La protection intégrée des cultures (PIC) apparaît comme une stratégie durable de protection des plantes contre les bioagresseurs, satisfaisant les exigences à la fois économiques, écologiques et sanitaires auxquelles est confrontée l’agriculture. L’amélioration des connaissances sur les interactions entre les bioagresseurs et les pratiques agricoles est indispensable afin de concevoir des méthodes de lutte plus économes en produits phytosanitaires Le modèle IPSIM (Injury Profile SIMulator), développé dans ce travail de thèse, vise à simuler l’effet des pratiques culturales, du pédoclimat et de l’environnement de la parcelle sur les dégâts causés par les bioagresseurs sur une culture. Ce modèle est basé sur une approche hiérarchique et agrégative. Ce travail décrit la base conceptuelle de la modélisation IPSIM et son application pour construire le modèle IPSIM-Wheat, simulant les profils de dégâts sur le blé en fonction des pratiques culturales et de l’environnement biotique et abiotique. Plusieurs modèles ont été conçus pour prédire les sévérités de six maladies, un ravageur et les plantes adventices du blé. Ces modèles contribuent ainsi au développement d’IPSIM-Wheat, dont une première version est présentée pour des bioagresseurs majeurs en interaction. Ce futur modèle pourra contribuer à concevoir des systèmes de culture incluant du blé, moins soumis aux pressions biotiques et moins dépendants des pesticides. / Integrated pest management (IPM) appears as a sustainable strategy to protect plants against pest while answering the economical, ecological, and toxicological expectations that agriculture must face. The effects of cultural practices on pest dynamics have to be thoroughly analyzed in order to reduce the reliance of cropping systems on pesticides. A model, named IPSIM ((Injury Profile SIMulator), currently under development in this thesis, aims at simulating the effects of cropping practices, as well as soil, climate and field environment on the injuries caused by multiple pests of a given crop. This model is based on a hierarchical and aggregative approach. This study describes the conceptual basis of the modeling and its applications in order to develop IPSIM-Wheat, a model simulating injury profiles on wheat. Thus, several models have been designed to predict six diseases, one insect pest and weeds. This study thus contributes to the development of IPSIM-Wheat which will help design innovative sustainable wheat-based cropping system.

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.