Cinq ans de travail pour trouver, tester et prouver l'efficacité anti-dérive d'un dispositif pulvérisateur-buses

Réduire la dérive est une bonne pratique à développer, à condition de préserver l'efficacité des produits. Dans le cas contraire, on aurait remplacé la dérive par le ruissellement ou l'évaporation : c'est sans intérêt pour l'environnement, et les agriculteurs auraient raison de ne pas adopter la pratique. En grandes cultures, des moyens sont officiellement reconnus comme réduisant la dérive d'un facteur trois au moins(1). Et en verger ? Un travail d'évaluation a démarré en 2007. Cet article le raconte. Comment les dispositifs testés en 2007 et 2008 ont déçu. Comment, en 2009, un nouveau s'est révélé prometteur. Comment il a, en 2010, plus que confirmé ses performances. En 2011, on a vérifié son effet sur l'efficacité des produits. Bingo ! Voici l'histoire.

En 2007, un groupe de travail sur l'étude de la dérive en cultures pérennes a été constitué au sein de la CIETAP. Des expérimentations sur le terrain ont ensuite été conduites grâce à l'activité patiente et tenace de collaborateurs du CTIFL, du CEHM, de l'IFV, du CEMAGREF (aujourd'hui Irstea) et des sociétés Albuz, Tecnoma, Berthoud et Bayer CropScience.

Méthode classique et reconnue

Tous les travaux sur le terrain ont été réalisés en utilisant la méthode du traceur fluorescent appliqué avec le pulvérisateur à tester, dans le verger, par un vent moyen (mini 1 m /s et maxi « force 3 ») perpendiculaire aux rangées d'arbres (tolérance de 30 °).

Les capteurs étaient des boîtes de Petri placées sur des supports près du sol, en lignes parallèles à 5 m, 10 m, 20 m, 30 m et 50 m du verger, dans un espace dégagé sous le vent.

Toutes les données météorologiques ont été enregistrées pendant toute la durée des applications, à raison de 20 enregistrements/seconde, sachant que l'exigence selon le protocole harmonisé est d'au minimum un enregistrement par seconde.

L'analyse ultérieure par fluorescence au laboratoire du Cemagref a permis de quantifier les dépôts obtenus dans chaque boîte et de mesurer ainsi la dérive.

Ce qu'on a appris en 2007 et 2008

Trois facteurs testés séparément

Le groupe de travail s'est d'abord attaché à l'étude de trois facteurs susceptibles de réduire la dérive en arboriculture : les filets brise-vent, les filets paragrêle et les buses antidérive à aspiration d'air montées sur des appareils à jet portés classiques.

Brise-vent, la dérive… « saute par-dessus »

Les filets brise-vent ont été étudiés dans le but d'une éventuelle substitution aux haies naturelles mentionnées dans l'arrêté de 2006 concernant les moyens de réduire les ZNT : une haie n'est pas toujours là où on l'attend et elle met un certain temps à pousser…

Des filets en bandes verticales parallèles, sur des tendeurs élastiques ont été montés au CEHM de Marsillargues.

L'objectif était de rapprocher leur comportement de celui des feuilles et des branches d'une haie naturelle qui bouge et s'oriente dans le sens du vent. La haie artificielle était montée sur la moitié de la longueur du verger afin de récupérer les capteurs placés derrière le brise-vent ou en son absence en un seul passage, après l'application du produit.

Cette haie artificielle n'a pas permis d'atteindre l'objectif de réduire la dérive par un facteur 3. D'autre part, si nous avons observé un effet réducteur sur la dérive proche (5 à 10 m), les embruns qui ne se déposaient plus dans cette zone allaient se déposer plus loin.

Filets paragrêle, des données contradictoires

Les filets paragrêle équipent de nombreux vergers. On espérait un effet réducteur de la dérive par l'arrêt pur et simple d'une partie des gouttes dont la trajectoire est orientée vers le haut à la sortie de l'appareil.

Des premiers travaux sur l'effet de ces filets avaient été réalisés par le CTIFL, Les résultats étaient encourageants mais les données météo de l'essai ne correspondaient pas au cahier des charges fixées.

Les résultats observés par la suite au Verger de la Morinière dans le cadre des essais réalisés par Bayer Cropsience avec des données météorologiques valides semblent, au contraire, indiquer un effet favorisant la dérive. On peut supposer pour expliquer ce phénomène (peut-être atypique) que, dans la configuration du verger de la Morinière et de ses filets, on ait vu apparaître un effet Venturi augmentant la dérive sous le filet. Avec un dernier rang en bordure de verger particulièrement perméable (feuilles en grande partie tombées à la date du test), la dérive hors du verger aurait été supérieure.

Quoi qu'il en soit, il semble inutile de continuer à tester les filets paragrêle seuls(2) comme une piste intéressante pour lutter contre la dérive.

Buses anti-dérive, c'est pas assez… mais c'est déjà ça

Les buses antidérive à aspiration d'air sont officiellement reconnues en France comme moyen de réduire la dérive… mais seulement en cultures basses et pour le désherbage des cultures hautes : position verticale, jet dirigé vers le sol, et proches de leurs cibles (50 à 70 cm). En arboriculture, une bonne partie des jets sont orientés vers le haut, la cible végétale est parfois à plus de 10 m et le souffle de l'appareil à jet porté amplifie la dérive. Des conditions bien différentes.

Utilisées sur un appareil arboricole, des buses à turbulence à aspiration d'air que nous avons testées réduisent incontestablement la dérive dans la zone située au-delà de 10 m du verger, mais le facteur de réduction observé, légèrement supérieur à 2-2,5, n'atteint pas la valeur de 3 fixée en objectif.

De plus, dans la zone la plus proche du verger on assiste à une augmentation des dépôts : une partie de ce qu'on n'envoie plus entre 10 et 50 m tomberait dans cette zone.

L'emploi généralisé de ces buses constituerait certes un progrès sur le plan environnemental pour les voisins de l'arboriculteur. Mais ce progrès, incontestable, est-il suffisant ?

Et l'efficacité ? Le cas des bas volumes

D'une part, certains doutent de l'efficacité « biologique » obtenue avec ces buses. Pour notre part, nous n'avons pas observé de baisse d'efficacité significative avec l'ensemble des produits appliqués tout au long d'une campagne (tests pluriannuels conduits par le Ctifl).

La seule réserve à émettre en ce qui concerne leur emploi généralisé est le cas des volumes /ha réduits avec certains produits spécifiques. Les limites démontrées par certains travaux réalisés en grandes cultures (désherbage du maïs ou de la betterave par exemple) sont probablement transposables en arboriculture.

Certes la vieille règle du nombre d'impacts à respecter/cm2 a été démolie par certains essais très significatifs (ex : lutte contre la tavelure du pommier, Xavier Cretet du CEHM, présenté aux journées Cietap le 16 mars 2012). Mais il est difficile de quantifier le volume de bouillie/ha auquel l'efficacité d'un produit donné décroche sans avoir mené d'essais avec ledit produit.

Quoi qu'il en soit, le simple montage de ces buses sur un appareil arboricole classique ne permet pas d'envisager une réduction de la ZNT à 5 m dans le cadre de la législation française actuelle.

Épisode 2009

Face au paradoxe

Devant ces résultats décevants, nous nous sommes dits que l'arboriculteur était décidément confronté à un paradoxe ! En effet, certains cahiers des charges en production imposent de lutter contre certains bio-agresseurs pour lesquels tous les produits disponibles sont interdits à moins de 20 ou 50 m des cours d'eau vu leur ZNT. En l'absence de moyen légal de réduire la ZNT en réduisant la dérive, l'arboriculteur ne peut pas employer ces produits sur certaines rangées d'arbres qu'il doit à la fois traiter et ne pas traiter(3).

En dernier recours, nous avons donc décidé de tester des combinaisons de facteurs susceptibles de réduire la dérive.

Combinaison appareil/buses choisie

Nous nous sommes donc intéressés à la structure même du pulvérisateur, en supposant souhaitable de rapprocher les buses antidérive de leur cible. Le but est de réduire le flux d'air, ou sa vitesse, en obtenant quand même une bonne pénétration dans le feuillage.

Différents appareils de ce type sont à l'étude chez plusieurs constructeurs. Celui avec lequel nous avons pu conduire les essais les plus significatifs est le Turbocoll, de Tecnoma. Nous l'avons équipé de buses Albuz TVI.

Ce type d'appareil a l'intérêt de privilégier le débit d'air à la vitesse et le flux est horizontal, perpendiculaire à l'axe des arbres. Il n'envoie aucune goutte à la verticale susceptible d'être transportée à grande distance par le vent. Les essais ont été réalisés en 2009 et 2010 à la station fruitière de la Morinière, à Saint-Épain (37).

Essai 2009 : le travail réalisé

La principale difficulté pour réaliser des essais de mesure de la dérive consiste à obtenir un créneau météorologique favorable (vent suffisant mais pas trop fort, bien orienté et sans pluie), un jour où le personnel et le matériel sont disponibles… et de préférence juste après la récolte afin d'éviter de devoir détruire les fruits copieusement aspergés de colorant fluorescent au cours des passages dans le verger pour comparer les matériels d'application.

Toutes ces conditions étaient réunies après trois semaines de patience, les 2 et 4 novembre 2009 à Saint-Epain.

• Vent = 2,4 à 5,5 m/s, orienté secteur ouest, perpendiculaire aux rangs d'arbre.

• Température = 8,1 à 9,9 °C pendant la durée de l'essai, de 9 h 40 à 18 h.

Les modalités testées sont dans le tableau 1.

La modalité B correspond en fait à une erreur dans le choix des buses TVI. En avançant à la même vitesse que pour l'application de référence, on s'est éloigné vraiment du volume de 375 l/ha de référence. Or, en principe, plus le volume est faible, plus les gouttes sont fines et plus le risque de dérive augmente. On a donc réalisé un troisième passage à vitesse réduite à 4,8 km/h pour monter à 250 l/ha. (Les bonnes buses n'étaient pas là, le temps pressait…).

De ce fait, on a augmenté le nombre d'observations faites avec le Turbocoll et vu son comportement, à différents volumes, dans des conditions plus pénalisantes que prévu. Au final, le résultat n'en a été que plus intéressant !

Les 3 premières applications sont réalisées avec des filets paragrêles. On les enlève en fin de matinée et, en début d'après-midi, on réalise les deux applications sans filet. Pour chaque application, le pulvérisateur passe dans le verger en respectant le plan présenté figure 1.

Résultats : les filets parent la grêle, pas la dérive

Les figures 2, 3 et 4 illustrent les résultats sur l'influence des filets paragrêle.

Ils confirment que ces filets ont tendance à augmenter la dérive, tant avec le dispositif de référence pulvérisateur standard/buses classiques (Figure 2) qu'avec le dispositif anti-dérive (Turbocoll et buses TVI aux deux volumes de bouillie testés (Figures 3 et 4).

... En revanche, le dispositif testé semble efficace

Mais la comparaison des échelles entre les figures 2 d'une part et 3 et 4 d'autre part suggère une dérive moindre avec le dispositif testé qu'avec celui de référence. C'est ce que mesurent les figures 5, 6 et 7.

Qu'il y ait ou non filet paragrêle et, sous ce filet, que le volume de bouillie soit de 190 ou de 250 l/ha, la réduction de dérive par le dispositif est toujours importante. Elle excède constamment le « facteur 3 » fatidique. Et ceci à toutes les distances mesurées : 5, 10, 20, 30 et 50 m.

Essai 2010, efficacité anti-dérive confirmée

Mais, pour espérer obtenir une reconnaissance officielle, il faut plus d'une année de tests. Nous avons donc reconduit l'expérimentation en 2010, sur le même site, mais sans filets paragrêle cette fois.

Les conditions propices ont pu être réunies le 24 novembre 2010. Du fait de cette date tardive, presque toutes les feuilles étaient tombées. On se trouve donc, en ce qui concerne la dérive, dans des conditions différentes de l'essai 2009 et comparables à celles rencontrées pour les traitements de sortie d'hiver.

Les conditions météorologiques étaient :

– Vent = 1,6 à 3,1 m/s de secteur ouest, exactement perpendiculaire aux rangs d'arbres.

– Température = 3 à 6 °C pendant la durée de l'essai, de 9 h à 15 h 45.

Les modalités testées étaient :

– Pulvérisation de référence : appareil à jet porté, 365 l/ha, buses ATR (2 lilas, 3 jaunes, et 1 orange, 1 rouge /côté) 6 km/h, 9,2 bar.

Pulvérisation Turbocoll à 350 l/ha (donc, là, sensiblement au même volume/ha que la référence), buses TVI (7 vertes /côté), 5,4 km/h, 5 bar).

Le plan expérimental était le même qu'en 2009, mais la première rangée de capteurs a été placée à 5 m de la dernière rangée d'arbres et non à 7 m. Elle ne se trouve donc qu'à 7 m de l'axe du pulvérisateur et donc seulement 3 m de la « fin du verger ».

D'autre part, le pulvérisateur de référence tournait au régime maximum de la turbine : ce sont les conditions habituelles d'utilisation tout au long de l'année d'après le tractoriste. Les embruns visibles avec l'application de référence étaient assez considérables même au-delà des 50 m de la dernière rangée de capteurs…

Les résultats sont reportés tableau 2.

Ils confirment l'efficacité du dispositif Turbocoll + buses TVI.

Il peut paraître surprenant de trouver, en moyenne, deux fois plus de produit au sol à 3 m hors du verger que la dose prévue sur la végétation. Précisons, en plus, que les dépôts relevés dans les différentes boîtes de Petri de cette rangée allaient de 65 à 450 % de la dose visée sur la végétation, soit une répartition fort inégale…

Mais en l'absence de feuilles, avec trois passages successifs dans les rangs adjacents (conditions de l'essai identiques à celles de 2009, voir figure 1), une turbine qui tourne à fond, un vent latéral de 3 m/s et des capteurs à 3 m du verger on peut comprendre…

Ces écarts de répartition sont peut-être plus fréquents qu'on ne le pense dans de telles conditions d'application mais on ne prend pas souvent la peine de les mesurer.

Conclusion

L'intérêt anti-dérive

Dans les conditions de nos essais, les filets paragrêle semblent plutôt favoriser la dérive. Ils semblent, en tout cas, à classer dans les pratiques sans intérêt pour la réduire.

En revanche, l'effet réducteur de dérive du Turbocoll équipé d'Albuz TVI dans le cas de faible végétation est tout simplement stupéfiant. On visait 66 % de réduction de la dérive et on a obtenu 98,7 à 100 %.

Dans le cas de végétation plus abondante, on obtient encore 74 à 96 % et cela avec ou sans filet paragrêle et même pour un volume de bouillie réduit. Ce matériel équipé de ces buses semble remplir largement les conditions pour réduire les ZNT de 20 ou 50 à 5 m.

Quels autres effets ?

Le comportement biologique des produits appliqués avec ce matériel a été suivi en 2011 sans pouvoir mettre en évidence une baisse d'efficacité.

Par ailleurs, ce matériel a un intérêt pour l'adaptation des doses au volume de végétation.

En effet, l'adaptation du volume de bouillie à la hauteur de végétation est très simple, car le débit de chaque buse reste constant, même lorsqu'on ferme certaines d'entre elles. Par exemple 50 l/ha/buse avec 6 bar et 5,5 km/h avec 7 buses/côté = 350 l/ha.

Quand on passe dans une jeune plantation, on ferme les buses qui dépassent la végétation, et la modulation de volume de bouillie (avec modulation intelligente de la dose/ha) est automatique (photo p. 41). À ce jour, à ma connaissance, peu d'arboriculteurs modifient le réglage de leur appareil dans les jeunes vergers car cette manipulation est complexe.

<p>* Animateur du groupe « Étude de la dérive » CIETAP, Bayer CropScience, 16, rue Jean-Marie-Leclair 69266 Lyon cedex 09.</p> <p>(1) = divisant par au moins 3 la quantité de bouillie liquide dérivant hors de la parcelle. L'emploi de dispositifs reconnus comme assurant cette réduction de dérive permet de réduire les ZNT (zones non traitées) à 5 m donc utiliser jusqu'à 5 m des cours et points d'eau des produits dont la ZNT est a priori de 20 ou 50 m. (NB : certains produits ont une ZNT de 5 m en cultures basses et de 20 m en vergers). Cette réduction de ZNT compensée par une réduction de dérive garantie permet de résoudre sans souci pour l'environnement des problèmes techniquement insolubles d'une autre manière. Voir aussi p. 22.</p> <p>(2) L'association filets horizontaux plafonnant le verger + filets latéraux (ex. dispositif Alt'Carpo monoparcelle) n'a pas été étudiée ; elle pourrait présenter un effet intéressant mais attention au « confinement » qu'elle suppose pour les utilisateurs : sans cabine filtrante en bon état, il faut se protéger comme à l'intérieur d'une serre.</p> <p>(3) Note de la rédaction : les psychologues appellent cela une « injonction paradoxale », et ils assurent que les gens soumis intensément à de telles injonctions peuvent en devenir fous…</p>