Accroître la compétitivité des cultures vis-à-vis des adventices est un levier essentiel pour concevoir des systèmes de culture moins dépendants des herbicides. Les légumineuses sont des espèces majeures pour diversifier les systèmes mais elles sont réputées peu compétitives vis-à-vis des adventices. Cependant la variabilité entre espèces en particulier pendant la phase précoce a été peu explorée. Ce travail vise à i) étudier, via deux expérimentations en rhizotrons en serre, les traits impliqués dans la croissance et l’acquisition d’azote (N) en début de cycle chez une gamme d’espèces de légumineuse et les conséquences sur la compétition légumineuse-adventice et à ii) quantifier au champ l’intérêt d’associations légumineuse-non légumineuse (colzalégumineuses, maïs-légumineuses pérennes, la légumineuse étant plante de service) sur la croissance et la composition de la flore adventice. Nous montrons qu’il existe une variabilité entre espèces de capture d’N en début de cycle en lien avec les réserves azotées de la semence et l’exploration racinaire. La croissance et l’acquisition d’N de l’adventice sont impactées différemment selon l’espèce de légumineuse pendant la phase précoce. Les essais au champ montrent l’intérêt de combiner des espèces aux traits complémentaires pour l’utilisation des ressources conduisant à un meilleur contrôle des adventices tout en maintenant la productivité de la culture. Cette étude montre aussi que la composition de la flore est modifiée en fonction de la légumineuse insérée dans le système en lien à la fois avec les traits des légumineuses et les traits de réponse des adventices. / Enhancing crop competitiveness against weeds is a relevant way in order to design cropping system less dependent on herbicides. Legumes are key species in diversified cropping systems but they are known to be low competitive against weeds. However, inter-specific variability especially in the early growth had been little studied. Our work aims to i) study, via two greenhouse experiments in rhizotrons, the traits involved in the growth and nitrogen (N) acquisition for a range of legume species and the impacts on weed-legume competition at the beginning of crop cycle and to ii) quantify under field experiments the interest of legume-non legume intercropping (oilseed rapelegumes, maize-perennial legumes, where legume species were grown as service plant) on weed growth and weed species composition. Our results highlighted the inter-specific variability for soil N uptake in the early growth in relation with seed reserves and rooting exploration. Weed growth and N acquisition are influenced differently as a function of legume species in the early growth. Field experiments show the advantage of species combinations with complementary traits for using resources, leading to better weed control while maintaining crop productivity. This study shows also that weed species composition was modified as a function of legume species in relation with both legume traits and weed traits response.

Introduction Des études épidémiologiques ont montré qu'une restriction nutritionnelle pendant la grossesse pouvait conduire à une réponse adaptative du fœtus conduisant à une altération durable du métabolisme. Ainsi, les enfants nés avec un petit poids de naissance sont plus à risque de développer des maladies cardiovasculaires à l'âge adulte. L'exposition à des contaminants obésogènes pourrait également jouer un rôle dans l'augmentation du risque d'obésité. L’alimentation est une des principales voies d'exposition à ces contaminants. Après une description de la qualité de l’alimentation pendant la grossesse, l’objectif était d'étudier l'association entre l'exposition prénatale aux contaminants alimentaires et la croissance des enfants.MéthodesLes données de trois cohortes de naissance ont été utilisées : deux études françaises (EDEN et ELFE), et une étude norvégienne (MoBa). Les femmes de ces cohortes, ont rempli un questionnaire de fréquence alimentaire (QFA) portant sur l’alimentation pendant la grossesse. L'évaluation des contaminants a été réalisée en combinant le QFA et des bases de données de contamination, la deuxième Etude de l’Alimentation Total (EAT2) française pour EDEN et plusieurs bases de données de contamination pour MoBa. Premièrement dans ELFE, nous avons créé un score de qualité de l'alimentation et un score spécifique à la grossesse, puis nous avons étudié les facteurs associés à une meilleure qualité alimentaire. Ensuite, nous avons examiné l’association entre la qualité de l'alimentation et la croissance prénatale. Deuxièmement, nous avons étudié la relation entre un contaminant alimentaire : l'acrylamide (AA), et la croissance prénatale, dans EDEN, et la croissance postnatale, dans MoBa. Troisièmement, nous avons étendu nos analyses à tous les contaminants alimentaires de l’EAT2, en analysant les composés pris individuellement, puis considérés en mélange.RésultatsPremièrement, nous avons montré que les recommandations générales et spécifiques étaient globalement bien suivies par les femmes enceintes. Certaines caractéristiques socioéconomiques ou démographiques étaient associées à la fois au score de qualité de l’alimentation et au score spécifique de la grossesse telles que l’âge à l’accouchement, niveau d’étude et revenu du foyer et le tabagisme. Un score élevé de qualité de l’alimentation était associé à un poids de naissance plus élevé et un risque plus faible d'avoir un enfant petit pour l’âge gestationnel (PAG).Deuxièmement, nous avons montré que plus l'exposition pendant la grossesse à l’AA est importante, plus la taille de naissance était faible et plus le risque de PAG est élevé. Dans MoBa, nous avons constaté que l'exposition prénatale à l'AA était associée à une prévalence accrue d'enfants en surpoids ou obèses et à une plus grande vitesse de croissance du poids durant l’enfance.Dans EDEN, sur les 99 composés chimiques sélectionnés, le poids de naissance était associé négativement à l’exposition à quatre contaminants alimentaires et positivement à l’exposition à quatre autres. L'IMC à 5 ans était associé négativement à un contaminant. Aucune de ces associations étaient statistiquement significative après prise en compte de la multiplicité des tests. Lorsque les composés chimiques étaient considérés en mélanges, un mélange de contaminants était positivement associé au poids de naissance et aucun mélange n’était associé à l'IMC à 5 ans.ConclusionUne qualité de l’alimentation élevée est associée à un poids de naissance plus élevé et une diminution du risque de PAG, alors que l'exposition alimentaire à l'AA est associée à une altération de la croissance fœtale. L’exposition prénatale aux contaminants alimentaires, évaluée à partir des données d’EAT, ne semble pas préoccupante vis-à-vis de la croissance prénatale et postnatale précoce car les effets retrouvés sont de faible amplitude et ne sont plus significatifs après prise en compte des tests multiples. / Introduction Maternal diet is the only prenatal source of nutrients and the major source for non-nutrients and can influence foetal growth and offspring’s long-term health. Chemicals known as “obesogens” might also play a role in increasing obesity risk and one of the main route of exposure to these chemicals is through foods. After a description of diet quality during pregnancy, the aim of this thesis was to study the association between prenatal exposure to food chemicals and prenatal and postnatal growth among children.MethodsWe used the data of three birth cohort studies: two French studies (EDEN and ELFE), and a Norwegian study (MoBa). We first described the compliance to dietary guidelines of French pregnant women and the impact of a better diet quality on birth outcomes using the data of the ELFE study. Secondly, we studied the relationship of a specific food contaminant, acrylamide, on birth size in the EDEN and postnatal growth in MoBa. Finally, we extended analyses to all available food chemicals in the second French Total Diet Study (TDS).ResultsThe nutritional guidelines for pregnant women were rather well followed in ELFE. The diet quality score was associated with higher birth weight and lower risk of having a small for gestational (SGA) baby. We showed that prenatal dietary exposure to acrylamide was associated with reduced birth size in EDEN, and to increased postnatal growth in MoBA. In EDEN, on the 99 selected food chemicals, birth weight was associated with eight chemicals (four negatively and four positively). BMI at 5 years was associated with one food chemical. These results were not significant after correction for multiple testing. When using the mixture approach, one mixture of chemical was positively associated with postnatal growth.ConclusionsThe diet quality score was associated with higher birth size. Whereas dietary exposure to acrylamide was associated with impaired foetal growth, when looking at a larger number of food chemicals, we did not find concerning association on child prenatal or postnatal growth. Exposure to food chemical assessed by TDS did not appear to be of major concern for growth but other windows of susceptibility, such as early childhood, and other outcomes, such as cognitive development, should be considered in future studies.

Dans l'optique d'une meilleure prévision des performances des cultures associées à base de légumineuses, il est nécessaire d'accroître nos connaissances sur la mise en place de la compétition entre les espèces associées. Ainsi, la croissance précoce, de la levée jusqu'au début de la compétition, est une phase déterminante de la compétitivité initiale de chaque espèce. La croissance précoce serait fonction des traits de semence et de plantule, i. e. masse de la semence, type de levée (épigée ou hypogée) en relation avec les conditions de semis, i. e. durée de levée, disponibilité en éléments minéraux. Les objectifs de la thèse étaient (i) d'identifier et de modéliser les effets des facteurs déterminants de la croissance précoce en lien avec les traits de semence et plantule et les conditions de semis (ii) et d'évaluer les impacts de variations de la croissance précoce sur la suite du cycle. Les expérimentations réalisées ont permis de mettre en évidence et de modéliser les effets de la masse de la semence et du degré d'utilisation des réserves séminales (en fonction de la durée de levée) sur la croissance précoce. La nutrition minérale a eu un effet stimulant chez toutes les espèces étudiées. L'intégration de la croissance précoce dans un modèle de fonctionnement de l'association pois-blé (AZODYN-IC) a montré que des variations de la croissance précoce avaient des conséquences sur la biomasse et sur la proportion de chaque espèce en fin cycle. Ces impacts ont aussi été observés expérimentalement. Les résultats obtenus apportent des éléments pour prédire le fonctionnement des cultures associées et pour proposer des leviers afin d'orienter les performances de ces couverts.