La faible efficience des ressources non renouvelables comme l’eau et l’azote, constitue un frein à un accroissement durable de la production des céréales. L’augmentation simultanée de l’efficience de l’utilisation de ces deux facteurs et des rendements constitue un défi majeur pour la production céréalière en méditerrané, principalement la production de blé dur. L'objectif de la thèse est d’analyser la variabilité des rendements de blé dur en Tunisie vis-à-vis des deux facteurs de production l’eau et l’azote et les possibilités d’augmenter conjointement la productivité et l’efficience dans les systèmes de culture à base de blé dur. Cette étude s’appuie sur des données expérimentales, de statistiques régionales et d’enquêtes entreprises auprès des agriculteurs sur 537 situations agronomiques (la combinaison d’une parcelle de blé dur, une année et un précédent cultural) de blé dur dans 4 régions qui fournissent une partie importante de la production céréalière. Les données collectées nous ont permis d’établir un cadre d’analyse des compromis entre l’efficience de l’utilisation de la ressource (eau et azote) et le rendement, en se basant sur l’approche de la décomposition de l’efficience et les concepts de facteur limitant, de frontière d’éco-efficience et d’écart de rendement. Testé avec des données expérimentales et appliqué sur les données d’agriculteurs, pour le cas de l’azote, ce cadre a démontré qu’avec un précédent non céréalier, particulièrement des légumineuses, on peut obtenir un potentiel d’absorption d’azote beaucoup plus élevé qu’en monoculture. Les précédents culturaux diversifiés ont permis aussi d’augmenter simultanément la production et l’efficience de l’utilisation d’azote. En revanche, l’augmentation de la frontière d’efficience de la captation d’azote a été marquée par un accroissement des écarts d’absorption à cette frontière, indiquant un effet plus marqué des autres facteurs limitants dans le cas de rotations diversifiées. L’eau et ses interactions avec l’azote pourraient être considérées parmi les principaux facteurs qui peuvent affecter l’absorption azotée et par conséquent les rendements de blé dur. Ce travail permettrait de combiner d’une part le diagnostic des facteurs limitant la production au niveau des parcelles d’agriculteurs et d’autre part l’analyse des scénarios de gestion des compromis production efficience avec les agriculteurs et les décideurs. / The low efficiency of non-renewable resources such as water and nitrogen is a constraint for a sustained increase in cereal production. The simultaneous increase in water and nitrogen use efficiency and yields is a major challenge for cereal production in the Mediterranean, mainly for durum wheat production. The aim of the thesis is to analyze the variability of durum yields in Tunisia with respect to the two factors of production water and nitrogen and the opportunities of jointly increasing productivity and efficiency in a durum wheat-based cropping systems. This study is based on experimental data, regional statistics and farm surveys conducted on a sample of 537 agronomic situations (the combination of a farmer’s field, a year and a previous crop) which are representative of the diversity of farmers’ practices in four grain-producing regions that provide a major part of cereal production. Based on the efficiency decomposition approach and the concepts of limiting factor, eco-efficiency frontier and yield gap, data collected allowed us to establish a framework allowing to analyze trade-offs between the resource (water and nitrogen) use efficiency and yield. Tested with experimental data and applied to farmers' data for the case of nitrogen, this framework demonstrated that non-cereal preceding crops, especially legumes, result in a higher potential for N uptake by durum wheat than with a monoculture. Diversified rotations result also to an increase in both yield and N-use efficiency of the following durum wheat. The increase in the efficiency frontier of nitrogen capture is partly of-set by increased N uptake gaps in farmers’ fields indicating the presence of other limiting factors. Water and its interactions with nitrogen could be considered among the main factors that may affect nitrogen uptake and hence yields of durum wheat. This work would allow combining, on the one hand, the diagnosis of limiting factors at the level of farmer’s fields and on the other hand the analysis of scenarios for the management of trade-offs between production efficiency with farmers and decision-makers.

Les changements de contexte économique, réglementaire et environnementaux auxquels la production agricole doit faire face nécessitent d'évaluer de nouvelles stratégies de gestion conjointe de l'irrigation et de la fertilisation pour blé dur. Le travail de thèse a suivi un double objectif : i) adapter le modèle de culture STICS à différents cultivars de blé dur, et ii) concevoir un modèle de décision des pratiques de fertilisation azotée et d'irrigation. Une base de données comportant 373 traitements expérimentaux issus de douze années climatiques a été constituée à partir d'expérimentations réalisées avant la thèse à l'INRA et ARVALIS puis mobilisée pour conduire le travail d'adaptation et d'évaluation du modèle de culture. L'adaptation du modèle de culture a consisté dans un premier temps en un travail d'estimation de paramètres par optimisation mathématique pour sept cultivars de blé dur. Une analyse comparative de trois démarches a permis de sélectionner la démarche pertinente pour obtenir un modèle précis et robuste pour la simulation du rendement, de la teneur en azote des grains et des variables intermédiaires (Biomasse aérienne, surface foliaire, quantité d'azote absorbée) dans différents contextes pédo-climatiques (large gamme de niveaux de nutrition hydrique et azotée). Cette étude fournit un cadre méthodologique pour l'estimation des paramètres des modèles de culture. Les résultats de ce travail ont de plus démontré que le modèle de culture, avec son formalisme initial, n'était pas sensible à l'effet du fractionnement de la fertilisation sur la quantité d'azote et la teneur en azote des grains. L'adaptation est appréhendée dans un deuxième temps par la modification du formalisme d'accumulation de l'azote dans les grains par l'introduction d'un formalisme inspiré du modèle AZODYN. La modification n'a pas amélioré suffisamment la sensibilité du modèle à l'effet du fractionnement sur la teneur en azote des grains. Le manque de données expérimentales en phase post-floraison et notamment la dynamique de la sénescence foliaire n'a pas permis d'améliorer la capacité du modèle de culture à simuler les processus d'absorption d'azote du sol après la floraison. A partir d'une enquête auprès de 29 irrigants de blé dur, les pratiques et les stratégies de fertilisation azotée et d'irrigation, ainsi que les décisions stratégiques et tactiques ont été identifiées et formalisées dans un modèle de décision. Une évaluation de stratégies conçues sur la base des résultats d'enquêtes est proposée comme illustration de l'utilisation du modèle STICS adapté au blé dur et du modèle de décision formalisé. Le couplage informatique du modèle de culture STICS au modèle de décision permettra de disposer d'un modèle bio-décisionnel et ainsi pourra être utilisé pour concevoir et évaluer des stratégies de gestion conjointe de l'irrigation et de la fertilisation azotée du blé dur adaptées au contexte des exploitations agricoles / Changes in economic, regulatory and environmental context of agricultural production raise the need for research to evaluate and propose new strategies for joint management of irrigation and fertilization for durum wheat. The thesis had two objectives: i) adapting the simulation crop model STICS to different durum wheat cultivars, and ii) designing a decision model for nitrogen fertilization and irrigation practices. A database containing 373 experimental treatments carried out by INRA and ARVALIS before this PhD work was established and mobilized to conduct the adaptation and the evaluation of crop model. The adaptation of the crop model was first conducted through durum wheat parameter estimation by mathematical optimization. A comparative analysis of three approaches was conducted to select an appropriate approach to obtain an accurate and robust crop model for the simulation of grain yield, grain nitrogen content and intermediate variables (biomass, leaf area, amount of nitrogen absorbed) in different soil and climatic conditions. This study provided a methodological framework for crop models parameters estimation. The results of this study showed that the crop model, with its original formalism, was not sensitive to the effect of splitting of fertilization on the grain nitrogen content and protein concentration. The adaptation was then conducted through the modification of the formalism of nitrogen accumulation in grains by introducing a formalism inspired the AZODYN crop model. The modification did not significantly improve the model's sensitivity to the effect of N splitting on the nitrogen content of grain. The results of this study call into question the ability of crop model to simulate the absorption process of nitrogen after flowering. Unfortunately the lack of data concerning post-flowering leaf area dynmaics did not allow improving the model. From a survey of 29 irrigators, practices and strategies of nitrogen fertilization and irrigation, as well as strategic and tactical decisions have been identified and formalized in a decision model. An evaluation of strategies based on survey results is given as an illustration of the potential use of the STICS soil-crop model and the decision rules identified and formalised. The coupling of the crop model to the model decision will allow proposing and evaluating strategies adapted to the farm context for joint management of irrigation and nitrogen fertilization of durum wheat

Le blé dur est la matière première de base pour la production de semoules et de pâtes. Les origines des rendements semouliers et qualité des pâtes sont multifactorielles. Or, il n’existe pas aujourd’hui d’outil global permettant de prédire les valeurs semoulières et pastières des blés durs sur la base des caractéristiques physiques et biochimiques des grains. Le travail mené dans le cadre de cette thèse s’attache à objectiver le potentiel semoulier et pastier de lots de grains, issus de pratiques culturales innovantes, dans une optique d’améliorer la durabilité de la filière blé dur.Des lots de grains de blé dur ont été caractérisés et leurs variabilités mises en relation avec les différents itinéraires techniques agricoles dont ils sont issus. L’impact de la qualité des récoltes sur le comportement à la mouture des lots, ainsi que sur l’aspect des pâtes sèches et la texture des pâtes cuites a été étudié. Les teneurs en protéines, en cendres et la granulométrie de la semoule ont été identifiées comme des facteurs influençant la qualité des pâtes. Une démarche « plan d’expériences » a été développée pour évaluer l’impact d’un seul facteur, indépendamment des deux autres, sur la qualité des pâtes. L’efficience des procédés de transformation en fonction de la variabilité de la matière première a également été appréciée. En particulier, l’impact des caractéristiques des grains de blé dur sur les énergies nécessaires à la mouture, les liens entre composition de la semoule et comportement à l’extrusion et l’efficacité de différents diagrammes de séchage sur la qualité des pâtes en fonction de leurs compositions, ont été analysés. Une étude a été également menée sur l’état de polymérisation des protéines au cours de la fabrication des pâtes. Enfin, cette thèse a permis la constitution d’une base de données qui contribuera à la prédiction de la qualité des semoules et pâtes en fonctions des caractéristiques physiques et biochimiques des blés durs. / Durum wheat is the best raw material to process semolina and pasta. The origins of high semolina yield and the good pasta quality are multifactorial. However, there is currently no tool predicting milling and pasta making results based on physical and biochemical characteristics of durum wheat grains. The work carried out in this PhD thesis attempts to objectify the technological value of durum wheat samples, grown with innovative technical practices in order to improve sustainability of the French durum wheat chain.Durum wheat samples batches were characterised and their variability was related to the different agricultural technical routes used. The impact of the grain quality on the milling behaviour of the samples, as well as the appearance of the dry pasta and the texture of the cooked pasta was studied. Protein, ash contents and semolina particle size distribution were identified as factors influencing pasta quality. An “experimental design” approach was developed to obtain a non-distorted estimate of how each variable impacts the quality of pasta, independently of the other two variables. Efficiency of the semolina milling and pasta making processes depending on the variability of the raw material was also assessed. Especially, the impact of durum wheat grains characteristics on the energies required for milling, the relationship between semolina composition and extrusion behaviour and the effectiveness of different drying diagrams on the quality of the pasta based on their compositions were analysed. A study on the protein polymerisation state during the pasta making process was also conducted. Finally, this PhD thesis has contributed to the development of a database that will predict semolina and pasta quality depending on physical and biochemical characteristics of durum wheat.

La fusariose de l’épi est une maladie fongique qui touche toutes les cultures de céréales à paille à travers le monde entrainant des baisses de rendements et de la qualité des grains. La fusariose pose également un problème pour la sécurité alimentaire lié à la contamination des grains infectés par des mycotoxines. Le développement de variétés résistantes est considéré comme la méthode la plus efficace et la plus durable pour réduire les dommages causés par la maladie et pour limiter la contamination par les mycotoxines. L’amélioration de la résistance à la fusariose chez le blé dur (Triticum durum Desf.) demeure un défi du fait de son extrême sensibilité à la maladie et de la faible variabilité génétique disponible pour ce caractère. L’objectif principal de cette thèse a été d’évaluer l’effet de Fhb1, le QTL majeur de résistance à la fusariose chez le blé tendre (Triticum aestivumL.), au sein de fonds génétiques de blé dur élite. Pour cela, trois populations de cartographie, comprenant chacune environ 100 F7-RIL (lignées pures recombinantes ou « recombinant inbred lines »), ont été développées à partir de croisements entre la lignée expérimentale de blé dur DBC-480, portant une introgression de Fhb1, et les cultivars de blé dur Karur, Durobonus et SZD1029K. Les lignées ont été évaluées au champ, sur trois saisons, pour leur résistance globale à la fusariose après inoculation en spray de Fusarium culmorum. Des notations morphologiques (date de floraison, hauteur des plantes) ont également été réalisées afin d'évaluer leur influence sur l'infestation. Les lignées ont été génotypées à l’aide de marqueurs SSR et de marqueurs GBS (génotypage par séquençage ou « genotyping-by-sequencing ») développés par DArTseq. L’analyse de liaison a permis d’identifier des QTL de résistance sur les bras des chromosomes 2BL, 3BS, 4AL, 4BS, 5AL et 6AS. DBC-480 contribuait à l’allèle de résistance à tous ces loci. Le QTL sur 3BS a été détecté au sein des trois populations centré sur l’intervalle de Fhb1, confirmant, pour la première fois, son introgression dans le blé dur. L’évaluation de la résistance à la propagation après inoculation ponctuelle, réalisé au sein d’une des trois populations, a également permis de valider l’effet de Fhb1 sur la résistance de type 2 chez le blé dur. La hauteur des plantes influe fortement sur la résistance globale à la fusariose et, en particulier, l’allèle de nanisme Rht-B1b est associé à une plus grande sensibilité à la maladie dans les trois populations. Cependant, l’effet négatif de Rht-B1b sur la résistance est largement compensé dans les lignées possédant Fhb1. Des lignées semi-naines avec un meilleur niveau de résistance ont été sélectionnées et favoriseront le développement de cultivars de blé dur résistants à la fusariose. / Fusarium head blight (FHB) is a devastating disease affecting small-grain cereals worldwide causing yield and quality losses. FHB affects food safety due to the contamination of infected grains by mycotoxins. Host plant resistance is considered the most efficient and sustainable approach to contain FHB and mycotoxin contaminations. In durum wheat (Triticum durum Desf.) breeding for FHB resistance remains a challenge due to its extreme susceptibility and to lack of genetic variation available in the primary durum wheat gene pool. The primary goal of this thesis was to evaluate the effect of Fhb1, the major common wheat (Triticum aestivum L.) FHB resistance QTL, in elite durum wheat background. Three F7-RIL (recombinant inbred lines) mapping populations of about 100 lines were developed from crosses between the durum wheat experimental line DBC-480, harboring Fhb1, and the durum wheat cultivars Karur, Durobonus and SZD1029K. The RILs were tested under field conditions by artificial spray inoculation with Fusarium culmorum in three seasons. Morphological traits (flowering date, height) were also recorded to assess their influence on FHB infestation. Genotyping of the lines was performed with SSR and genotyping-by-sequencing (GBS) DArTseq markers. QTL analysis identified genomic regions associated with FHB resistance on chromosome arms 2BL, 3BS, 4AL, 4BS, 5AL and 6AS. DBC-480 contributed the resistant allele at all loci. Fhb1 was detected in all three populations, demonstrating for the first time its successful deployment in durum wheat. The effect of Fhb1 on FHB resistance in durum wheat was further verified by evaluating type 2 resistance in one of the three populations. Plant height had a strong influence in modulating FHB severity. Although the semi-dwarf allele Rht-B1b was associated with increased FHB susceptibility, its negative effect was efficiently counterbalanced in lines carrying Fhb1. Semi-dwarf lines with enhanced levels of resistance were selected and will assist the development of FHB resistant cultivars.

Le blé dur, du fait de sa vitrosité et de sa richesse en protéines est particulièrement adapté àla fabrication des pâtes alimentaires. Cette céréale, largement cultivée dans le bassinméditerranéen, est fréquemment soumise à des stress hydriques et thermiques. Les objectifsde cette thèse ont été d'approfondir les connaissances sur les modalités d'accumulation etd'assemblage des protéines de réserve au cours du développement du grain. Un suivi fin duremplissage du grain, de la morphologie des corps protéiques, des changements d'état redox etde la distribution en taille des polymères de gluténines a été réalisé. L'influence, sur cesdifférents paramètres, de températures élevées appliquées à différents stades dedéveloppement du grain a été étudiée.En privilégiant l'accumulation des protéines au détriment de l'amidon, le stress thermiquejoue un rôle non négligeable dans l'obtention de grains vitreux et à fortes teneurs en protéines.L'arrêt de la croissance du grain, observé à 45% de teneur en eau, est précédé de la mise enplace de la matrice protéique. L'accumulation de la matière sèche apparaît étroitement liée à ladynamique de l'eau, confirmant le lien entre teneur en eau et poids final du grain. Au cours duremplissage du grain, les températures élevées exercent un effet significatif sur la formationdes polymères de gluténines insolubles dans le SDS. Leur formation n'intervient qu'en fin dedessiccation et en deçà de 30% de teneur en eau. La durée de cette phase ultime d'oxydation etd'assemblage des polymères de gluténines a été reliée à la teneur en protéines.L'évolution du statut redox du grain montre qu'une accumulation massive de polymères degluténines intervient juste avant l'entrée en dessiccation du grain qui coïncide avecl'effondrement de l'ascorbate dans le grain. Coïncidant avec cette oxydation manifeste, unphénomène de glutathionylation des protéines a été détecté avec une rupture de l'activité de laCAT. Au cours de la dessiccation, les activités de la SOD et de la GR augmentent de façonsignificative. Cette synthèse tardive pourrait se produire au niveau de la couche à aleurone etdu germe en réponse à l'oxydation massive de l'albumen.Enfin, nous avons analysé le couplage entre oxydation des thiols protéiques et croissance entaille des polymères de gluténines. Très précocement, les sous-unités de gluténiness'assemblent sous forme d'oligomères partiellement réduits. Durant le remplissage du grain,une oxydation massive des thiols intervient avec la formation de polymères majoritairementcomposés de SG-HPM sur lesquels viendraient se fixer les SG-FPM. Au cours de la dessiccation,la taille des polymères augmente. Les structures polymériques formées au cours del'élaboration du grain possèdent un nombre de cystéines réduites élevé et incompatible avecun modèle d'assemblage linéaire. Les résultats obtenus nous permettent de proposer unrepliement tardif des SG-FPM, postérieur à leur insertion dans les assemblages oligomériques.Ils nous amènent à mettre en avant le rôle du glutathion comme co-facteur de la genèse despolymères, à l'opposé des thèses classiques qui en font plutôt un inhibiteur de la croissance entaille des polymères de gluténines. / Durum wheat is particularly recognized as the most suitable raw material for pasta makingdue to its vitreousness and its high protein content. This cereal is commonly grown inMediterranean environment and then frequently submitted to high temperature and waterstress. The aim of this thesis was to better understand the accumulation and assembly ofstorage proteins during the grain development. Evaluation of the grain filling, the morphologyof protein bodies, the redox status and the size distribution of glutenin polymers were carriedout. The effect of high temperatures applied at different stages of the grain development onthese parameters was studied.By favouring protein accumulation at the expense of starch, heat stress appeared essentialto obtain vitreous grains and high protein content. The arrest of grain growth observed at 45%grain water content is preceded by the formation of a continuous protein matrix. The dry massaccumulation is closely related to water dynamics, confirming the link between water contentand final grain weight. During grain filling, high temperatures have a significant effect on theformation of SDS-insoluble glutenin polymers. It occurred when grain water concentrationdropped below 30%. The duration of this final stage of oxidation and assembly of gluteninpolymers was related to protein content.Changes in the grain redox status showed an accumulation of glutenin polymers mainlyoccurring before the onset of grain desiccation phase and coinciding with the ascorbateoxidation. This clear oxidation coincided also with the glutathionylation of proteins and thedrop of the CAT activity. During desiccation, the activities of SOD and GR increased significantly.This late synthesis could occur in the aleurone layer and germ in response to massive oxidationof the endosperm cells.Finally, we evaluated the coupling between protein thiol oxidation and size increase ofglutenin polymers. In the early stages, glutenin subunits assembled as oligomers partiallyreduced. During grain filling, a strong thiol oxidation took place with the formation of polymersmainly composed of HMW-GS associated with LMW-GS branching. The polymer size increasedduring desiccation. The polymeric structures obtained during the grain development presenteda high number of reduced cysteines inconsistent with a linear concatenation model ofassembly. It allowed us to propose that the folding of LMW-GS is a late event, subsequent totheir insertion into oligomeric assemblies. These results highlighted the role of glutathione asco-factor in the polymers formation, contrasting with the common assumption that considers itas an inhibitor of the size increase of glutenin polymers.

Au cours du stockage et sous de mauvaises conditions de conservation, les grains de blé peuvent subir diverses altérations causées par le développement fongique. Les moisissures peuvent produire des toxines pouvant avoir un impact sur la santé du consommateur. L’évaluation de la diversité fongique sur blé de stockage produit localement dans les régions céréalières du Nord de la Tunisie durant deux années successives (2010-2011 et 2011-2012) a montré une dominance du genre Alternaria. L’étude de la cinétique d’évolution de cette mycoflore au cours du stockage s’est caractérisée par un profil particulier dépendant des paramètres géographiques et temporels et des conditions écophysiologiques. L’évaluation du pouvoir toxinogène a révélé un faible pourcentage d’isolats ochratoxinogènes. L’évaluation de la présence de l’OTA dans le blé ont montré des taux de contaminations largement inférieurs aux normes européennes. L’étude sur la physiologie de sporulation et la production d’OTA en Fermentation en Milieu Solide par A. carbonarius à montré une amplification de la production des conidiospores et de l’OTA par aération humide forcée. L’évaluation de l'activité antifongique de 15 bactéries lactiques isolées du blé de stockage à l’égard de 8 moisissures post-récolte a montré une bonne aptitude de Lb. plantarum à inhiber la croissance de ces moisissures. L’étude du pouvoir anti-ochratoxinogène de Lb. plantarum LabN10, Lb. graminis LabN11 and P. Pentosaceus LabN12 ont montré un effet significatif de la température, du pH et de la biomasse bactérienne sur l’inhibition de la biomasse fongique ainsi que sur la réduction d’OTA. / During storage and under bad storage conditions, wheat grains can undergo various alterations caused by fungal growth. Molds can produce toxins that can have an impact on consumer health. Assessment of fungal diversity on wheat storage locally produced cereal in northern Tunisia during two successive years (2010-2011 and 2011-2012) showed a dominance of the genus Alternaria. Study of kinetics evolution of mycoflora during storage is characterized by a particular pattern depending on geographic and temporal parameters and ecophysiological conditions. Evaluation of toxigenic fungal revealed a low percentage of ochratoxinogenic isolates. Occurence of OTA in wheat showed contamination levels under European standards. The study on sporulation physiology and production of OTA by Solid State Fermentation by A. carbonarius shown amplification and production of conidiospores OTA wet forced by aeration. The evaluation of the antifungal activity of lactic acid bacteria (LAB) isolated from the 15 wheat storage against 8 post-harvest molds showed good ability of Lb. plantarum to inhibit the growth of these fungi. The study of anti-ochratoxinogène activity Lb. LabN10 plantarum, Lb. and P. graminis LabN11 LabN12 pentosaceus showed a significant effect of temperature, pH and the bacterial biomass on the inhibition of the fungal biomass and on the reduction of OTA.

Le blé dur (Triticum durum Desf, BD), tout comme le blé tendre (Triticum aestivum L. em Thell, BT), est une céréale très touchée par la septoriose, une maladie foliaire causée par le champignon hémibiotrophe Zymoseptoria tritici. D'une part, ce présent travail a permis d'étudier l'interaction compatible du blé-Z. tritici. L'étude de l'interaction compatible chez les pathosystèmes BD/St-08-46 et BT/TO1193 a révélé l'induction des mêmes voies de défense chez les deux pathosystèmes étudiés mais avec différentes intensités. Ensuite, l'étude de l'interaction de Z. tritici avec un cultivar résistant de blé dur a mis en évidence l'association de résistance au champignon est liée à l'inhibition de la pénétration directe, la sporulation et l'activité des enzymes fongiques de dégradation des parois cellulaires de la plante (endo-β-1,4-xylanase, endo-β-1,3-glucanase et protéase). Ces derniers sembleraient être fortement liés à la sévérité de Z. tritici aussi bien chez le dur que le blé tendre. En plus, on a pu démontrer moyennant des analyses qRT-PCR l'intervention de plusieurs gènes dans la résistance du blé dur à la septoriose à savoir les gènes PR2 (β-1,3-glucanase), Chi 4 precursor (précurseur de chitinase de la classe IV), Pox (peroxydase), Msr (méthionine sulfoxide réductase) et Bsil1 (inhibiteur de protéases). D'autre part, le potentiel des stimulateurs de défenses naturelles de plantes (SDPs) à protéger aussi bien le blé dur que le blé tendre contre les maladies fongiques a été évalué. Trois extraits naturels dont les matières actives sont l'acide ascorbique (AA), des oligosaccharides de parois cellulaires de plantes (Oligos) et algue brune (Ascophyllum nodosum, A. nod) ont été testés pour la première fois sur le blé. Leur effet antifongique (direct) ainsi que l'effet inducteur des mécanismes de défense du blé (indirecte) ont été bien caractérisés moyennant des analyses moléculaires, biochimiques et cytologiques. En effet, seul l'AA a montré un effet direct sur la germination des spores et la croissance mycélienne du Z. tritici associé à l'induction des mécanismes de défense du blé. Par contre, les protections obtenues par l'Oligos et l'A. nod semblent être exclusivement liées à leurs propriétés inductrices de la défense qui ont permis de ralentir le développement du champignon ainsi que d'inhiber l'activité des CWDEs fongiques et la sporulation. D'ailleurs, il s'est avéré que les SDPs testés sembleraient agir sur les mêmes mécanismes de défense chez les deux espèces de blé. Ils pourraient induire l'activation (i) des protéines PR, (ii) les enzymes antioxidants (peroxydase et catalase), (iii) les protéines PAL et LOX (enzymes clés de la voie des phénylpropanoides et la voie des octadécanoides, respectivement) et (iv) l'accumulation des H₂O₂ et le dépôt des polyphénols au niveau des sites de pénétration du champignon, ont été mis en évidence. Egalement, ils pourraient emprunter les mêmes voies utilisées par le cultivar résistant Salim en réponse à l'infection par le champignon et pourraient même induire une réponse plus importante des gènes de défense du blé dur tels que les gènes PR2, Pox, Msr, ATPase et Bsil. De même, deux applications (préventif et curatif) des SDPs testés a révélé une protection intéressante contre la maladie associée, dans le cas de l'A. nod et des AA, à une augmentation de la teneur en chlorophylle et l'amélioration de la quantité et de la qualité du rendement du cultivar sensible Karim. Par contre, pour le cultivar résistant Salim l'application des SDPs semble être inutile. En conclusion, l'application des SDPs au bon stade et avec les bonnes concentrations sur des cultivars sensibles pourraient aboutir à des résultats d'efficacité et rendement similaires à celles des cultivars résistants. Ainsi, elle pourrait remplacer l'utilisation des cultivars résistants, surtout avec l'absence de cultivars complètement résistants disponibles pour l'agriculteur en Tunisie. / The durum wheat (Triticum durum Desf, DW) as well as the bread wheat (Triticum aestivum L. em Thell, BW) is strongly affected by septoria leaf blotch (STB) caused by the hemibiotrophic fungus Zymoseptoria tritici. First, the present work was used to study of the compatible interaction wheat-Z-tritici. The study of the compatible interaction among pathosystems BD/St-08-46 Z-tritici strain an BT/TO1193 Z-tritici strain revealed the induction of defense pathways in both studied pathosystems, but with slight differences. Then, the study of the interaction of Z. tritici with a resistant durum wheat cultivar showed the fungus resistance of association is related to the inhibition of the direct penetration, sporulation and the avtivity of the fungal enzymes degrading plant cell walls (endo-β-1,4-xylanase, endo-β-1,3-glucanase and protease). They seem to be strongly related to the severity of Z. tritici in both BW and DW. In addition, this study revealed the involvement of several genes in the resistance of DW against Z. tritici such as PR2 genes (β-1,3-glucanase), Chi 4 precursor (precursor of Class IV chitinase), Pox (peroxidase), Msr (methionine sulfoxide reductase) and Bsil (protease inhibitor). On the other hand, the potential of resistance inducers (RIs) to protect BW and DW against STB disease was evaluated. Three natural extracts based on ascorbic acid (AA), plant cell wall oligosaccharides (Oligos) and brown algae (Ascophyllum nodosum, A. nod.) were tested for the first time on wheat. Their antifungal effect (direct) and the effect of inducing wheat defense mechanisms (indirect) have been well characterized through molecular, biochemical and cytological. We recorded that only AA exhibited a direct effect on spore germination and hyphal growth of Z. tritici associated to the induction of wheat defense mechanisms. However, conferred protection by Oligos and A. nod appears to be exclusively related to their plant defense inducing properties witch promoted the decrease of fungal CWDE activities and sporulation. Moreover, tested SDPs seem to enhance same defense pathways in both wheat species. They could induce the activation of (i) PR proteins, (ii) the antioxidant enzymes (catalase and peroxidase), (iii) the protein PAL and LOX (key enzymes of the phenylpropanoid and octadecanoid pathways, respectively) and (iv) the cytological accumulation of H₂O₂ and polyphenols, were highlighted. Also, they seem to use same pathways involved in durum wheat resistance mecanisms and may even induce a higher response of defense-related genes as PR2, Pox, Msr, ATPase, and Bsil. In general, protection conferred by tested RIs seems to be dependent on their composition, but it remains constant whatever of the wheat species. Similarly, in filed tested RIs conferred as interesting protection against STB associated, in the case of the A. nod and AA, with increased chlorophyll content and improving yield quantity and quality of the susceptible cultivar Karim, while in the resistant cultivar Salim, the application of RIs seems to be useless. In conclusion, protection conferred by tested RIs seems to be dependent on their composition, but it remains constant whatever of the wheat species. The use of RIs may improve the resistance level and yield of susceptible cultivars in order to obtain similar results to the resistant cultivars. Thus, it could replace the use of resistant cultivars especially with the lack of completely resistant cultivars available to farmers in Tunisia.

Des mesures sur parcelles agroforestières (mélanges d'arbres et de cultures) expérimentales mettent en évidence des productivités exceptionnelles, avec des gains de plus de 30% par rapport à l'assolement de cultures pures. Nous avons mis au point et utilisé un modèle numérique dynamique en 3-D (Hi-sAFe) pour (1) tester si l'intégration spatio-temporelle du partage des ressources (lumière, eau, azote) entre espèces suffit à expliquer cette productivité et (2) évaluer l'impact de différents choix de conception ou de gestion sur cette productivité, à partir d'une compréhension des processus impliqués. Nous avons développé une méthode originale d'analyse des données simulées pour identifier et hiérarchiser les processus déterminant le rendement. Le modèle a été paramétré et calibré sur un système noyer hybride / blé dur situé sur le domaine de Restinclières (Hérault, France). Après une analyse détaillée du fonctionnement de ce système, nous avons exploré par expérimentation virtuelle sa réponse à des choix de conception : (1) traits phénologiques des espèces associées, et (2) densité et disposition des arbres sur la parcelle. Par la richesse de son comportement, Hi-sAFe permet un regard nouveau sur le fonctionnement des systèmes agroforestiers. Il éclaire la complexité du système réel. Nos résultats permettent de proposer une interprétation déterministe du rendement de chaque espèce et de la productivité totale de l'association (Land Equivalent Ratio). L'analyse des expérimentations virtuelles permet de proposer des pistes concrètes pour l'optimisation des systèmes agroforestiers.