Grâce aux technologies de l’information et aux systèmes de positionnement par satellites (GNSS), l’agriculture de précision raffine l’échelle d’observation et d’intervention, du champ à la plante individuelle. La télédétection, notamment à travers les images satellitaires, a également permis de surveiller l’évolution de la culture, avec une fréquence temporelle et une résolution spatiale accrues. La vigueur de la culture est un paramètre crucial de la fertilisation, permettant d’optimiser l’apport en intrants et de générer des retombées économiques et environnementales. Plusieurs manières d’estimer la vigueur sont possibles. Pour une culture en rangs comme le maïs (Zea Mays L.), nous avons privilégié la biomasse qui servira de proxy à la vigueur. Notre étude s’appuie sur l’hypothèse que l’avènement des drones agricoles ouvrira la voie à une meilleure estimation de la vigueur. Nous supposons que la flexibilité de la plateforme combinée avec la très haute résolution spatiale (THRS) des images droniques permettra un suivi plus précis de l’évolution de la vigueur, tant dans l’espace que dans le temps – conditions critiques pour le déploiement de l’agriculture de précision. Les recherches des 15 dernières années s’appuient sur le drone pour collecter des images THRS, dont le traitement fait appel principalement à la méthode des indices de végétation, tel le NDVI. Plusieurs questions se posent : – Le recours au NDVI est-il la manière la plus efficiente d’exploiter la THRS des images droniques ? Si non, comment exploiter autrement et mieux cette imagerie ? – Attendu les contraintes de temps, la quantité de données et les impératifs logistiques, la méthode de traitement adoptée sera-t-elle suffisamment robuste ? Les concepts utilisés seront-ils simples et compréhensibles pour obtenir l’adhésion des utilisateurs finaux, c’est-à-dire les agriculteurs ? – Les capteurs à bord des drones pouvant être orientés assez librement, quels sont les effets des angles de visée sur les résultats ? D’abord, nous avons évalué la pertinence de l’approche classique, consistant à utiliser l’indice NDVI pour déterminer les paramètres de la culture. Pour cela, la plateforme dronique est comparée avec le capteur de proximité GreenSeeker. Il en découle que le drone se montre moins performant que le GreenSeeker pour l’estimation de la biomasse du maïs. Nous avons ainsi délaissé l’approche classique et opté pour un indicateur de surface apparente, extrait à l’aide des techniques de vision par ordinateur appliquées à des images RGB. Cette méthode tire profit de la THRS offerte par l’imagerie dronique et produit un proxy robuste de la biomasse, au niveau surfacique (par mètre carré) et linéaire (par rang). Nous avons aussi constaté que les résultats n’étaient pas affectés par les angles d’acquisition des images (au nadir et obliques). Partant, cette recherche ouvre la perspective à des applications de la dronautique en agriculture de précision, pour l’estimation de la vigueur et d’autres paramètres fondamentaux entrant dans les algorithmes d’optimisation des intrants. Elle offre également la possibilité d’imaginer des plateformes non-droniques pour l’acquisition des images THRS dans le contexte de la fertilisation. / Thanks to information technologies and GNSS (Global Navigation Satellite System), precision agriculture is refining the scale of observation and intervention, from the field to the individual plant. Remote sensing, in particular through satellite imagery, has also made it possible to monitor the crop dynamics, with increasing time frequency and spatial resolution. Crop vigor is a crucial parameter allowing the optimization of inputs, and consequently economic and environmental benefits. Several ways to estimate crop vigor are possible. For a row crop such as corn (Zea Mays L.), aboveground biomass has been favored and will serve as a proxy for vigor. Our study is based on the hypothesis that the recent advent of agricultural UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) will pave the way for a better estimation of crop vigor. We assume that the flexibility of the UAV combined with the very high spatial resolution of their images will allow a more accurate monitoring of crop vigor, both in space and time – conditions which are critical for the deployment of precision agriculture. Research over the past 15 years has relied on the UAV to collect images of very high spatial resolution. However, the processing of those images is mainly based on vegetation indices, especially the NDVI. Several questions arise from the above observations: – Is the use of NDVI the most efficient way to exploit the spatial resolution of UAV images? If not, is there a better way to exploit this imagery? – How to respond to time and logistical constraints in the image processing so that it is ultimately adopted by farmers? – Since UAV-borne sensors can be oriented quite freely, what are the effects of the acquisition angles on the results? First, we assessed the relevance of the traditional approach which uses the NDVI index to determine crop parameters. To do that, we compared the UAV platform with the GreenSeeker proximal sensor. The results showed that the UAV is less efficient than the GreenSeeker in estimating corn biomass. We thus moved away from the traditional approach and opted for a method extracting the apparent leaf area, through computer vision techniques applied to RGB images. This method took advantage of the very high spatial resolution offered by UAV images and produced a robust proxy for corn biomass, at the surface (per square meter) and row levels. We also found that the results were not affected by the acquisition angles of the images (nadir and oblique). Therefore, this research opens the perspective to UAV applications in precision agriculture, for the estimation of vigor and other fundamental parameters used in input optimization algorithms. It also offers the possibility to imagine non-UAV based platforms for the acquisition of very high resolution images in the context of fertilization.

Chez deux sols (loam argileux ou sableux), on a comparé l'effet de la monoculture de soja et de la rotation soja-maïs (2-3 ans de maïs puis 1-2 ans de soja), ainsi que l'effet d'un compost urbain et de la fertilisation minérale, sur la survie et la germination carpogénique des sclérotes du Sclerotinia sclerotiorum et sur la sclérotiniose du soja. Au site argileux, la rotation de 3-ans-de-maïs a réduit (effet suppressif) la gravité de la maladie par un rendement accru du soja et par la diminution du couvert de dicotylédones, alors que le compost a augmenté la maladie. L'azote était négativement corrélé à la survie des sclérotes sous fertilisation minérale. Au site sableux, l'interaction 3-ans-de-maïs x compost a réduit la maladie. La teneur en argile a favorisé la germination carpogénique et la gravité de sclérotiniose, alors qu'une stabilité structurale accrue et l'activité microbiologique étaient négativement corrélées à la germination. Cette étude approfondit les interactions entre pratiques culturales, santé du sol et couvert végétal, et contribue à mieux expliquer leurs effets propres et communs sur la sclérotiniose.

Actuellement, la présence d'un orgarusme génétiquement modifié (OGM) est suspectée lorsqu'un criblage par réaction de polymérase en chaîne (peR) révèle la présence d'un OGM, que l'on peut identifier à l' aide des tests peR spécifiques aux variétés approuvées. Le processus de détection d'un OGM peut être long et complexe, lorsqu' il s' agit d'un mélange de plusieurs OGM. Nous avons développé un test basé sur l'empreinte ADN de la séquence de l'insert (DIF) permettant la détection des OGM autorisés et non autorisés .. Après extraction, l'acide désoxyribonucléique (ADN) est digéré et lié à un adaptateur. Il est amplifié par deux peR utilisant des amorces spécifiques à l' adaptateur et à une séquence cible spécifique tel un promoteur ou un terminateur. Des résultats intéressants ont été obtenus après analyse par électrophorèse capillaire avec cette méthode. En effet, des seuils de détection de 0,5 % dans un mélange OGMInon-OGM et de 0,5 % à 5 % dans un mélange OGM/OGM ont été obtenus.

Le maïs Bt, une forme transgénique du maïs exprimant une toxine du Bacillus thuringiensis, a été rapidement adopté par les producteurs québécois malgré plusieurs interrogations quant à son utilité réelle et ses impacts environnementaux. Des essais réalisés en 2003 et 2004 sur deux sites agricoles ont montré ici peu de différences de rendement entre les cultivars Bt et conventionnels. Des échantillonnages au champ ont aussi permis de calculer un indice de biodiversité de l'entomofaune similaire, peu importe les lignées testées. En particulier, les lignées transgéniques n'ont montré aucun impact sur les populations de coccinelles et de pucerons, alors que des différences étaient observées d'une lignée conventionnelle à l'autre. Des expériences en serre sur la performance biologique du puceron modèle Rhopalosiphum padi ont confirmé les données de terrain. Une étude protéomique comparant le taux de divergence métabolique inter-hybrides a montré des différences marquées entre les hybrides conventionnels, comparées à de faibles taux de divergence entre les hybrides conventionnels et leurs contreparties transgéniques. En somme, ces résultats suggèrent un impact négligeable des hybrides transgéniques sur la biodiversité des insectes dans les cultures de maïs au Québec, expliqué en partie par une forte ressemblance de ces hybrides avec leur lignée mère.

Les engrais azotés sont essentiels pour atteindre des rendements élevés, mais ils peuvent causer des problèmes environnementaux s'ils ne sont pas prélevés par la plante. Des indicateurs du statut nutritif, tels que les indices de chlorophylle des feuilles (IC), le test de nitrates (NO3) du sol et les indices de nutrition azotée (INA) calculés à partir d'une concentration critique en N (Ne) font partie des nouveaux outils diagnostiques à évaluer au Québec pour assurer une meilleure gestion de l'azote dans la production du maïs-grain. Nos objectifs sont de valider le modèle de concentration critique en N de Plénet et Lemaire (2000), d'étudier la relation entre l'IC et l'INA, ainsi que la relation entre la teneur en NO3 du sol et l'INA. Différentes doses de N (20 à 250 kg N ha"1 ) ont été appliquées pendant deux saisons de croissance (2004-2005) sur six sites situés dans les régions de Québec et de la Montérégie. Des mesures de la biomasse aérienne, la teneur en N des feuilles, la chlorophylle et la teneur en NO3 sur 0-15 cm ont été prises à sept ou huit occasions à des intervalles d'environ une semaine au cours de la saison de croissance. Les résultats obtenus indiquent que la courbe de N critique (g N kg"1 MS) suivante : Ne = 34W"°37 (W : biomasse aérienne; t MS ha"1 ) proposée par Plénet et Lemaire (2000) en France est validée, puisqu'elle permet de distinguer les situations limitantes et non limitantes en N du maïs pour les conditions pédoclimatiques du Québec. Une relation quadratique positive a été obtenue entre l'IC et l'INA (R2 = 0,56 ; P < 0,001) toutefois, cette relation semble varier selon les sites. Finalement, aucune relation positive significative n'a été observée entre la teneur en nitrates du sol et l'INA. Cependant, une accumulation de nitrates a été observée lorsque l'INA était plus élevé que 0,95.

La détection des mauvaises herbes en temps réel permettrait de faire des économies d’herbicides. Actuellement, les technologies de détection en temps réel ne permettent pas de différencier les mauvaises herbes de la culture de façon rapide et précise. Il serait cependant possible d’utiliser l’entre-rang, là où la culture est absente, dans le maïs et dans le soya pour estimer les mauvaises herbes. L’objectif de cette recherche est de vérifier si le recouvrement, la biomasse et le dénombrement des mauvaises herbes sur l’entre-rang sont représentatifs de ceux sur le rang suite à une perturbation. Les perturbations testées incluaient le passage du semoir, de la roue de tracteur, d’une roue plombeuse et d’une dent. Dans le maïs, le couvert de mauvaises herbes est inférieur sur l’entre-rang alors que dans le soya il est légèrement supérieur dans l’entre-rang. L’entre-rang non perturbé lors du semis dans le soya et l’entre-rang perturbé par la roue de tracteur dans le maïs pourraient être utilisés pour détecter le couvert de mauvaises herbes sans générer de biais par rapport au rang. / Site-specific weed management using real time detection can reduce herbicide use. At present, this technology is not able to discriminate weeds and crop plants with enough precision and speed to be implemented. However, in corn and soybean, the inter-row, where there is no crop, could be use to detect weeds. The goal of this research is to determine if weed cover, biomass and density on rows and interrows are equivalent after different disturbances. Tested disturbances included planter, tractor wheel, press wheel and tooth. In corn, there are fewer weeds in the undisturbed inter-row than on the row while the opposite is observed in soybean. The undisturbed inter-row in soybean and the tracked interrow in corn could be used to detect weeds without underestimating weed cover.

Cette thèse porte sur l’effet du risque de prix sur la décision des agriculteurs et les transformateurs québécois. Elle se divise en trois chapitres. Le premier chapitre revient sur la littérature. Le deuxième chapitre examine l’effet du risque de prix sur la production de trois produits, à savoir le maïs grain, la viande de porc et la viande d’agneau dans la province Québec. Le dernier chapitre est centré sur l’analyse de changement des préférences du transformateur québécois de porc pour ce qui est du choix de marché. Le premier chapitre vise à montrer l’importance de l’effet du risque du prix sur la quantité produite par les agriculteurs, tel que mis en évidence par la littérature. En effet, la littérature révèle l’importance du risque de prix à l’exportation sur le commerce international. Le deuxième chapitre est consacré à l’étude des facteurs du risque (les anticipations des prix et la volatilité des prix) dans la fonction de l’offre. Un modèle d’hétéroscédasticité conditionnelle autorégressive généralisée (GARCH) est utilisé afin de modéliser ces facteurs du risque. Les paramètres du modèle sont estimés par la méthode de l’Information Complète Maximum Vraisemblance (FIML). Les résultats empiriques montrent l’effet négatif de la volatilité du prix sur la production alors que la prévisibilité des prix a un effet positif sur la quantité produite. Comme attendu, nous constatons que l’application du programme d’assurance-stabilisation des revenus agricoles (ASRA) au Québec induit une plus importante sensibilité de l’offre par rapport au prix effectif (le prix incluant la compensation de l’ASRA) que par rapport au prix du marché. Par ailleurs, l’offre est moins sensible au prix des intrants qu’au prix de l’output. La diminution de l'aversion au risque de producteur est une autre conséquence de l’application de ce programme. En outre, l’estimation de la prime marginale relative au risque révèle que le producteur du maïs est le producteur le moins averse au risque (comparativement à celui de porc ou d’agneau). Le troisième chapitre consiste en l’analyse du changement de préférence du transformateur québécois du porc pour ce qui est du choix de marché. Nous supposons que le transformateur a la possibilité de fournir les produits sur deux marchés : étranger et local. Le modèle théorique explique l’offre relative comme étant une fonction à la fois d’anticipation relative et de volatilité relative des prix. Ainsi, ce modèle révèle que la sensibilité de l’offre relative par rapport à la volatilité relative de prix dépend de deux facteurs : d’une part, la part de l’exportation dans la production totale et d’autre part, l’élasticité de substitution entre les deux marchés. Un modèle à correction d’erreurs est utilisé lors d’estimation des paramètres du modèle. Les résultats montrent l’effet positif et significatif de l’anticipation relative du prix sur l’offre relative à court terme. Ces résultats montrent donc qu’une hausse de la volatilité du prix sur le marché étranger par rapport à celle sur le marché local entraine une baisse de l’offre relative sur le marché étranger à long terme. De plus, selon les résultats, les marchés étranger et local sont plus substituables à long terme qu’à court terme. / The objective of this thesis is to investigate the effect of price risk on the decision of farmers and processors in Quebec. The dissertation is structured in three main chapters. The first chapter looks on a literature review. The second chapter examines the effect of price risk on the supply of three productions namely grain corn, pork and lamb in the Quebec province. The final chapter focuses on the analysis of changing in preferences of the Quebec pork processor concerning the choice of market. The first chapter, addressing the academic background of importance of risks in agriculture, shows the significant effect of price risk on agricultural production. Also the literature points out the effect of price risk on international trade. The second chapter introduces risk factors (prices expectations and price volatility) in the supply function. A generalized autoregressive conditional heteroskedasticity (GARCH) model is used to model the above mentioned risk factors. The model parameters are estimated by full information maximum likelihood (FIML) method. While empirical results show the negative effect of price volatility on production, prices predictability has a positive effect on the amount produced. As expected, the results reveal the application of the farm income stabilization insurance program (ASRA) in Quebec leads to more sensitivity of producer to effective prices (prices including ASRA compensation) than to the market price. In addition, our results present less sensitivity to input prices than output ones in the case of application ASRA. The decrease in producer risk aversion is another consequence of the application of this program. On the other hand, estimation of the relative marginal risk premium index reveals that the pork producer is the most risk-averse producer. The third chapter concerns the analysis of market choice by Quebec pork processor. It is supposed that processor has the ability to supply his products in two markets: foreign and local. The theoretical model explains the relative supply as a function of both relative price expectation and relative price volatility. Furthermore this model shows that the sensitivity of the relative supply to the relative price volatility depends on two factors: the share of exports in total production and the elasticity of substitution between two markets. An error correction model is used in estimating model parameters. The results show a positive and significant effect of relative price anticipation on relative supply in short-term. Besides, these results show an increase in price volatility of foreign market in comparison to local market, leads to a decline of supply in the foreign market in long-term. Also according to the results, the local and foreign markets are more substitutable in long-term than short-term.

Une étude ayant pour objectif d'évaluer différentes séquences d'herbicides en condition de doses réduites, a été mise en place à la station agronomique de l'Université Laval pendant trois ans. Huit séquences culturales de maïs (Zea mays) et de soya (Glycine max) tolérant au glyphosate et au glufosinate ont été testées avec quatre doses d'herbicides. Les résultats montrent que l'emploi du glufosinate trois ou deux années de suite en remplacement d'une utilisation continue du glyphosate paraît difficilement envisageable. Des problèmes de répression et des baisses de rendement sont visibles en présence d'une flore mixte (présence de graminées annuelles en particulier). L'utilisation de doses réduites de glufosinate n'est pas conseillée pour les mêmes raisons. Concernant le glyphosate, une réduction d'un quart de la dose homologuée semble réalisable du point de vue des rendements des cultures, mais présente toutefois un risque d'augmentation de la banque de graines au bout de deux années d'utilisation répétée.

Les glycogénoses sont des maladies touchant la synthèse ou la dégradation du glycogène. Un diagnostic précoce et une diète optimale, incluant la prévention des hypoglycémies, sont d’une importante cruciale pour le devenir des patients. Les présents travaux visaient la confirmation génétique de glycogénose chez des patients inuits du Nunavik ainsi que l’évaluation de l’impact sur le sommeil et la qualité de vie d’une nouvelle thérapie nutritionnelle, GlycosadeTM, dans une cohorte de patients montréalaise. Par séquençage d’exome, nous avons identifié la mutation causale de glycogénose au Nunavik, permettant un diagnostic précoce et un dépistage des membres de la famille. Nous avons aussi introduit une fécule de maïs à action prolongée et évalué prospectivement le sommeil et la qualité de vie des patients avec glycogénose avant et après ce traitement. Nous avons mis en évidence des troubles de sommeil chez les patients et avons discuté du GlycosadeTM comme d’une option thérapeutique prometteuse. / Glycogen storage diseases are diseases affecting glycogen synthesis or degradation. Early diagnosis and optimal diet, including hypoglycemia prevention, are essential for better patient outcomes. The present work aimed to genetically confirm glycogen storage disease in Inuit from Nunavik and to evaluate the impact of a new nutritional therapy, GlycosadeTM, on sleep and quality of life in a cohort of patients from Montreal. We identified the causative mutation of glycogen storage disease in Nunavik by means of exome sequencing allowing early diagnosis and screening of family members. We also introduced a long acting form of cornstarch and prospectively assessed sleep and quality of life before and after this treatment in patients with glycogen storage disease. We highlighted sleep disturbances in patients and discussed GlycosadeTM as a promising therapeutic option.

Le problème de l’accès aux ressources génétiques des plantes pour la sélection variétale est au cœur de la Révolution Verte. A partir des années 1960, les sélectionneurs font de la disparition des variétés locales sous l’effet de la diffusion de nouvelles variétés génétiquement homogènes un problème public à l’échelle mondiale. Dans une perspective qui croise la recherche d’archives et l’enquête de terrain, cette thèse revient sur la formation de ce problème, sur sa trajectoire historique et ses enjeux actuels. Il s’agit d’analyser l’hétérogénéité des savoirs scientifiques et des approches qui sont développés sur le thème de la conservation des ressources génétiques dans les arènes internationales. L’étude des débats et des initiatives menés dans le cadre de la FAO permet de comprendre quels sont les savoirs légitimés, lesquels sont marginalisés et comment la nature et les contours du problème ont été négociés. La place que les ressources génétiques occupent au cours d’épisodes clés de la Révolution Verte est également au cœur de ce travail. Cette thèse analyse spécifiquement l’importance accordée aux variétés locales de maïs dans le programme agricole que la Fondation Rockefeller met en place au Mexique à partir de 1943. Alors que le maïs hybride est généralement présenté comme un vecteur de la modernisation agricole, cette thèse montre que les experts sont confrontés à l’échec du paradigme d’amélioration variétale qu’ils étaient censés exporter. Face à une innovation uniquement applicable à une échelle très limitée, les semences paysannes du maïs restent l’option variétale la plus utilisée au Mexique. Ce travail montre que ce sont bien les choix pragmatiques des agriculteurs qui constituent le fondement de la conservation, de facto, des ressources génétiques du maïs dans ce pays. / The issue of access to plant genetic resources for plant breeding is at the heart of the Green Revolution. Beginning in the 1960s, the disappearance of local varieties with the spread of new genetically homogeneous varieties evolved into a public problem on a global scale. Combining archival research and field investigations, this thesis explores the emergence of this problem, its historical trajectory, and its current forms. I analyze the heterogeneity of scientific knowledge and approaches to the conservation of genetic resources developed in international arenas. An exploration of debates and initiatives within the framework of the FAO sheds light on the issues of which knowledges are legitimated and which marginalized, and on how the nature and outlines of the problem have been negotiated. An examination of the role of genetic resources in key episodes in the Green Revolution is also central to the study. The thesis specifically analyzes the importance attributed to local maize varieties in the agricultural program that the Rockefeller Foundation implemented in Mexico beginning in 1943. While hybrid maize is generally presented as a vector of agricultural modernization, this thesis shows how experts were faced with the failure of the varietal improvement paradigm that they were supposed to export. As hybrid maize is an innovation that is only applicable on a very limited scale, farmers’ maize seeds still are the most widely used varietal option in Mexico. The study shows that it is indeed the pragmatic choices of farmers that form the basis for the de facto conservation of the country’s maize genetic resources.