L’intensification des processus écologiques proposée par l’agroécologie est très dépendante du contexte agricole. Un renouvellement des savoirs sur l’exploitation agricole est nécessaire pour adapter chaque pratique agroécologique. Dans cette thèse, nous avons étudié l'activité d'expérimentation des agriculteurs, définie comme un processus de mise à l’épreuve de pratiques embarquant des hypothèses tant sur leur mise en œuvre que sur les processus agroécologiques que ces pratiques visent à induire. Notre travail est basé sur des enquêtes auprès de 17 agriculteurs majoritairement drômois, étant soit en maraîchage diversifié, soit en grandes cultures.Nous avons formalisé l'activité d'expérimentation des agriculteurs avec deux notions : la situation expérimentale (SE) et l'itinéraire d'expérimentation (ITE). Elles concernent respectivement le temps court (annuel ou infra-annuel) et le temps long (pluri-annuel) et font l'objet des deux premiers chapitres de résultat. Dans le premier, nous avons construit un cadre d’analyse des SEs comprenant des phases de conception, de réalisation et d’évaluation. A partir de ce cadre, nous avons étudié la diversité d’un échantillon de 181 SEs et identifié 10 groupes de SEs organisés en 4 clusters. La typologie obtenue dépend d'une variable particulière qui est le type de lien aux SEs précédentes. Dans le deuxième chapitre de résultat, nous avons approfondi ces liens en nous intéressant aux ITEs, définis comme la combinaison de différentes SEs portant sur une thématique agroécologique particulière. Nous avons identifié 4 types d'ITE qui diffèrent par leur intensité expérimentale, les liens entre SEs et l'émission ou non de nouvelles branches expérimentales.Le troisième chapitre de résultat traite la question du développement des connaissances des agriculteurs grâce à leurs expérimentations. Après avoir caractérisé différentes formes de connaissances, plus ou moins stabilisées, nous proposons trois processus de développement de connaissances avancées grâce aux expérimentations menées.Le modèle SE/ITE est prometteur pour accompagner les agriculteurs. La frise chronologique des SEs organisées en ITE représente un outil de réflexivité potentiel. / The intensification of ecological processes proposed by agroecology is highly dependent on the agricultural context. A renewal of farming knowledge is necessary to adapt each agro-ecological practice. In this thesis, we studied farmers’ experiments, defined as a process of testing practices that embody hypotheses both on their implementation and on the targeted agro-ecological processes. Our work is based on surveys of 17 farmers, mainly Drôme farmers, who were either diversified market gardeners or cereal farmers.We have formalized the farmers’ experiments with two notions: the experimental situation (SE) and the experimentation itinerary (ITE). They concern respectively short time (annual or infra-annual) and long time (multi-year) and are the subject of the first two chapters of the results. In the first one, we built an analytical framework that includes design, implementation and evaluation phases. From this framework, we studied the diversity of a sample of 181 SEs and identified 10 groups of SEs organized into 4 clusters. The typology obtained depends on a particular variable which is the type of link to previous SEs. In the second chapter of the result, we have deepened these links by focusing on ITEs, defined as the combination of different SEs on a particular agro-ecological theme. We identified 4 types of ITEs that differ in their experimental intensity, the links between SEs and the emission or not of new experimental branches.The third chapter of the result deals with the question of farmers developing knowledge through their experiments. After having characterized different forms of knowledge, more or less stabilized, we propose three processes for the development of advanced knowledge through experimentation.The SE/ITE model is promising to support farmers. The chronological timeline of SEs organized in ITEs represents a potential reflexivity tool.