Le calcul des bilans de flux des métaux en traces est utilisé pour prédire l’évolution sur le long terme des teneurs des sols en ces polluants, en fonction de différents scénarios de pratiques culturales futures. Il s’agit de déterminer la résultante des flux d’entrée de métaux dans les sols par les retombées atmosphériques et les intrants agricoles et de sortie par les récoltes et la lixiviation, cette dernière pouvant évoluer avec les propriétés des sols. Ce type de modélisation n’avait jamais été validé, du fait de la difficulté à mettre en place des mesures expérimentales sur le long terme. Le modèle a donc été évalué en reconstituant les flux passés de Cd, Cu, Pb et Zn et en en comparant leurs bilans aux teneurs actuelles du sol du Grand Carré du Potager du Roi à Versailles, utilisé pour la culture maraîchère durant près de trois siècles et demi.

Les successions culturales et les apports de fertilisants appliqués au Potager du Roi depuis sa création ont été reconstitués sur base de documents historiques. Les retombées atmosphériques ont été estimées à partir de reconstitutions publiées. L’exportation par les cultures a été calculée à l’aide de facteurs de transfert issus de la base BAPPET. La lixiviation des métaux avec les eaux percolant dans le sol a été modélisée en prenant en compte l’évolution de la solubilité des métaux avec la teneur du sol en matière organique. Celle-ci a été modélisée selon quatre scénarios d’apport de « terreau », principal fertilisant utilisé par les jardiniers du roi. Il s’agit d’une sorte de compost issu de la décomposition des pailles utilisées pour les couches chaudes servant à produire des légumes et des fruits primeurs. La couche arable du Grand Carré est contaminée par les métaux en traces, à un niveau comparable à celui des potagers français.

Les travaux réalisés montrent que si les données d’entrée sont choisies en fonction de scénarios réalistes, la modélisation du bilan des flux de traces de métaux peut être utilisée pour prédire la tendance à long terme des niveaux de ces éléments dans les sols cultivés (hors évènements contaminants exceptionnels), et éventuellement ajuster les pratiques de culture et la composition des intrants pour limiter la contamination des sols.

Référence : DOI 10.1016/j.jhazmat.2023.133259

Contact : thibault.sterckeman@inrae.fr