Les protéagineux pourraient contribuer à réduire le déficit en protéines de l’Europe mais ils sont peu cultivés. L’association à une céréale permettrait de contourner leur variabilité de rendement et leur faible compétitivité vis-à-vis des adventices. Cette stratégie serait particulièrement pertinente pour le lupin blanc d’hiver, qui présente un fort potentiel de production de protéines mais un fort risque d’enherbement. Ce travail de thèse étudie en dynamique les interactions entre lupin, céréale et adventices afin de mettre en évidence les traits des espèces permettant d’accroitre leur complémentarité et la compétitivité vis-à-vis des adventices tout en sécurisant la productivité. L’étude d’un réseau de parcelles démontre que l’ajout de triticale permet d’augmenter la compétitivité vis-à-vis des adventices par rapport au lupin pur, d’obtenir un rendement supérieur et plus stable et de maintenir la production de protéines. Un essai en micro parcelles démontre le rôle majeur de la capture précoce d’azote (N) de la céréale pour accroitre la compétitivité vis-à-vis des adventices. Nous montrons que les rapports de compétition varient au cours du cycle et en fonction des espèces ou variétés ainsi que des conditions climatiques et influencent ainsi l’élaboration du rendement. De forts contrastes entre lupin et céréale pour des traits liés à l’acquisition précoce d’N sont décrits ainsi que leurs conséquences sur la mise en place de la complémentarité. Ce travail met en évidence que le choix d’espèces et de variétés aux traits complémentaires permet d’orienter les interactions entre lupin, céréale et adventices et ouvre des perspectives pour l’optimisation des performances. / Pea, faba bean and lupin could help to reduce the European protein deficit but they are not widely grown. Intercropping with a cereal can be seen as a way to circumvent their high yield variability and their low competitive ability against weeds. This strategy could be particularly relevant for winter white lupin, a crop that can produce high amounts of proteins but that is prone to high weed infestations. This doctoral thesis studies the dynamic interactions between lupin, cereal and weeds to highlight species traits that allow increasing their complementarity and their competitive ability against weeds while securing productivity. Results of a multisite study in agricultural fields demonstrate that adding triticale in lupin allows increasing competitive ability against weeds as well as yield and yield stability compared with sole-cropped lupin while maintaining protein production. A plot experiment highlights the key role of cereal early Nitrogen (N) uptake in the increase of competitive ability against weeds. Analysis of resource sharing shows that competitive relationships vary throughout the cropping cycle, depend on species or cultivars as well as climatic conditions and that they influence yield formation. Strong contrasts between lupin and a cereal for traits related to early soil N uptake and their consequences on complementarity are highlighted by the results of rhizotron experiments. This work emphasizes the role of species and cultivar choice to manage interactions between lupin, cereal and weeds and opens perspectives for the optimization of intercrop performances.