La production de tournesol inclue des interactions complexes entre le génotype et l'environnement tout au long du cycle de la culture. La profondeur de l'enracinement du tournesol est fortement liée au sol, à sa structure et à la disponibilité en eau. La compaction du sol représente un enjeu important dans le contexte actuel de la durabilité des systèmes agricoles, et se caractérise par une diminution de la disponibilité hydrique du sol, une augmentation de la densité apparente et la résistance du sol à la pénétration. L’altération de l'exploration du système racinaire et de ses conséquences sur la croissance du système aérien sous contraintes mécaniques du sol a été explorée pour de nombreuses cultures (maïs Zea mays, Blé Triticum durum, ou de soja Glycine max). Peut d’études ont été réalisée sur le tournesol (Helianthus annuus L.). Parmi ces études seules quelqu’une incluent des cinétiques de croissance, encore moins incluent la qualité de la production. Le but de ce travail est d'étudier i) les modifications du système racinaire causée par la compaction du sol, ii) l'altération du système aérien causé par la modification du système racinaire, et iii) les interactions entre les systèmes. Une synthèse réalisée à partir la littérature et du schéma conceptuel du modèle STICS a permis d’établir un schéma conceptuel théorique retraçant le mécanisme des actions de la compaction du sol sur la plante de tournesol. A partir de ce schéma, deux expérimentations au champ et une expérience en conditions contrôlées ont été construites. En présence de compaction du sol, une diminution de la disponibilité hydrique, une augmentation de la densité apparente et la résistance du sol à la pénétration ont été observées conformément à la littérature. Le stress causé par la contrainte mécanique du sol a induit une réduction de la croissance et de l'exploration du système racinaire. Ceci a engendré une diminution de la surface foliaire, de la biomasse aérienne, et de la hauteur des plantes. Les pertes d'efficacité de l'utilisation des ressources et de rendement ont été observées par des indicateurs indirects. Les analyses de sensibilité de STICS ont été effectuées sur les paramètres d'intérêts, confirmant le seuil à partir duquel la compaction du sol conduit à des effets négatifs sur la plante de tournesol. Des propositions ont été faites pour adapter le modèle à la croissance du système racinaire de tournesol, i) en établissant une liaison directe entre les appareils aérien et souterrain, et ii) en réajustant l'indice de stress provoqué par les variations de densité apparente / The sunflower production takes place throughout complex interactions between the genotype, the crop management and the environment. Sunflower rooting depth is strongly related with soil structural behavior and gravimetric water availability. Soil compaction represents an important issue in the actual context of agricultural system durability, and is characterized by a decrease of soil available water, an increase of bulk density and soil resistance to the penetration. Variation of root system exploration and their consequences on above ground growth and development under soil mechanical constraints have been explored for many crops (Maize Zea mays, Wheat Triticum durum, or Soybean Glycine max), but only few researches have been carried out on sunflower (Helianthus annuus L.). Among them only few includes kinetic aspects and less quality of production. The aim of this work is to study i) the root system modifications caused by soil compaction, ii) the above ground system alteration caused by root system modification, and iii) the interactions between the systems. An analysis carried out from literature and the model STICS conceptual framework lead to the construction of a conceptual framework explaining the mechanism of soil compaction actions on sunflower plant. From this knowledge, two field experiments and a controlled experiment were built. In presence of soil compaction a decrease of soil water availability and an increase of bulk density and soil resistance to penetration were observed as reported in literature. The stress caused by soil mechanical constraint induced a reduction of root system growth and exploration. This induced a decrease of leaf area, shoot biomass, and plant height. The use efficiency of resource and yield lost were observed by indirect indicators. Sensitivity analyses of STICS were done on parameter of interest, confirming the threshold above which soil compaction lead to negative impact on sunflower. Proposition were made to adapt the model to sunflower root system growth, by implementing a direct link between shoot and root growth, and by readjusting the bulk density stress index

Le maintien ou l'amélioration de la biodiversité est un des objectifs importants de la gestion forestière durable. La flore du sous-bois, qui représente la partie la plus diversifiée de la flore dans les forêts tempérées, joue des rôles écologiques importants. Pourtant, elle pourrait être impactée par l'augmentation de la mécanisation de la gestion forestière. A l'échelle de la parcelle, nous avons étudié en forêt de Montargis les effets simples et combinés de caractéristiques du peuplement et de la surface en cloisonnement sur la diversité floristique du sous-bois (richesse et abondance). Les caractéristiques du peuplement (type de peuplement ou surface terrière des essences à étaient les meilleurs indicateurs de la diversité du sous-bois. La surface des cloisonnements avait un effet négligeable. A plus petite échelle – à l’intérieur du cloisonnement – nous avons étudié la réponse statistique de la diversité du sous-bois à la position dans ou hors du cloisonnement, à des facteurs micro-environnementaux (humidité du sol, compaction du sol, lumière) et aux caractéristiques du peuplement. A cette échelle, les meilleurs modèles incluaient pour les groupes écologiques la position par rapport au cloisonnement, l’humidité du sol et/ou la compaction du sol, selon le groupe écologique considéré. Au niveau espèce, la position par rapport au cloisonnement était le facteur dominant. Globalement, les cloisonnements avaient soit pas d’effet soit un impact positif sur la diversité floristique de sous-bois. Ces résultats ont dépendants du contexte écologique et historique de la forêt de Montargis. L’utilisation d’engins plus lourds ou des passages répétés sur une plus longue période pourraient changer ces conclusions. / Maintaining or improving biodiversity is an important goal of sustainable forest management.Ground flora, which is responsible for most floristic diversity in temperate forests, plays multiple important roles in biodiversity but may be impacted by the increasing mechanisation of forest practices. At stand scale, we investigated in Montargis forest the individual and combined effects of tree stand attributes and skid trail area on ground flora diversity. Tree stand attributes (stand type or basal area) were the best indicators of ground flora diversity, depending on the successional traits or light preference of the species group. The effects of skid trail area were negligible. At finer scale, we studied plant response to skid trail disturbance (represented by subplot on and off skid trails), micro-environmental factors (soil moisture, soil compaction, light) and stand attribute (stand type, basal area). The best models for ecological groups included subplot location, soil moisture or soil compaction, depending on which ecological groups (classified by life form, seed bank persistence, light and moisture requirements) the species belonged to. Stand type as a covariate played a significantly important role in fine-scale diversity pattern. Subplot location was the dominant factor at species level. In conclusion, skid trails had either no impact or a positive impact on ground flora diversity. These results are dependent on the context of Montargis forest (ecological and historical), especially that mechanized harvesting is relatively recent. The employment of heavier machines and increased number of passages is likely to happen. This might induce greater soil compaction and negative effects on plant.