Le dessèchement précoce du tournesol résulte d'une infection de bas de tige par Phoma macdonaldii qui provoque une nécrose encerclante et un rétrécissement du diamètre du collet. Cette attaque entraine une sénescence foliaire brutale occasionnant des pertes dommageables pour la culture. Des contaminations artificielles par des spores ou du mycélium de P. macdonaldii ont permis de reproduire artificiellement des pieds secs et confortent l'implication de ce champignon dans ce syndrome. Dans un contexte où la protection chimique et la résistance variétale sont limitées, la maîtrise de P. macdonaldii par le contrôle cultural pourrait constituer une alternative efficace. Des essais au champ et en serre menés de 2006 à 2009 à l'INRA et au Cetiom ont permis de mettre en évidence l'importance de la conduite de culture du tournesol sur la fréquence et la gravité du dessèchement précoce et de mieux comprendre l'étiologie de ce syndrome. Une alimentation azotée importante, un peuplement dense et à un régime hydrique limitant en post floraison forment trois facteurs particulièrement favorables au développement du syndrome de desséchement précoce attribué à P. macdonaldii. L'alimentation azotée, au travers de la fertilisation, est le principal facteur favorisant la maladie ; le régime hydrique limitant et la densité de peuplement amplifient la maladie. Le faible diamètre de bas de tige (sous de fortes densités) associé à la prolifération du champignon dans le xylème (azote), occasionnerait une réduction de la conductance hydraulique par obstruction des vaisseaux. Amplifiée lorsque la disponibilité en eau du sol est limitante, cet arrêt de la transpiration se traduit par une sénescence anticipée de 40 jours par rapport à la maturité physiologique de peuplement sains. / Sunflower premature ripening results from an infection by Phoma macdonaldii causing lesions girdling the stem base and narrowing the diameter of the collar. This attack induces a sudden leaf senescence damaging for the culture. Artificial inoculations with spores or mycelium of P. macdonaldii aimed to reproduce the disease and confirm the involvement of this fungus in this syndrome. In a context where chemical protection and plant resistance are limited, control of P. macdonaldii by cultural control could be an effective alternative. Field and greenhouse trials conducted from 2006 to 2009 at INRA and Cetiom showed the importance of sunflower crop management on the frequency and severity of early drying, and better understand the etiology of this syndrome. A significant nitrogen supply, a dense population and a limited water regime postflowering are particularly conducive to premature ripening. Nitrogen supply is the main factor favoring the disease; limited water regime and density amplify the disease. The small stem base diameter (under high densities) associated with the proliferation of the fungus in the xylem (nitrogen), may reduce hydraulic conductance by vessel blockage. Amplified when soil water availability is limiting, this stop of the transpiration leads to early senescence 40 days before physiological maturity of healthy plants.

Le phoma (Phoma macdonaldii / Leptosphaeria linquistii) et le phomopsis (Phomopsis / Diaporthe helianthi) sont deux champignons pathogènes majeurs du tournesol. Dans un contexte d’objectif de réduction de la lutte chimique, une meilleure compréhension des interactions peuplement-agents pathogènes-environnement-conduite de culture est nécessaire. Des essais menés au champ et en serre à Auzeville en 2010 et 2011 ont permis de décomposer les effets de la conduite de culture du tournesol sur l’apparition et le développement des deux maladies. Les variables clés de l’architecture des plantes en peuplement et du microclimat, modifiées par la conduite de culture (choix variétal, densité de semis, fertilisation azoté, irrigation) ont été décrites et mises en relation avec les composantes de la maladie. Ainsi, pour le phomopsis, le rôle déterminant du microclimat résultant du niveau de développement de la couverture foliaire lors des phases initiales d’infection a été confirmé. La taille des feuilles et le diamètre des tiges sont des caractères déterminants de la progression des dégâts sur feuille et tige. Les conséquences des attaques de phomopsis sur feuille en termes de mécanismes de nuisibilité ont été analysées finement et modélisées. Pour le phoma, le rôle du statut nutritionnel azoté dans la progression des attaques sur tige et collet a été confirmé. La fonction régulatrice du phoma vis-à-vis des attaques de phomopsis sur feuille a été quantifiée. Sur le plan de la modélisation, plusieurs approches ont été menées : (i) Evaluation de la qualité prédictive d’Asphodel, modèle épidémiologique prévoyant les émissions de ascospores de Phomopsis ; application à différentes conduites de culture et extension au phoma pour la partie inoculum primaire ; (ii) développement d’un modèle prédictif de l’incidence du phoma prenant en compte les effets climatiques, microclimatiques et agronomiques ; (iii) proposition d’une modélisation conceptuelle des interactions plante-agent(s) pathogène(s)-environnement-conduite de culture. Ce travail pourra, à terme, contribuer à la conception de stratégies de gestion des principales maladies du tournesol, à l’échelle de la parcelle ou du territoire. / Phoma (Phoma macdonaldii / Leptosphaeria linquistii) and phomopsis (Phomopsis / Diaporthe helianthi) are two major sunflower fungal diseases. In a context of reduction of pesticides, a better understanding of the interactions between crop canopy, pathogens, environment and cropping practices is needed. Field and greenhouse experiments set up at Auzeville in 2010 and 2011 allowed to dissect the impact of sunflower crop management on disease appearance and development. Key variables of plant architecture and microclimate, modified by cropping practices (variety choice, sowing density, nitrogen fertilization, irrigation) were described and related to disease components. Thereby, for phomopsis, the key role of microclimate resulting from the level of development of leaf area during the initial stages of infection was confirmed. Leaf length and stem diameter are key characters for necrosis progression on leaf and stem. The impact of phomopsis leaf infection in term of damage mechanism was analysed and modelled. For phoma, the effect of nitrogen nutrition status on necrosis progression on stem and stem base was confirmed. The regulatory function of phoma towards phomopsis leaf infection was quantified. In terms of modelling, several approaches were developed: (i) evaluation of the predictive quality of Asphodel, an epidemiological model predicting Phomopsis ascospore release; application to different cropping practices and extension to phoma for primary inoculum; (ii) development of a predictive model for phoma incidence taking into account the climatic, microclimatic and agronomic effects; (iii) proposal of a conceptual model of the interactions between crop canopy, pathogens, environment and cropping practices. This study could contribute to the design of integrated management strategies for the main sunflower diseases, at field or at territory scale.

L'optimisation à base de simulation est une approche performante pour la résolution de problèmes d'optimisation continus et stochastiques. Nous proposons des algorithmes d'optimisation par simulation basés sur la décomposition hiérarchique de l'espace de recherche en espaces de plus petite taille. Les problématiques consistent à évaluer les sous espaces, sélectionner les sous espaces optimaux et les diviser à nouveau. Nous discutons l'efficacité d'alternatives algorithmiques connues et d'autres nouvelles, dans le but de trouver la ou l'ensemble des régions optimales. Ces alternatives sont développées dans les contextes d'optimisation de l'espérance, d'optimisation du quantile et d'optimisation multiobjectif. Tout au long de la thèse, nous avons évalué cette famille d'algorithmes sur des problèmes de conception de stratégies de conduite de culture en agriculture et plus particulièrement sur un problème de gestion de l'irrigation du maïs. Nous avons proposé les espaces de décision obtenus par l'application de nos méthodes, et leur traduction en termes de stratégies d'irrigation. Les algorithmes d'optimisation du quantile et d'optimisation multiobjectif ont abouti à la proposition de stratégies nouvelles en termes de prise en compte de l'incertain et de prise en compte simultanée d'objectifs. Il sera intéressant de poursuivre ces pistes de recherche, en particulier pour l'application à d'autres problèmes multicritères soumis à l'incertain.