The doctoral thesis describes methodologies and appropriate adaptations of existing solutions to model land suitability in two ways for the valley and basin areas of the South-Siberian Altai Mountains within a geo-information system (GIS) environment. Starting-point approaches are: 1) the Agricultural Soil Suitability Model „Almagra” and Land Capability Model “Cervatana”/MicroLEIS System (De la Rosa et. al 1992, 1998) developed for Mediterranean regions and a method specifically compiled by Burlakova L. M. (1988) for the Altai based on the weighted means of a factor set. 2) For comparison purposes, second, third and fourth versions of the same model are developed using three different types of Fuzzy Logic approaches. They are used to present how Gauss membership functions of particular classes can be computed as different classes and how variables taking values in ranges can be handled in a mathematical way. Furthermore, the paper presents ideas on how remote sensing might interact with the geo-information system (GIS) where - like in the present case – the required input geo-data are not fully sufficient to (i) feed the models formalising soil and climatic conditions, and (ii) to characterise the patterns of land management within the study area. Three agricultural crops (summer wheat, sunflowers and potatoes) are relevant to the Altai Region at a regional level and are, therefore considered. A rating is classified using five suitability classes according to the FAO classification (1976). For the case study the Uimon Basin was chosen. Social and economic factors are so far excluded but can be added within a further phase of development. / Diese Doktorarbeit beschreibt Methoden und geeignete Anpassungen bereits existierender Lösungen, um auf zwei verschiedenen Wegen die Landeignung für die Tal- und Beckenregionen der Südsibirischen Altaigebirges innerhalb eines Geoinformationssystems zu modellieren (GIS). Die Ausgangsmethoden sind: 1) die Bodeneignungsmodelle „Almagra" and „Cervatana“ (MicroLEIS System), entwickelt für die Mittelmeerregionen (De la Rosa et al. 1992 and 1998) und die „Gewichtsmethode“, welche Burlakova L. M. (1988) speziell für die Altairegion entwickelte. Letztgenannte Methode basiert auf den gewichteten Mitteln für eine gegebene Anzahl von Faktoren. 2) Zum Vergleich, die zweite, dritte und vierte Version des gleichen Modells mit drei unterschiedlichen Typen wurden mit Fuzzy-Logik-Methoden entwickelt. Sie werden benutzt, um darzustellen, wie unscharfe Mengen zum einen die Berechnung von Gauß-Mitgliedschaftsfunktionen bestimmter Klassen veranschaulichen können, welche zu anderen Klassen gehören, und wie die Variablen in einer mathematischen Handhabung angefasst werden können. Außerdem stellt diese Arbeit Ideen vor, wie die Fernerkundung das Geoinformationssystem (GIS) eingesetzt werden kann, wenn - wie im vorliegenden Fall - nur unzureichend Geodaten vorhanden sind, (i) um in die Modellierung der Boden- und Klimabedingungen einzugehen und (ii) um die Charakteristik des Landmanagements im Untersuchungsgebiet zu kennzeichnen. Drei landwirtschaftliche Agrarkulturen (Sommerweizen, Sonnenblumen und Kartoffeln) sind für die Altairegion auf regionaler Ebene von Bedeutung und wurden daher in die vorliegende Untersuchung einbezogen. Die Bewertung erfolgte nach fünf Eignungskategorien, entsprechend der FAO Klassifikation (1976). Das Uimon-Becken wurde als Untersuchungsgebiet ausgewählt. Soziale und ökonomische Faktoren wurden bisher ausgeschlossen, können aber innerhalb einer weiteren Entwicklungsphase hinzugenommen werden.

Aujourd’hui, dans un nombre croissant d’initiatives de la R&D agricole, on cherche à apprendre de pratiques ‘innovantes’ d’agriculteurs, pour soutenir l’évolution des systèmes agricoles, souvent dans le projet de l’agroécologie. Ces initiatives émergent dans un contexte où, en agronomie, on explore de nouveaux itinéraires de production de connaissance pour faire face aux enjeux contemporains qui induisent des questions inédites comme : Comment prendre en compte, dans la conception de systèmes agroécologiques, des équilibres naturels peu prédictibles et en partie inconnus ? Quelles représentations des processus agronomiques permettent d’imaginer des systèmes affranchis des intrants de synthèse? Ou encore, quelles connaissances produire pour concevoir des solutions techniques propres aux situations et attentes de chaque agriculteur ?… Dans cette thèse, nous faisons l’hypothèse que l’étude de pratiques innovantes d’agriculteurs serait une voie, empruntée par certains acteurs, pour explorer de nouvelles manières de produire dans le contexte actuel. En particulier, nous explorons comment et à quelles conditions l’étude de pratiques jugées innovantes d’agriculteurs peut stimuler la conception de systèmes agricoles aujourd’hui.Un détour par l’histoire de l’agronomie nous permet de mettre en perspective cette dynamique contemporaine avec les façons dont des agronomes ont, par le passé, étudié des pratiques d’agriculteurs pour générer des prescriptions visant à faire évoluer les pratiques en ferme. Dès les fondements de l’agronomie, au 18ème siècle, certains s’inspiraient de pratiques d’agriculteurs ; puis, en lien avec l’évolution de la discipline, ce lien aux pratiques est devenu marginal dans de nombreux travaux. Nous montrons que le rapport aux pratiques d’agriculteurs se renouvelle face aux enjeux contemporains de l’agriculture et c’est ce renouvellement que nous approfondissons ensuite avec un focus sur l’étude de pratiques innovantes d’agriculteurs. Par l’étude d’un panorama d’initiatives contemporaines, nous montrons qu’il existe différentes manières d’étudier des pratiques innovantes d’agriculteurs et nous proposons une manière d’organiser cette diversité. D’abord, nous montrons ce qu’apporte l’étude de ‘pratiques innovantes’ à ceux qui la réalise (fédérer une communauté de concepteurs, renouveler les représentations agronomiques, acquérir des connaissances sur des systèmes techniques inconnus…). Nous identifions des traits communs dans les raisonnements sous-jacents à l’étude de pratiques innovantes (ex. s’orienter vers des pratiques innovantes en formulant un inconnu désirable), et des variantes dans leurs réalisations (ex. différents types d’analyses systémiques) qui, parfois, influent sur ce qu’en apprennent leurs initiateurs. Enfin, nous montons que ce travail permet d’enrichir de différentes façons des dynamiques collectives de conception de systèmes agricoles innovants : à la fois en stimulant, par l’étude de pratiques, l’émergence de nouveaux systèmes techniques en ferme ; et en contribuant à la génération de prescriptions agronomiques originales venant soutenir la conception par les agriculteurs (témoignages contextualisés, logiques d’action génériques ...).Ces initiatives illustrent l’émergence, en agronomie, de formes originales de contributions à des dynamiques de conception distribuée dans les territoires agricoles. Cette thèse éclaire des ressorts et des modalités de réalisation de l’étude de pratiques innovantes d’agriculteurs et ses relations à des activités de conception, et elle contribue à la formulation de repères pour penser leur articulation dans l’action. / Today, in an increasing number of initiatives in the R&D agricultural sector, we want to learn from farmer’s innovative practices to foster change in agriculture toward agroecology. These initiatives, still poorly known, emerge in a context where agronomists explore new ways to produce knowledge to face current issues and answer new questions such as : while designing agroecological farming systems, how to deal with natural regulations, partly unknown and poorly predictable? What kind of models of agroecosystems allow to imagine chemical-free cropping systems? Or, what knowledge should we produce to design technical options adapted to every farmer’s expectations? … In this thesis, we assume that studying farmer’s innovative practices would be one way, taken by certain actors, to explore innovative farming systems today. More precisely, we explore how and in which conditions the study of farmer’s innovative practices could foster the design of agricultural systems.First, by exploring the history of agronomy, we show that since the foundation of the discipline, in the 18th century, agronomists draw inspiration from farmer’s practices; then, with the evolution of the discipline, the study of farmer’s practices marginalised. Today, new ways to study farmer’s practices emerge, in relation with contemporaneous challenges and we then propose to focus on ways to study ‘farmer’s innovative practices’. Through the analysis of a panorama of 14 initiatives from the agricultural R&D sector we show that it exists various ways to study farmer’s innovative practices, and we propose to organize this diversity. First, we shed light on what people get from the study of innovative practices depending on their own situation (to federate a designer’s community, to renew agronomic models, to get knowledge on unknown technical systems…). We then shed light on common traits in agronomist’s reasoning underlying the study of farmer’s innovative practices (ex. They all spot innovative practices formulating desirable unknown), and we show variants in ways to analyse them (ex. various systemic analysis). We finally show that studying innovative practices allows to enrich collective design dynamics: by fostering the emergence of new technical systems on farm, and by contributing to the emergence of original prescriptions aiming to support the design on farm of innovative systems (contextualised testimonies, generic action logics…)These initiatives illustrate the emergence of original forms of contributions, in agronomy, in a distributed design organisation, spread in territories. This thesis contribute to the understanding of what’s studying farmer’s innovative practices in relation to a design activity, and it gets to the formulation of reflexive keys to study farmer’s practices while designing in agronomy.

Alors que les producteurs d'œufs canadiens font la transition des cages conventionnelles vers les systèmes de logement alternatifs, il est important de déterminer l’impact de ceux-ci sur le bien-être et les performances des poules pondeuses. L’objectif de cette étude était d’évaluer la prévalence de déviation du bréchet, de fracture du bréchet, de dermatite du coussinet plantaire et l’état du plumage dans les fermes commerciales du Québec, Canada. Le taux de ponte, la mortalité cumulée, la consommation alimentaire, l’épaisseur de la coquille, le poids de l’œuf, la force de la coquille, l’unité Haugh et la prévalence d’œufs sales et craqués ont été utilisés pour déterminer la performance du troupeau. L’utilisation de la thermographie infrarouge comme outil diagnostique pour les fractures du bréchet et les dermatites du coussinet plantaire a également été évaluée. Les données révèlent que les poules maintenues en volières présentent une prévalence de fracture du bréchet (P=0,011) et une mortalité (P=0,0049) plus élevée, en plus de produire des œufs avec une épaisseur de coquille supérieure comparativement aux poules maintenues en cages enrichies (P=0,0049). Une faible consommation alimentaire était corrélée avec une prévalence élevée de poules présentant une perte de plumes (P < 0,05) et une consommation alimentaire élevée était corrélée avec un poids d’œufs élevé (P < 0,05). Les systèmes de logement n’ont pas influencé les autres paramètres étudiés. Globalement, les volières impactent négativement les fractures du bréchet, les dermatites du coussinet plantaire ainsi que la mortalité et la thermographie infrarouge n’est pas un outil diagnostique fiable. / As Canadian egg farmers transition their flocks from conventional cages to alternative housing systems, it is important to evaluate the impact of the latter on the performance and welfare of laying hens. To this end, the present study investigates the prevalence of keel bone deviation, keel bone fracture, footpad dermatitis and feather coverage in commercial flocks in Quebec, Canada, housed in enriched cages and aviaries. Mean egg production, cumulative mortality, feed intake, shell thickness, egg weight, shell strength, Haugh unit, and the prevalence of cracked or dirty eggs were used as measures of flock performance. The present study also investigates the use of infrared thermography as a diagnostic tool for keel bone fractures and footpad dermatitis in hens. Our data show that hens housed in aviaries have a significantly higher prevalence of keel bone fracture (P=0.011) and cumulative mortality (P=0.0049) but that the egg shells of aviary hens are significantly thicker than their counterparts in enriched cages (P=0.0049). While thermal imaging could not distinguish between hens with and those without fractures, footpad temperatures were significantly higher in hens with severe dermatitis (P<0.01). Furthermore, a low feed intake positively correlated with damaged feather coverage (P<0.05), while high feed intake correlated with high egg weight (P<0.05). The other parameters studied were not influenced by the type of housing. Overall, aviary housing negatively impacted keel bone fractures, footpad dermatitis and mortality and infrared thermography is not a valid diagnostic tool for keel fracture and footpad dermatitis in hens.

L'agriculture est l'activité humaine qui utilise et transforme la plus grande partie de la surface terrestre. Son intensification et son uniformisation ont engendré plusieurs problèmes écologiques et environnementaux. Comprendre les dynamiques passées et actuelles des territoires agricoles à des échelles régionales, compatibles avec les échelles où s'expriment les services environnementaux et écologiques, est nécessaire pour mieux gérer l'évolution future des territoires agricoles. Pourtant, la plupart des travaux qui ont étudié les dynamiques agricoles à des échelles régionales ne distinguent pas les dynamiques liées au fonctionnement régulier de l'activité agricole de celles liées à des changements dans son fonctionnement. Les autres travaux rapportés dans la littérature qui font cette distinction présentent toutefois l'inconvénient d'être difficilement reproductibles. Cette thèse vise ainsi à développer une méthode générique de modélisation des dynamiques passées et actuelles de l'organisation territoriale de l'activité agricole (OTAA). Nous avons développé une méthode de modélisation stochastique fondée sur des modèles de Markov cachés qui permet de fouiller un corpus de données spatio-temporelles d'occupations du sol (OCS) en vue de le segmenter et de révéler des dynamiques agricoles cachées. Nous avons testé cette méthode sur des corpus d'OCS issus de sources variées (relevés de terrain, télédétection) et appartenant à deux territoires agricoles de dimensions régionales : le site d'étude de Chizé (430 km², Poitou-Charentes) et le bassin versant du Yar (60 km², Bretagne). Cette méthode apporte 3 contributions à la modélisation de l'OTAA : (i) la description de l'OTAA suivant une approche temporo-spatiale qui identifie des régularités temporelles, puis les localise en segmentant le territoire agricole en zones compactes de régularités temporelles similaires; (ii) la fouille des voisinages des successions d'OCS et de leurs dynamiques; (iii) l'articulation des régularités révélées par notre approche de fouille de données à l'échelle régionale avec des règles identifiées par des experts en agronomie et en écologie à des échelles plus locales en vue d'expliquer les régularités et de valider les hypothèses des experts. Nous avons testé la généricité de la première contribution sur les deux territoires d'études. Les deux dernières contributions ont été développées et testées sur le site d'étude de Chizé. Nos résultats valident l'hypothèse que l'OTAA se prête bien à la représentation par un champs de Markov de successions. Cette thèse ouvre la voie à une nouvelle approche de modélisation de l'OTAA explorant le couplage entre régularités et règles, et exploitant davantage les outils d'intelligence artificielle. Elle constituerait les prémices de ce qui pourrait devenir une agronomie numérique des territoires.

La qualité esthétique d'une plante ornementale est conditionnée par de nombreux critères, et notamment la forme globale de la plante. Celle-ci est le résultat du fonctionnement des bourgeons le long des tiges et de la croissance des rameaux produits. Chez un certain nombre de végétaux, les facteurs environnementaux ont un impact fort sur la construction architecturale de la plante, qui génère cette forme. Ainsi, parmi ces facteurs, la lumière tant en quantité que qualité, peut moduler la capacité des bourgeons à débourrer. Au delà de cette constatation rapportée chez plusieurs espèces, très peu de travaux ont cherché à identifier les mécanismes par lesquels la lumière régule le processus de débourrement. Pour aborder cette question, nous avons lancé des recherches chez plusieurs variétés de rosier-buisson (Rosa sp. L.), en couplant des approches morphologiques, histologiques, biochimiques et moléculaires. Les études ont été menées sur des plantes expérimentales, défeuillées et décapitées au-dessus des trois bourgeons basaux de la tige principale, afin de limiter l'impact des inhibitions corrélatives entre organes, pouvant masquer ou interagir avec les mécanismes du photocontrôle. Nos résultats démontrent un besoin absolu de lumière pour le débourrement chez le rosier. En effet, aucun débourrement n'est observé à l'obscurité chez les six variétés de rosiers étudiées, ce qui n'est pas le cas chez les espèces modèles telles qu'Arabidopsis thaliana, la tomate ou le peuplier. Des expériences de masquage ont permis de montrer que le bourgeon percevait directement le signal lumineux requis pour le débourrement, soulignant ainsi une signalisation courte entre les organes récepteurs (écailles) et les sites de croissance (méristème apical, jeunes feuilles préformées). La lumière, aussi bien en termes d'intensité que de qualité, module le débourrement des bourgeons. Ainsi, de faibles intensités lumineuses (2 +mol.m-2.s-1) sont suffisantes pour permettre la croissance des jeunes feuilles préformées mais pas l'activité organogénique du méristème apical caulinaire. De même, les raies spectrales bleue et rouge clair permettent, contrairement à la lumière rouge sombre, l'induction de ces deux processus. On peut alors s'interroger sur le photocontrôle des processus physiologiques-clés du débourrement. Deux de ces processus ont fait l'objet d'une étude plus approfondie : le métabolisme glucidique et l'expansion cellulaire. Nos travaux montrent que le débourrement obtenu à la lumière est associé à un afflux d'eau et de sucres dans le bourgeon, ainsi qu'à une métabolisation du saccharose en sucres simples : glucose et fructose. La lumière agit en favorisant la transcription de gènes et/ou les activités d'enzymes de dégradation du saccharose que sont l'invertase acide vacuolaire et la saccharose synthase. L'élongation cellulaire est aussi stimulée à la lumière comme le montrent nos mesures en microscopie électronique à balayage. A l'obscurité, ces processus sont réduits ou inhibés n'offrant ainsi pas les conditions de croissance nécessaires au débourrement. L'expression génique d'une expansine, protéine intervenant dans le relâchement de la paroi au cours de l'élongation cellulaire, est ainsi fortement réprimée. En réponse au stress provoqué par l'obscurité permanente, la stimulation de la transcription d'une sorbitol déshydrogénase pourrait prendre le relais du métabolisme glucidique pour contribuer à la survie cellulaire. Nos travaux démontrent ainsi que le photocontrôle du débourrement du bourgeon s'exerce au travers d'au moins deux processus physiologiques: le métabolisme glucidique et l'élongation cellulaire. Au regard de nos résultats et de ceux de la bibliographie, nous proposons un modèle du contrôle par la lumière du débourrement.

La température est un des principaux facteurs climatiques pilotant le développement des champignons pathogènes foliaires pendant les différentes étapes de leur cycle parasitaire. Puisque ces microorganismes se développent à la surface, puis à l'intérieur des feuilles, c'est la température de feuille (" body temperature " en écologie) qui pilote leur développement. En épidémiologie végétale, c'est toutefois la température d'air qui est utilisée pour caractériser l'effet de la température sur le développement des agents pathogènes foliaires. Or, la température de feuille peut différer significativement de la température d'air en fonction des conditions climatiques. La prise en compte de la température d'air pour étudier la dynamique des maladies foliaires ne peut donc s'affranchir de deux biais : la température mesurée n'est pas celle qui est réellement perçue par l'agent pathogène et l'hétérogénéité spatiale des températures au sein du peuplement n'est pas prise en compte. De plus, la relation entre la température et le développement des agents pathogènes est non linéaire, ce qui limite la gamme de validité autorisant l'utilisation des sommes de températures, pourtant largement employées en protestion des cultures. L'objectif général de cette thèse est de reconsidérer la prise en compte de la température pour l'étude du développement des champignons pathogènes foliaires.Le pathosystème blé-Mycosphaerella graminicola a été choisi en tant qu'objet d'étude. La stratégie adoptée pour atteindre les objectifs de la thèse combine deux approches complémentaires, l'expérimentation et la modélisation. Pour la première fois, la loi de réponse d'un agent pathogène foliaire à la température de feuille a été établie. Un dispositif expérimental innovant a permis d'établir la loi de réponse pour trois isolats sur une large gamme de températures foliaires, via la mesure en continu de la température de 191 feuilles (F et F) inoculées et l'utilisation d'un système de forçage thermique par lampe infrarouge. La loi de réponse de la période de latence de la septoriose à la température de feuille s'apparente au concept de courbe de performance thermique développé en écologie. Celle-ci étant non linéaire sur l'ensemble de la gamme de température étudiée, l'impact de l'amplitude de fluctuations de température de feuille a été caractérisé. Une amplitude élévée a conduit à plusieurs effets négatifs pour le développement de M. graminicola : l'augmentation de la durée du cycle de l'agent pathogène, la diminution de la surface sporulante des lésions et de la densité de pycnides. Les différences de cinétique de développement en fonction de l'amplitude des fluctuations ne sont que partiellement expliquées par l'effet Kaufmann (purement mathématiques), suggérant que M. graminicola atténue les conséquences négatives d'amplitudes de fluctuation plus élevées. Enfin, les simulations du développement de la septoriose réalisées à partir de données de températures foliaires diffèrent signicativement de celles réalisées à partir de températures d'air mesurées de façon standard par une station météorologique. Ces simulations ont également souligné le caractère déterminant du pas de temps considéré.Par le transfert de concepts d'écologie vers l'épidémiologie, cette thèse ouvre des pistes pour améliorer la prise en compte de la température dans les modèles épidémiologiques. Elle contribue au développement d'une meilleure compréhension des mécanismes par lesquels l'environnement affecte les microorganismes, point clé pour le développement de modèles mécanistes de réponses possibles au changement climatique

Les sols constituent le principal réservoir de carbone, avec près de deux fois plus de carbone que le pool atmosphérique. Afin de pouvoir prédire et anticiper le devenir du carbone dans le contexte actuel de changement climatique et de changement d'usage des terres, il apparaît nécessaire de mieux comprendre les processus qui régulent la décomposition des matières organiques dans les sols. Cette thèse se propose donc d'étudier deux types de régulateurs de la dynamique du carbone du sol : les propriétés de l'habitat microbien et celles des communautés microbiennes. En effet, puisque directement affectées par les changements climatiques d'une part, et les changements d'usage des terres et de pratiques culturales d'autre part, l'habitat microbien et les communautés microbiennes apparaissent comme des régulateurs clés de la dynamique du carbone du sol. Des dispositifs expérimentaux permettant de faire varier les propriétés de l'habitat microbien et celles des communautés microbiennes de façon indépendante ou simultanée ont été mis en place. Dans un premier temps, des microcosmes dont la structure du sol a été manipulée afin d'obtenir des gradients de déstructuration, ont été incubés. Dans un second temps ce sont des microcosmes mettant en jeu des gradients de diversité microbienne qui ont été incubés. Enfin, une incubation utilisant les différences naturelles de propriétés de l'habitat microbien et de communautés microbiennes a été mise en place pour tenter de hiérarchiser ces régulateurs de la décomposition des matières organiques du sol. Les résultats obtenus ont mis en évidence que l'activité microbienne de décomposition du carbone organique du sol semble plus contrôlée par les conditions environnementales (comme le pH, la texture et l'approvisionnement en substrat) que par la structure des communautés microbiennes ou leurs capacités métaboliques. En plus de cela, la fonction de minéralisation ne semble être affectée que dans le cas d'une très grande érosion de la biodiversité suggérant la présence d'un effet seuil, et que l'importance de la redondance fonctionnelle n'est pas toujours aussi grande que ce que le suggère de nombreuses études. D'autre part, dans des conditions d'aération suffisante, les mécanismes qui réguleraient la dynamique du carbone organique des sols se passeraient à des échelles très fines.

Accroître la diversité végétale au sein d'une culture par l'utilisation d'associations variétales est une stratégie qui permet de limiter la sévérité des maladies à dispersion éolienne. Les potentialités de cette pratique culturale restent à être caractérisées de manière précise dans le cas des maladies à dispersion pluviale, telle que la septoriose du blé durant sa phase épidémique. Cette maladie foliaire, due au champignon pathogène Mycosphaerella graminicola, est prédominante sur blé et est capable de causer des pertes substantielles de rendement, allant jusqu'à -40 %. Des expérimentations au champ ont été menées durant cinq années, de 2008 à 2012, sur le site INRA de Grignon (Yvelines, France), avec une association constituée de deux variétés de blé ayant des niveaux contrastés de résistance à M. graminicola, et dont les proportions étaient de une plante sensible pour trois assez résistantes. Par rapport à leur culture monovariétale respective, nous avons observé une diminution de la sévérité de la septoriose sur la plus sensible des variétés (en moyenne, 45 % de surface pycnidiale foliaire en moins sur les trois dernières feuilles), sans affecter significativement la variété plus résistante. Une méthodologie originale semi-automatisée a été développée pour quantifier le flux de spores dispersés par la pluie en conditions naturelles. Les mesures expérimentales ont permis de corréler l'intensité de plusieurs épisodes pluvieux avec la dispersion de spores au sein de différents couverts incluant des associations variétales. Un modèle mécaniste et stochastique a été développé afin de décrire la progression du potentiel de maladie au sein d'un couvert végétal hétérogène en trois dimensions. Cette approche théorique combine physique et épidémiologie, d'une part, (i) pour calculer l'interception des gouttes de pluie avec les organes végétaux et la trajectoire des gouttelettes d'éclaboussement au sein du couvert et, d'autre part, (ii) pour prendre en compte les niveaux de résistance variétale et la nature polycyclique de l'épidémie. À partir de ce modèle, il a été mis en évidence pour des associations de deux variétés que les proportions, ainsi que le différentiel de résistance entre les variétés à associer, pouvaient être optimisées pour réduire la sévérité de la maladie. Par ailleurs, ce modèle permet d'évaluer et d'identifier les distributions spatiales des variétés les plus propices à une réduction de la progression d'une maladie à dispersion pluviale. Parmi les précédents travaux traitant des potentialités des associations de variétés pour lutter contre des pathogènes dispersés par l'action mécanique de la pluie, certains avançaient des conclusions souvent contradictoires et peu en faveur de cette pratique. Nous avons montré ici qu'il est possible sous certaines conditions d'association de variétés (proportions, agencement spatial, différentiel de résistance globale) et de pluviométrie d'obtenir un effet significatif en termes de réduction de la maladie.

Les lombriciens remplissent, dans les agrosystèmes, de nombreux services, importants pour la production et le bon fonctionnement du sol. Cependant, on manque de connaissances sur la manière dont les facteurs jouent, au champ, sur la densité et la diversité spécifique. Cela rend difficile la prévision des effets des pratiques sur la macrofaune du sol et la mise au point de systèmes de culture en Agriculture Biologique, favorables aux populations de vers endogés.L'objectif de cette thèse était d'analyser, au champ, les variations au cours de l'année de l'abondance des lombriciens dans le contexte de l'Agriculture Biologique du Bassin Parisien. Nous nous sommes tout particulièrement interessés au cas des espèces endogées dont nous avons suivi les abondances dans 5 parcelles pendant 2 ans (2009 et 2010). L'analyse de ces données (et de la littérature scientifique) nous a amené à proposer un modèle simulant la dynamique des populations de vers de l'espèce la plus fréquemment rencontrée sur ces parcelles, A. Caliginosa. Ce modèle est basé sur celui de C. Pelosi (Pelosi et al., 2008).L'analyse des données de suivi des populations a montré qu'il existait un schéma général décrivant l'évolution annuelle de l'abondance (i.e. la densité de vers endogés actifs dans la couche 0-30 cm) de ces parcelles labourées et cultivées en céréales. Ce schéma général est caractérisé par une première phase de décroissance (ou de stabilité) en fin de printemps, suivie d'une période estivale pendant laquelle la population est stable, avant d'augmenter à nouveau à l'automne, pour atteindre un niveau maximal supérieur à celui de l'entrée de l'été. Enfin, l'hiver, l'abondance chute à nouveau. Ce travail, qui confirme les données générales de la littérature sur les endogés, a cependant montré que par rapport à ce schéma il existait d'importantes variations d'une année sur l'autre, entre A. caliginosa et A. rosea et en fonction des parcelles. Les causes de ces variations, complexes, sont discutées dans cette thèse.Parmi ces causes, le travail du sol, et tout particulièrement le labour, joue un rôle important. Cela nous a amené à mettre en place un essai, sur deux des parcelles du suivi, pour étudier les effets de cette opération sur la dynamique des populations des deux espèces endogées citées ci-dessus. Les résultats obtenus suggèrent que les effets du labour sont variables en fonction de l'espèce considérée. A. caliginosa s'est révélée plus sensible qu'A. rosea, dont les abondances n'ont pas été systématiquement affectées. Celles d'A. caliginosa ont été réduites, juste après le labour en 2009, avec un certain retard (deux mois environ) après cette opération. Ces résultats soulignent ainsi la nécessité d'étudier l'effet des techniques culturales à travers leur impact sur la dynamique des populations (et non sur le niveau d'abondance moyen).La troisième partie de notre travail a été consacrée à l'amélioration du modèle Wormdyn. Nous l'avons tout d'abord adapté au cas de l'espèce A. caliginosa en nous basant sur une étude bibliographique approfondie pour fixer la valeur des paramètres du cycle de vie. Nous avons ensuite introduit une fonction décrivant l'effet de la densité dépendance sur l'abondance. Le modèle a correctement simulé le niveau moyen des abondances mesurées dans les parcelles suivies, malgré une tendance générale à la surestimation des effectifs lorsque les conditions du milieu sont favorables. L'ajout de la densité dépendance a corrigé partiellement ce biais et ouvre à la prise en compte d'autres facteurs de variation des populations, au premier rang desquels la qualité et la quantité des ressources trophiques.

Malgré l'impact économique et les enjeux environnementaux liés à la production d'énergie renouvelable par combustion de la biomasse de canne à sucre, les systèmes de culture canniers ne sont optimisés que pour maximiser la production de sucre. Ce travail contribue à l'élaboration d'un module de simulation de l'évolution des composantes du rendement énergétique (CRE) de la biomasse de canne à sucre qui à terme servira à la conception et l'optimisation de systèmes de culture innovants visant une production multi-usages. Les deux critères retenus dans le cadre de ces systèmes de culture sont les rendements énergétique (MJ m-2) et sucrier (kg m-2). En préalable à la formalisation des dynamiques d'évolution des CRE(fractions anatomiques, structures et lignocelluloses) dans la biomasse de canne à sucre, l'influence de facteurs de variations agro-climatiques sur ces dynamiques d'évolution a du être testé. La vérification de cette hypothèse supposant la collecte massive de données au champ, un modèle proche infrarouge de prédiction des CRE dans la biomasse de canne à sucre a été développé. Ce modèle a permis de quantifier les CRE et de suivre leurs évolutions pour 3 cultivars de canne à sucre (R570, R579 et R585) cultivés dans des environnements contrastés (4 sites) durant deux cycles de culture (vierge et première repousse). Cette étude a révélé des différences significatives entre cycles de culture, sites, cultivars, méthodes coupe et composantes anatomiques pour les CRE et le rendement énergétique. Cependant, lerendement en biomasse aérienne de canne à sucre explique 97% de la variabilité du rendement énergétique à la récolte. La maximisation du rendement en biomasse aérienne s'avère être le principal paramètre à optimiser pour maximiser le rendement énergétique de la production. Toutefois, ces nouveaux objectifs de production peuvent être à l'origine de diminution importantes des rendements en sucre par pertes lors du procédé d'extraction. Ces antagonismes doivent être quantifiés et pris en compte dans l'évaluation de performances de système de culture tant que le sucre sera la principale source de rémunération.