Study of the influence of hydrodynamics on the transfer of pesticides in agricultural ditches. Experimental and modeling approaches
Etude de l'influence de l'hydrodynamique sur le transfert des produits phytosanitaires dans les fossés agricoles. Approches expérimentale et numérique
Résumé
(trad auto)The objective of the study presented is to better understand the influence of hydrodynamics on the transfer of plant protection products during flow in agricultural ditches. Four parameters were studied in particular: (i) the rate of surface runoff; (ii) submergence, defined as the average ratio between water height and bed form height; (iii) bed form; and (iv) the degree of water saturation of the bed before contamination by plant protection products. The influence of these parameters was studied under semi-conducted conditions by setting up experiments in experimental channels at œuvre, at the bottom of which was fixed for each experiment a standard substrate consisting of an assembly of hemp fibres used to simplify the approach of a relatively complex and heterogeneous natural system (taking into account the many substrates encountered in the bed of natural ditches: grasses, dead leaves, decomposing vegetation, straw, sediments, etc.). The hemp fibres were selected after a preliminary laboratory study to compare the adsorption and desorption possibilities of the selected plant protection products on various fibres commonly used in the geotextile industry (jute, flax, hemp, polyamide, polypropylene and polyester). Experiments in the experimental channel were carried out in such a way as to test the specific influence of the parameters studied. Comparison of the different experiments indicates that an increase in the rate of surface runoff increases the amount of plant protection products transferred from the surface runoff to the bed, as well as the kinetics of this transfer. The same is true when we increase submergence, or when we move from a geometry of small "dune" shapes to a geometry of large "niche" shapes. Finally, the fact that the bed is saturated with water at the beginning of the experiment greatly reduces the transfer of the water slide to the bed. It is also observed that the influence of each parameter seems to be interdependent. In view of the time and cost of these experiments, a model was selected from the literature, coded and used to support and complete the interpretation of the experimental data"
L'étude présentée a pour objectif de mieux comprendre l'influence de l'hydrodynamique sur le transfert de produits phytosanitaires lors d'écoulement dans les fossés agricoles. Quatre paramètres ont plus particulièrement été étudiés : i) la vitesse de l'écoulement de surface ; ii) la submergence, définie comme le rapport moyen entre la hauteur d'eau et la hauteur des formes du lit ; iii) la forme du lit et iv) le degré de saturation en eau du lit avant la contamination par les produits phytosanitaires. L'influence de ces paramètres a été étudiée en conditions semi-contrôlées à travers la mise en ½uvre d'expérimentations en canal expérimental, au fond duquel a été fixé pour chaque expérimentation un substrat type constitué d'un assemblage de fibres de chanvre utilisé pour approcher de manière simplifiée un système naturel relativement complexe et hétérogène (en considération des nombreux substrats rencontrés dans le lit des fossés naturels : herbes, feuilles mortes, végétation en décomposition, paille, sédiments,). Les fibres de chanvre ont été choisies après une étude préliminaire en laboratoire visant à comparer les possibilités d'adsorption et de désorption des produits phytosanitaires sélectionnés sur diverses fibres couramment utilisées dans l'industrie géotextile (jute, lin, chanvre, polyamide, polypropylène et polyester). Les expérimentations en canal expérimental ont été menées de manière à tester l'influence spécifique des paramètres étudiés. La comparaison des différentes expérimentations indique qu'une augmentation de la vitesse de l'écoulement de surface augmente la quantité de produits phytosanitaires transférés de l'écoulement de surface vers le lit, ainsi que la cinétique de ce transfert. Le constat est le même lorsqu'on augmente la submergence, ou bien lorsqu'on passe d'une géométrie de petites formes en « dunes » à une géométrie de grandes formes en « créneau ». Enfin, le fait que le lit soit saturé en eau en début d'expérimentation réduit fortement le transfert de la lame d'eau vers le lit. On observe également que l'influence de chaque paramètre semble être interdépendante. Devant le coût en temps et en argent de ces expérimentations, un modèle a été sélectionné dans la littérature, codé et utilisé pour conforter et compléter l'interprétation des données expérimentales.
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