Des systèmes de culture innovants doivent être proposés pour répondre aux nouveaux objectifs de l'agriculture qui devront allier productivité, respect de l'environnement et rentabilité économique. Les systèmes de culture en semis direct sous couvert végétal (SCV) avec cultures associées permettraient d'atteindre ces objectifs. Si ces systèmes ont en effet montré des intérêts en climat tropical, ils sont presque inexistants en climat tempéré.<br />Cette thèse se propose d'accroître les connaissances scientifiques sur ces systèmes particuliers pour faciliter leur conception et leur évaluation en climat tempéré. Le travail repose sur un dispositif expérimental mis en place à Grignon (Yvelines, France) en 2002 pour trois campagnes culturales. Du blé tendre d'hiver (Triticum aestivum L.) est semé (i) dans un sol labouré, (ii) directement dans les résidus de la culture précédente et, (iii) directement dans six plantes de couverture différentes. En combinant sur ce dispositif une double approche, systémique et analytique, les objectifs de la thèse sont de comprendre, selon l'espèce de couverture, (i) l'impact des différents SCV avec cultures associées sur le rendement de la culture de vente en mettant en évidence les phases de sensibilité aux stress de cette culture, (ii) les relations de compétition et/ou de facilitation pour l'azote et la lumière entre les espèces associées et, (iii) l'évolution, à court terme, de la structure du sol et de ses propriétés hydriques.<br />Ce travail montre que la présence d'une plante de couverture peut réduire, parfois fortement, le rendement de la culture de vente, différemment selon l'espèce de couverture, sa conduite technique et les conditions climatiques ; les phases d'élaboration du rendement qui sont perturbées dans ces situations culturales dépendent aussi de ces trois facteurs. De plus, l'étude met en évidence que la compétition pour le rayonnement lumineux entre les espèces associées est le processus le plus défavorable au rendement du blé.<br />A court terme, il n'apparaît pas de différences marquées entre la structure d'un sol non travaillé sans plante de couverture et celle d'un sol non travaillé avec une plante de couverture. Toutefois, l'étude révèle que les propriétés hydriques peuvent être modifiées selon l'absence ou la présence d'une plante de couverture sur un sol non travaillé sans démontrer de variations importantes de ces propriétés selon l'espèce de couverture.<br />La thèse fournit des informations scientifiques et techniques sur le fonctionnement, en climat tempéré, de peuplements associant sur un sol non travaillé, une culture de vente à différentes plantes de couverture. Elle montre la faisabilité mais aussi les risques des SCV avec cultures associées ; elle permet d'identifier des axes de recherche pour compléter les connaissances et fournir des références pour réduire ces risques.

La matière organique (MO) remplit de multiples fonctions dans les systèmes agro-pastoraux ouest-africains. Or l'offre en ressource organique y diminue depuis plusieurs décennies. Afin d'estimer la viabilité d'un terroir agro-pastoral dans le sud du Sénégal, les bilans (stocks et flux) du carbone (C), de l'azote (N) et du phosphore (P ; assimilable seulement dans le sol et noté POD) y ont donc été établis.<br />Le terroir choisi était organisé en auréoles, avec une intensification croissante des pratiques de la périphérie (auréole de brousse) vers le village (champs de case).<br />Les stocks dans le système sol-plante étaient de 54,7 tC, 2,63 tN et 43,5 kgP ha-1 dans les jachères âgées, soit des croîts respectifs de 97, 29 et 251 % par rapport aux cultures de brousse (l'augmentation ayant lieu essentiellement dans la biomasse végétale). Les stocks mesurés dans le sol des champs de case étaient supérieurs à ceux des cultures de brousse, essentiellement dans l'horizon 0-10 cm. Cependant, la faible réponse globale des stocks de carbone des sols sableux à la jachère et à la fumure ne peut être interprétée qu'en réévaluant le rôle bio-thermodynamique joué par le carbone dans l'intégrité des agroécosystèmes locaux.<br />Les stocks moyens sur le terroir contrôlables par l'homme furent estimés à 29,7 tC, 1,52 tN and 28,6 kgP ha-1 en 1997. Le carbone était stocké surtout dans le sol. Elevage, récoltes et collecte de bois ont représenté respectivement 59, 27 et 14 % des prélèvements de carbone dans le terroir. Grâce à eux, des flux importants de carbone ont été établis vers les champs de case (3,8 tC ha-1 an-1), et les pertes minérales globales ont été estimées à 4 kgN et 1 kgP ha-1 an-1. Le terroir était donc proche de l'équilibre minéral.<br />Mais selon la dynamique démographique actuelle, la perte de carbone pourrait atteindre 0,38 tC ha-1 an-1, et la demande en carbone doubler durant les 30 prochaines années. Sans intensification des pratiques, ceci remettrait en cause la viabilité du système.

Après avoir dressé un inventaire des connaissances, attitudes et pratiques concernant les leishmanioses en Amazonie d'après la littérature, le présent travail s'est focalisé sur les espèces végétales connues et utilisées dans le traitement de ces maladies. L'utilisation d'indices de diffusion (géographique, culturelle) a permis de caractériser des taxons antileishmaniens panamazoniens et de définir certains mécanismes impliqués dans leur diffusion. Des cohérences entre usages traditionnels et résultats de laboratoire ont été recherchés. Deux enquêtes de type " connaissance, attitudes et pratiques " effectuées au sein du groupe chayahuita (Pérou), et sur le haut et moyen cours du fleuve Oyapock (Guyane, communautés teko et wayãpi) ont permis d'affiner les connaissances sur la perception de cette maladie dans ces différents groupes culturels, de comprendre les recours aux différentes thérapeutiques et de dresser un inventaire des espèces médicinales utilisées. Trente et une espèces collectées chez les Chayahuita ont été soumises à des essais in vitro sur amastigotes axéniques de Leishmania amazonensis. Pseudoelephantopus spicatus (Asteraceae) compte parmi les espèces les plus actives et les plus fréquemment utilisées, et des dérivés du piptocarphol très actifs sur les parasites in vitro ont été isolés conjointement à l'acide ursolique. La présence de ces molécules permet de justifier en partie l'usage de cette espèce comme antileishmanien traditionnel par les Chayahuita.

Dickeya dadantii est une bactérie responsable de pourritures sur un large spectre de plantes. Sa virulence est principalement due à la sécrétion d'enzymes dégradant la paroi végétale. Ce travail de thèse a porté sur l'identification de molécules jouant un rôle de signal dans les interactions entre plantes et bactéries. Divers phytoconstituants sont connus pour être impliqués dans les phénomènes de communication entre plantes et microorganismes. Chez D. dadantii, nous avons caractérisé deux régions génomiques, lfa et lfg, codant des protéines exprimées seulement lors de l'infection de plantes ou en présence d‟extraits végétaux. Leur expression est modulée par des répresseurs agissant différemment en présence ou absence d'inducteur. Ces régulateurs, LfaR et LfgR, contrôlent également l'expression de gènes permettant le transport de l'inducteur dans le cytoplasme bactérien. Après mise au point d'un test de criblage, la recherche de l'inducteur végétal a été réalisée à partir d'extraits de feuilles d'endive et de tubercules de pomme de terre. Plusieurs étapes chromatographiques ont permis d'obtenir plusieurs fractions actives, dont une très fortement. Cette fraction provenant de pomme de terre contient seulement deux composés qui ont été purifiés. Le composé majeur a été identifié comme étant un nucléoside, la guanosine, mais cette molécule pure n'a pas d'activité inductrice. La quantité de l'autre composé était insuffisante pour permettre l'identification de cette molécule active. Les résultats de ce travail montrent l'implication et le mécanisme d'action de petites molécules hydrophiles agissant comme signaux dans l‟interaction entre la plante et D. dadantii.

La ciguatéra est une intoxication liée à l'ingestion de poissons de récif corallien devenus toxiques par l'accumulation d'une ou plusieurs neurotoxines d'origine dinoflagellaire. Cet ichtyosarcotoxisme représente une des plus fréquentes formes d'intoxication dans les régions tropicales et subtropicales et se manifeste par une cohorte de symptômes complexes chez l'homme. La première partie de cette étude a consisté à mettre en évidence l'action de la CTX-1B du Pacifique (P-CTX-1B) sur la surproduction d'oxyde nitrique (NO) via la modulation de son enzyme de synthèse, la NO synthétase inductible (iNOS), impliquant ainsi pour la première fois ce mécanisme pathogénique inflammatoire dans la ciguatéra. La deuxième partie concerne les travaux de l'évaluation de potentiel thérapeutique d'une trentaine d'extraits de plantes. En effet, la médecine occidentale reste peu efficace et symptomatique pour traiter durablement les patients souffrant de ciguatéra. La troisième partie décrit la sélection de trois de ces plantes et les études phytochimiques menées. Ces travaux ont conduit à l'identification de trois molécules : la quercitrine, l'acide rosmarinique et l'agnuside. Cette thèse a abouti au dépôt d'un brevet sur l'activité détoxifiante de l'acide rosmarinique.

L'objectif de la thèse est d'étudier l'impact d'apports répétés de composts urbains sur la dynamique de l'eau et de l'azote dans le système sol-plante, en sol cultivé. La dynamique de l'eau a été suivie en sol nu et en sol cultivé avec du maïs à l'aide de sondes TDR et de tensiomètres, entre 20 et 160 cm de profondeur. Un suivi de la dynamique d'un traceur de l'eau (anion bromure) et de l'azote minéral du sol a été réalisé par des prélèvements destructifs. Les données mesurées ont été utilisées pour simuler la dynamique de l'eau et de l'azote dans le sol suite aux apports de composts à l'aide du modèle PASTIS. L'apport de composts a affecté les propriétés hydriques de l'horizon de surface du sol, en augmentant la rétention en eau et en diminuant les flux d'évaporation par rapport au témoin. Cet effet peut être relié à l'augmentation de la teneur en matière organique du sol après 10 ans d'apports des composts. La modélisation de la dynamique de carbone et de l'azote dans le sol a permis de montrer l'importance des arrières effets des apports précédents sur la fourniture en azote minéral du sol et un effet positif de l'apport de PRO sur la disponibilité de l'azote pour la plante. L'apport d'un compost à forte biodégradabilité, comme amendement organique, présente plus d'intérêt durant l'année qui suit son apport, alors que les composts à faible biodégradabilité représentent l'avantage d'avoir une minéralisation plus importante à long terme (après des apports répétés).

Les associations de cultures céréales légumineuses participent au développement d'agrosystèmes performants et durables. La proportion de chaque espèce dans le couvert ainsi que leur productivité sont cependant fortement dépendantes de l'équilibre entre compétition et complémentarité interspécifique. Le partage de la lumière entre la céréale et la légumineuse est donc déterminant dans le fonctionnement des associations. La structuration physique de la canopée, qui conditionne l'interception du rayonnement lumineux, résulte de la mise en place de l'architecture aérienne des individus composant le peuplement. Afin d'appréhender les relations entre architecture et partage du rayonnement dans les associations blé-pois (Triticum aestivum L.-Pisum sativum L.), un modèle 3D de la morphogénèse aérienne du pois, baptisé L-Pea, a été développé sur la base de l'approche plante virtuelle. Des expérimentations ont été conduites afin i) de caractériser la morphogénèse de génotypes de pois contrastés cultivés sous différentes conditions (serre/champ, pur/associé), et ii) de modéliser l'architecture aérienne du pois. Un simulateur tripartite, intégrant les modèles L-Pea, ADEL-Blé (modèle architecturé de blé) ainsi que CARIBU (modèle de transferts radiatifs), a ensuite été construit afin de créer une association virtuelle. Cette approche de type plante virtuelle s'est révélée pertinente dans l'optique d'étudier le déterminisme architectural du partage de la lumière dans les associations blé-pois. Ce simulateur a par ailleurs montré que des paramètres architecturaux (e.g. ramifications, entrenœuds) peuvent affecter de manière significative et dynamique le partage de la lumière et donc le développement de l'association. Cette thèse se propose i) de démontrer la pertinence de l'approche plante virtuelle pour appréhender le partage du rayonnement dans les associations et ii) de contribuer à la sélection/construction de variétés/idéotypes adaptés aux couverts plurispécifiques.

Comprendre la sélection exercée par la plante hôte et ses conséquences sur la structure des populations pathogènes est essentiel pour gérer durablement les résistances des plantes aux maladies. Les objectifs de ce travail sont i) d'appréhender l'impact de la sélection imposée par des hôtes présentant différents niveaux de résistance, sur la structure phénotypique et génotypique d'une population locale de Phytophthora infestans, agent du mildiou de la pomme de terre ; ii) de déterminer si les pressions de sélection récurrentes exercées par les variétés dominant chaque bassin de production entraînent l'adaptation locale des populations de P. infestans et iii) de tester l'hypothèse d'un trade-off entre agressivité pendant la phase épidémique et capacité de survie hivernale dans des populations clonales de P. infestans. Nos résultats montrent que la sélection par l'hôte agit sur les composantes qualitative (virulence) et quantitative (agressivité) du pouvoir pathogène. La variation importante pour l'agressivité permet une adaptation des populations de P. infestans, pouvant aboutir à l'érosion de résistances partielles. Les populations françaises de P. infestans apparaissent adaptées à la variété dominante nationalement (Bintje), mais pas aux variétés localement dominantes. Le processus d'adaptation locale opère dans ce pathosystème, mais n'est détectable qu'à une échelle spatiale très vaste, pour des populations géographiquement déconnectées. Nos résultats montrent également que lors de la phase de survie hivernale, il n'y a pas de contre-sélection des souches les plus agressives par surmortalité des tubercules infectés. Ce travail souligne l'importance de considérer l'ensemble des forces évolutives pour décrire et comprendre la réponse adaptative des populations pathogènes. La modélisation des processus démogénétiques permettra de proposer et de valider des stratégies de gestion optimales des résistances variétales.

Le parc national d'Oka héberge une grande richesse floristique et une grande diversité d'habitats dans le sud du Québec, à proximité du Saint-Laurent. Il s'agit également d'une aire protégée qui accueille de nombreux visiteurs chaque année. C'est ici que se situe toute la problématique, car les espèces menacées et vulnérables du parc sont sujettes à une pression anthropique durant l'été. De plus, peu d'études ou de travaux sont menés afin d'évaluer et de protéger cette biodiversité végétale unique. Pour répondre à ce problème, un projet d'instauration de suivi de plantes menacées ou vulnérables a été proposé. Les étapes préliminaires comme le choix des taxons à suivre et la validation terrain, ont été réalisées en 2010 par les collaborateurs de ce projet. Les plantes sélectionnées étaient Podophyllum peltatum, Toenidia integerrima, Desmodium nudiflorum, Lysimachia hybrida et Agastache nepetoides. Ce mémoire s'est intégré dans ce projet et a pour objectifs d'établir des protocoles de suivi à long terme des populations de ces espèces et de recueillir les données initiales qui serviront de données de référence. Pour ce faire, les plantes sélectionnées ont été étudiées afin de réaliser un protocole spécifique pour chacune d'elles. Le protocole mis en place à l'été 2011 a permis de récolter les premières données. Une seule colonie de Podophyllum peltatum a été retrouvée au parc d'Oka avec un effectif de 100 tiges aériennes. Cette population montrait une faible capacité d'expansion. Pour Toenidia integerrima, deux colonies se situaient autour des oratoires 1 et 3. Des interventions mécaniques ouvrant la canopée et diminuant la compétition interspécifique devraient permettre à ces colonies de se maintenir. Desmodium nudiflorum possédait une population abondante et étendue dans ce parc et montrait un fort potentiel d'expansion. Une corrélation inverse avec le sol nu a été mis en évidence pour la population de Lysimachia hybrida qui est dense, abondante mais peu étendue. Cette espèce est peu connue et une de ses caractéristiques de produire des racines aux nœuds de la tige a été observée. Pour Agastache nepetoides, la comparaison de trois colonies a mis en évidence différentes structures de taille et différentes abondances. Des interventions augmentant la luminosité et diminuant la compétition interspécifique devraient permettre la sauvegarde de ces colonies. Les premiers résultats obtenus seront complétés les années qui suivent afin de caractériser et de pérenniser ces populations sur le long terme et d'enrichir nos connaissances sur ces espèces. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Podophyllum peltatum, Toenidia integerrima, Desmodium nudiflorum, Lysimachia hybrida, Agastache nepetoides, suivi.

L’aréthuse bulbeuse (Arethusa bulbosa L.) est une orchidée tourbicole rare au Québec de par la petite taille de ses populations et les pressions qui pèsent sur son habitat. L’aréthuse est reconnue comme étant intolérante aux changements édaphiques de son habitat, notamment en regard du drainage. Afin de déterminer si l’aréthuse est une bonne espèce indicatrice de l’intégrité écologique des tourbières, cette étude compare des parcelles où l’espèce est présente et où elle est absente. Au cours des étés 2009 et 2010, 37 tourbières du Québec méridional ont été échantillonnées. Des analyses discriminantes ont mis en évidence les facteurs naturels ou d’origine anthropique qui expliquent le mieux la différence entre les quatre types de parcelles. Aussi, la recherche d’espèces indicatrices de la présence de l’aréthuse a été réalisée grâce à la méthode INDVAL. Les résultats montrent que l’aréthuse pousse principalement dans des tourbières présentant des conditions minérotrophes, ce qui est appuyé par le pH élevé et la présence de plantes indicatrices de minérotrophie dans les parcelles contenant l’aréthuse. Cette dernière semble aussi profiter d’une certaine atténuation de la lumière par des arbres dispersés ou par les strates plus basses. Finalement, certaines perturbations de faible ampleur semblent être bénéfiques pour l’aréthuse, ce qui ne permet pas d’affirmer qu’elle est une bonne espèce indicatrice de l’intégrité écologique des tourbières. / Arethusa bulbosa L. is a peatland orchid rare in Québec because of the small size of its populations and the pressures on its habitat. It is known to be intolerant to edaphic changes of its habitat, and particularly to drainage. To determine if A. bulbosa is a good indicator species of the ecological integrity of peatlands, this study compares plots where the species is present from plots where it is absent. During the summers of 2009 and 2010, 37 peatlands were surveyed in southern Québec. Discriminant analyses were performed to find which natural or anthropogenic factors best explain the difference between plots with or without the orchid. Also, indicator species of the presence of A. bulbosa were found using INDVAL analyses. Overall, the results suggest that A. bulbosa was mostly growing in peatlands characterized by minerotrophic conditions. Two evidences supported this point, the high pH values measured and the presence of indicator species of minerotrophy in plots with the orchid. It is likely that A. bulbosa is favored by a certain interception of light by scattered trees or species growing in lower strata. Finally, despite a high floristic quality assessment index (FQAI) in A. bulbosa plots, it is likely that the species takes advantage of small-scale disturbances in it habitat and is therefore not a good indicator species of peatlands ecological integrity.