Dans une rotation soya maïs-grain, les résidus de désencrage (RDD) ont montré un effet répressif des adventices dicotylédones annuelles. Les causes de cette répression demeurent inconnues. Ainsi, le premier objectif de cette thèse était de contribuer à les élucider. L'impact des RDD sur le carbone (C), l'azote (N), le rapport C:N, le nitrate, l'ammonium et les composés phénoliques du sol a été étudié. La phytotoxicité des solutions simulant les composés phénoliques des RDD frais et du sol amendé a été investiguée. Suite à l'application des RDD, le carbone total et le rapport C:N ont augmenté, alors que la teneur du sol en nitrate a diminué. Douze composés phénoliques ont été quantifiés dans les RDD. Suite à l'application des RDD, la vanilline et l'acide 3-hydroxy-4-methoxycinnamic ont augmenté dans le sol. Cependant, leurs concentrations sont demeurées sous le seuil de sensibilité des espèces végétales étudiées. Les résultats de cette étude montrent que l'immobilisation du nitrate est en cause pour expliquer la diminution de l'établissement de certaines espèces végétales. Cependant, l'impact des composés phénoliques des RDD, sur les plantes, n'est pas à exclure. Ces molécules sont connues pour leur implication dans l'inhibition de la nitrification et la séquestration du nitrate dans la matière organique. Le deuxième objectif de cette thèse était d'évaluer les paramètres de qualité et le rendement du soya et du maïs, cultivés en rotation de courte durée, sous trois doses des RDD combinées à trois stratégies de désherbage et trois doses d'azote appliquées au maïs. Pour le soya, le rendement en grain a pu augmenter, rester inchangé ou diminué, en fonction de la dose de RDD, de l'absence ou de la présence des mauvaises herbes, de l'année de la rotation et de l'effet résiduel de l'azote appliqué au maïs. Basé sur les signatures isotopiques 813C et ô15N du grain, les RDD auraient empêché la diminution du rendement lors des saisons sèches et ils auraient favorisé la fixation du N2. Chez le maïs, le rendement en grains a augmenté avec l'augmentation de la fertilisation azotée et il a diminué avec l'augmentation du taux des RDD appliqué, alors que les herbicides ont pu augmenter le rendement. Cette étude confirme la possibilité d'intégrer les RDD dans une stratégie de lutte aux mauvaises herbes dans la rotation soya-maïs. En revanche, d'autres recherches sont nécessaires afin d'optimiser les doses d'herbicides. Il serait aussi pertinent de déterminer les effets bénéfiques des RDD sur les écosystèmes aquatiques limitrophes aux zones agricoles.