Pollution par les Engrais Phosphorés

Pollution par les Engrais Phosphorés — Pertes Environnementales de P₂O₅ d'Origine Agricole

Aperçu

La pollution par les engrais phosphorés quantifie la fraction de phosphore (sous forme de P₂O₅) appliqué sur les terres agricoles qui est perdue dans l'environnement par érosion et ruissellement de surface. Le phosphore est un macronutriment essentiel, mais lorsqu'il atteint les écosystèmes aquatiques en excès, il devient l'un des polluants les plus dommageables pour la biodiversité des eaux douces et des zones côtières.

Contrairement à l'azote, le phosphore se lie fortement aux particules du sol et se déplace principalement par ruissellement de surface et érosion des sédiments. Lorsque les sédiments chargés en phosphore atteignent les rivières, lacs et estuaires, ils alimentent l'eutrophisation — la croissance excessive d'algues et de cyanobactéries — créant des zones mortes hypoxiques où poissons, invertébrés et végétation submergée ne peuvent survivre. Les efflorescences de cyanobactéries toxiques menacent en outre les organismes aquatiques et les ressources en eau potable.

Cette couche utilise le jeu de données NPKGRIDS v1.08 (Nature Scientific Data, University of Minnesota), avec une résolution native de ~10 km (5 minutes d'arc). Un facteur de perte de 15 % est appliqué pour dériver la carte de pollution. Le résultat est rééchantillonné par interpolation bilinéaire à environ 1,7 km.

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Méthodologie de Calcul

1. Accès aux données — Fichiers NetCDF avec taux de P₂O₅ par culture lus depuis AWS S3 via xarray
2. Agrégation — Taux sommés sur les 175 classes de cultures
3. Fraction de pollution — 15 % de perte appliqué :

   P_pollution = P2O5rate_total × 0,15
   

4. Interpolation bilinéaire — De ~10 km à ~1,7 km (6×)
5. Visualisation — Palette gnuplot2 avec PowerNorm (gamma = 0,4), plage 0 à 1 598 kg/ha

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Sources de Données

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Plages de Qualité et Niveaux

Inversé = Oui : une valeur plus élevée indique une plus grande pollution phosphorée et des conditions plus défavorables pour la biodiversité aquatique.

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Notes Techniques

• Somme sur les 175 classes de cultures pour le taux total de P₂O₅ par pixel
• 15 % de perte pour le phosphore reflète des voies dominées par l'érosion (contre 50 % pour N et 30 % pour K)
• Taux réels varient selon le type de sol, la pente, l'intensité des précipitations et les pratiques culturales
• Les données se rapportent à l'année 2020

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Références Bibliographiques

1. Lu, C. & Tian, H. (2017). "Global nitrogen and phosphorus fertilizer use". ESSD, 9(1), 181–192. DOI : 10.5194/essd-9-181-2017
2. Lun, F. et al. (2024). "NPKGRIDS". Nature Scientific Data. https://www.nature.com/articles/s41597-024-04030-4
3. Carpenter, S.R. et al. (1998). "Nonpoint pollution of surface waters with phosphorus and nitrogen". Ecological Applications, 8(3), 559–568.
4. Schindler, D.W. (2006). "Recent advances in the understanding and management of eutrophication". Limnology and Oceanography, 51(1), 356–363.

Responsable : Claudio Barbieri