une pollution accrue de l'environnement et en particulier de l'eau, de l'air (selon une étude récente (2024) ayant mesuré l'exposition individuelle aux pesticides particulaires et gazeux à l'extérieur et dans l'air intérieur en zones d'agriculture intensive : « les 2/3 de l'exposition concerne des pesticides provenaient principalement issus de sources non professionnelles ["dissipation à distance"] (...) plus de 43 % des riverains ou personnes de passage sont exposés au même niveau d’exposition que les agriculteurs. Environ 7 % et 3 % des agriculteurs locaux et des passants peuvent souffrir de risques chroniques pour la santé »)^[5] et des sols, avec des effets écotoxicologiques induits, directs et indirects) ; et des sols, avec des effets écotoxicologiques induits, directs et indirects) ;
3. ) santé publique.

Toutes choses égales par ailleurs, la dérive est fortement liée au mode de pulvérisation (taille des gouttes, puissance du jet qui déterminent la plus ou moins grande légèreté de la brumisation de pesticide) et à la distance entre le pulvérisateur et le sol (le cas extrême étant celui de l'avion). Dans le cas de pulvérisation en ultra-bas volume (UBV), l'entraînement par le vent apporte une aide efficace à la diffusion des gouttelettes sur une vaste zone.

Himel en 1974 distingue l'« exodérive » (le transfert de pulvérisation hors de la zone cible) de l'« endodérive » où la substance active contenue dans les gouttelettes tombe dans la zone cible, mais sans atteindre sa cible biologique.
L'endodérive est plus importante sur le plan volumétrique, et donc source d'une plus grande contamination de l'environnement (par exemple, réenvol de poussières contaminées, pollution des eaux souterraines)^[9].

La dispersion des pesticides fait l'objet de modélisations d'envols et de distribution spatio-temporelle de leurs retombées, de plus en plus précises. Elles permettent notamment, dans le domaine de la santé environnementale, d'évaluer l'exposition des écosystèmes et des populations situées sous le vent des engins d'épandage actifs sur les sites d’application^[10]. À titre d'exemple, dans le comté de Yuma (Arizona), les dérives de pesticides ont été modélisées sur une aire de 5 000 hectares (50 km²) via l'outil CALPUFF (qui intègre les données météorologiques du Weather Research and Forecasting (WRF), pour neuf jours, lors des pics d'épandage qui ont lieu en septembre-octobre, en 2011. Les envols, transports et dépôts d'un insecticide (le lambda-cyhalothrine, très courant dans cette région) ont été modélisés à partir de neuf sites d’application (pour divers paramètres de taux d’émission, de durée de vie chimique, de hauteur d’application et de conditions météorologiques^[10]. La vitesse et de la direction du vent s'avèrent être le facteur le plus important, source de panaches étroits transportés hors du domaine. La concentration de l'air en vapeur de pesticide, évaluée sur 48 heures s'échelonne entre 0,2 et 200 ng/m³, avec un pic de 1000 ng/m³ à proximité des épandeurs. Les dépôts secs de pesticides concernent un rayon de 1 à 2 km autour des zones traitées, avec une retombée moyenne de 106 ng/km² et par heure. Sous le vent les concentrations de vapeur de pesticide ne dépassent pas 50 ng/m³, disparaissent après une heure d'exposition ; 99,4 % des vapeurs sont évacuées des zones traitées ; et 99,5 % des envols se déposent sous le vent, près de ces zones^[10]. Les auteurs ajoutent que des mesures réelles, in situ doivent valider le modèle et aider mieux comprendre la réalité de la dérive, dont en intégrant les variations des ingrédients actifs, mais aussi les séquences de remises en suspension des particules déposées au sol, sur les végétaux ou d'autres supports^[10].

Dans le cas de traitements localisés par pulvérisation de pesticides à large spectre, l'entraînement par le vent doit être minimisé.

Des efforts techniques et de formation ont été faits pour quantifier et diminuer les dérives de pulvérisation provenant de buses hydrauliques^[11].

L'incorporation rapide de certains pesticides dans le sol peut réduire la volatilisation au moment de la pulvérisation, mais en fonction de la tension de vapeur de la molécule et du type de surfactant auquel elle est associée, elle peut ensuite passer dans l'air humide et la vapeur d'eau quand le sol est exposé au soleil, ou faire l'objet d'envols et réenvols avec les poussières et particules sur lesquelles elle s'est fixée.

La « volatilisation » est l'évaporation ou la sublimation des herbicides, insecticides, fongicides ou autres pesticides volatils (qui sont généralement composés d'une ou plusieurs molécules actives, combinées à un solvant ou à divers additifs). Elle varie selon la composition du produit, en fonction de la Constante de Henry propre à chaque molécule et à chaque formulation.

L'effet attendu des produits chimiques est alors perdu au lieu prévu pour l'application, s'il s'est transformé en vapeur, particule ou nanoparticules (qui se comportent physiquement plus comme un gaz que comme une particule). L'effet biocide du pesticide peut alors advenir ailleurs, et plus tard ...sous l'effet du vent et d'une redéposition ou d'un cycle de réenvol et redéposition (via l'évaporation et la sublimation puis de la pluie, la rosée, la brume...) et ainsi affecter d'autres plantes ou organismes, qui n'étaient pas destinées à être traitées, provoquant des dégâts collatéraux.

Le vent, la température et l'hygrométrie affectent le taux de volatilisation/sublimation. L'humidité influence fortement la sublimation des composés organiques volatils, mais de manière opposée selon leur affinité pour l'eau :

• les molécules hydrophiles, capables de former des liaisons hydrogène avec la vapeur d'eau, adsorbent une fine couche d'eau à leur surface, ce qui augmente l'énergie nécessaire pour passer directement à l'état gazeux et réduit donc leur vitesse de sublimation ;
• inversement, les molécules hydrophobes, peu solubles et faiblement interactives avec l'eau, ne retiennent pas cette couche adsorbée et peuvent même voir leur sublimation facilitée par l'humidité lorsque l'eau empêche leur agglomération ou modifie la microstructure du solide : ces effets sont bien documentés dans la littérature sur la volatilisation atmosphérique des composés organiques semi‑volatils, par exemple lors d'expériences faites en "humidomes" (dispositif ou enceinte fermée d'expérimentation scientifique permettant de maintenir une humidité et une température contrôlée afin d’observer le comportement volatil d’un produit chimique, dans des conditions reproductibles)^[12] où l'hygroscopicité et la polarité déterminent la réponse à l'humidité relative^{[13],[14],[15]}.
  À titre d'exemple, le 2,4-D et le dicamba sont des produits chimiques couramment utilisés comme herbicides qui sont connus pour être sujets à la volatilisation^[16], mais il en existe beaucoup d'autres^[17].

Un cas particulier est celui de plantes génétiquement modifiées qui sécrètent leur propre insecticide (Bt) et/ou qui sont prévus pour être tolérantes à certains désherbants, avec un risque de volatilisation accru en zone tropicale chaude ou quand l'incorporation dans le sol est impraticable (dans les cultures sans labour pratiquées hors des circuits bio)^[16],[12].

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• Constante de Henry

• (en) C.M. Himel, « Analytical methodology in ULV », dans Pesticide application by ULV methods, British Crop Protection Council, coll. « Monographs n° 11, », 1974, 292 p. (ISBN 9780901436344), p. 112-119.
• (en) Graham Matthews, Pesticides : Health, Safety and the Environment, John Wiley & Sons, 2008, 248 p. (ISBN 978-1-4051-7298-1, lire en ligne).
• (en) Spray Drift Management : Principles, Strategies and Supporting Information, Csiro Publishing, coll. « numéro 82 de Primary Industries Report Series (PISC) report, Standing Committee on Agriculture and Resource Management (SCARM) Series », 2002, 71 p. (ISBN 978-0-643-06835-3, lire en ligne).

• (en) « Advancing Alternatives to Pesticides Worldwide », Pesticide Action Network North America (PANNA)].

• (fr) « Limitation de la dérive », sur EcophytoPIC, Ministère de l'Agriculture, de l'Agroalimentaire et de la Forêt (France), 25 avril 2014.

• (fr) Marlène Piché, « La dérive des pesticides : prudence et solutions », Agri-Réseau (Québec), 2009.

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