Le bleuet sauvage (Vaccinium angustifolium ait.) se distingue des autres plantes agronomiques par le fait qu’elle est une plante pérenne, de sous-bois, dont les populations sont aménagées en bleuetière, après déboisement et élimination des autres espèces. Au Québec, et en particulier dans la région du Saguenay-Lac-Saint-Jean, la production du bleuet sauvage est importante mais reste très variable d'une année à l'autre. Les dégâts de gel et l’apparition de zones dénudées de végétation, où le bleuet ne s’établit plus, contribuent à diminuer cette production. Pour tenter d'améliorer les rendements et répondre à ces problématiques, ce projet de recherche vise à valoriser les traits fonctionnels du bleuet sauvage, c’est-à-dire ses caractéristiques morphologiques, physiologiques ou phénologiques. Une couche de neige permet au bleuet sauvage de survivre à la rigueur de l’hiver. Cependant, dans un contexte où les champs constituent d’importantes surfaces, celle-ci est balayée par les vents. L’utilisation de haies brise-vent est largement répandue dans la région et permet d’accumuler la neige au sol. Dans ce premier volet, nous cherchions à déterminer l’efficacité de ces haies brise-vents à protéger les plants de bleuets pendant l’hiver. Nous avons ainsi mesuré la profondeur de neige le long de transects perpendiculaires à différentes haies brise-vent, sur deux bleuetières du Saguenay-Lac-Saint-Jean, à l’hiver 2015 et 2016. A l’été 2015, nous avons ensuite mesuré les dégâts liés au gel sur les plants de bleuets situés aux mêmes endroits que les mesures de neige de l’hiver précédent. Nous avons d’abord trouvé un patron de distribution semblable entre les années pour la moitié des transects, ce qui confirme l’implication des haies brise-vent dans l’étalement de la neige. Nos résultats montrent ensuite que, pour au moins l’une des deux bleuetières, le gel hivernal pourrait être responsable des pertes de rendements et que l’architecture des haies brise-vent nécessite d’être améliorée. En effet, l’étalement de la neige était loin d’être uniforme et ne permettait pas d’assurer une protection pour l’ensemble du champ si cette distribution coïncide avec de faibles températures. L’efficacité des haies brise-vent est souvent évaluée par le rendement, mais ce dernier peut être influencé par plusieurs autres facteurs (pollinisation, ensoleillement, etc). D’après nos résultats, une seule mesure d’épaisseur de neige pendant l’hiver semble donner une bonne idée de l’efficacité de ces haies brise-vent et nous parait nécessaire avant d’entreprendre une étude sur leur architecture. Dans un second volet, nous cherchions à stimuler la croissance des rhizomes pour permettre leur propagation, en vue de recoloniser les zones dénudées en bleuetière. Deux dispositifs ont été implantés, un premier en mésocosme puis un second en champ. Pour recréer des conditions environnementales plus proches du milieu naturel que de celles rencontrées en champ, les traitements appliqués visaient à manipuler et à mesurer l’impact de deux facteurs sur la croissance du rhizome : l’intensité lumineuse et l’apport de matière organique. L’expérience en condition contrôlée n’a pas été probante et ne nous a pas permis de conclure quant à l’efficacité d’un traitement pour stimuler les rhizomes du bleuet sauvage. Les raisons sont discutées plus loin dans ce mémoire. L’expérience en champ apportera peut-être plus de résultats dans l’avenir.

L’humanité fait face aux défis urgents de réduire l’impact environnemental de l’agriculture, de changer les régimes alimentaires et d’accroître la production alimentaire. Le palmier à huile est une plante pérenne tropicale emblématique de ces défis. Alors que sa culture peut être à l’origine d’impacts environnementaux, le palmier à huile peut produire, en conditions optimales, 7 à 10 fois plus d’huile alimentaire que les cultures oléagineuses annuelles. Dans ce contexte, améliorer la durabilité de la production d’huile de palme est crucial, tant pour réduire les impacts environnementaux négatifs que pour garantir la sécurité alimentaire. L’application de fertilisants azotés (N) a été identifiée comme une source majeure d’impacts environnementaux dus à la culture du palmier. Des analyses de cycle de vie de l’huile de palme ont été réalisées pour quantifier les impacts et identifier des améliorations de pratiques agricoles. Cependant, les seuls modèles d’émissions disponibles pour estimer les pertes de N dans l’environnement sont généralement valides pour les cultures annuelles et en climat tempéré. L’utilisation de tels modèles dans l’analyse de cycle de vie peut mener à des résultats très incertains ou à une faible sensibilité aux pratiques. L’objectif global de ce travail de recherche était d’aider à l’identification de pratiques pour réduire les pertes de N dans l’environnement. Le cœur du travail était le développement d’un modèle estimant toutes les pertes de N dans les plantations, tout en étant sensible aux pratiques. L’étude s’est concentrée sur les flux de N dans les plantations de palmiers sur sols minéraux. Nous avons réalisé quatre étapes pour mener à bien cette recherche. Premièrement, nous avons mené une revue de littérature de tout le savoir existant concernant les flux et pertes de N dans les plantations. Deuxièmement, nous avons comparé 11 modèles existants, pouvant être utilisés pour prédire les pertes de N dans les plantations. Troisièmement, nous avons réalisé une analyse de sensibilité de Morris approfondie du modèle mécaniste APSIM-Oil palm. Quatrièmement, nous avons construit IN-Palm, un indicateur agri-environnemental pour les pertes de N dans les plantations. Nous avons utilisé la méthode INDIGO® et l’approche de modélisation par arbres de décisions flous pour développer IN-Palm, et nous avons validé cet indicateur en utilisant des mesures de lixiviation de N d’une plantation à Sumatra, Indonésie. Notre revue de littérature et notre comparaison de modèles ont montré que les particularités du palmier à huile peuvent affecter significativement les dynamiques et pertes de N. Nous avons identifié des manques de recherche et des incertitudes sur les pertes de N, leurs déterminants et la modélisation des particularités du palmier. Nous avons identifié les déterminants des pertes de N et du rendement dans le modèle mécaniste APSIM-Oil palm. Nous avons développé IN-Palm, qui utilise 21 variables d’entré facilement accessibles pour estimer chaque voie de perte de N. Les prédictions de lixiviation de N par IN-Palm étaient acceptables, et IN-Palm s’est montré efficace pour tester des changements de pratiques agricoles. Cette recherche constitue une synthèse exhaustive des connaissances et modèles disponibles pour les flux et pertes de N dans les plantations. L’un des principaux résultats est un nouvel indicateur agri-environnemental, IN-Palm, sensible aux pratiques et conditions locales, de même qu’utilisable en tant que modèle d’émission dans des approches holistiques. Cet indicateur peut être une base utile pour de futures recherches sur l’utilisation d’indicateurs agri-environnementaux pour réduire l’incertitude des analyses cycle de vie, et pour de futures adaptations à d’autres plantes pérennes tropicales. / Humanity faces the challenges of urgently decreasing the environmental impact of agriculture, shifting diets and increasing food production. Oil palm is a tropical perennial crop emblematic of these challenges. While its cultivation can be associated with environmental impacts, oil palm can produce 3 to 7 t of edible oil ha-1 in optimal conditions, which is 7 to 10 fold higher than in annual oil crops. In this context, improving palm oil production sustainability is crucial for both reducing negative environmental impacts and ensuring food security. Application of synthetic nitrogen (N) fertilisers was identified as a major source of environmental impacts associated with the cultivation of oil palm. Life cycle assessments of palm oil have already been performed to help quantify impacts and identify potential improvements of management practices. However, the only available emission models to estimate N losses to environment are generally valid for annual crops and temperate climate conditions. The use of such general models in life cycle assessment may lead to very uncertain results or to low sensitivity of assessments to management practices. The overall objective of this research work was to help identify management practices to reduce N losses in the environment. The core of the work was hence to develop a model that estimates all N losses in oil palm plantations, while being sensitive to management practices. The study focused on N fluxes in industrial oil palm plantations on mineral soils. We performed four steps in order to complete the objectives of this research work. First, we conducted a literature review of all the existing knowledge about N fluxes and losses in plantations. Second, we compared 11 existing models that may be used to predict N losses in plantations. Third, we performed an in-depth Morris’s sensitivity analysis of one of the models, the APSIM-Oil palm process-based model. Fourth, we used all the information identified in the previous chapters, together with expert knowledge, to build IN-Palm, an agri-environmental indicator for N losses in oil palm plantations. We used the INDIGO® method and the fuzzy decision tree modelling approach to develop IN-Palm, and we validated this indicator using a field dataset of N leaching from a plantation in Sumatra, Indonesia. Our literature review and model comparison showed that oil palm peculiarities may impact significantly N dynamics and losses. We identified research gaps and uncertainties about N losses, their drivers and the modelling of oil palm peculiarities. We identified the main drivers of N losses and yield in the APSIM-Oil palm processbased model. We built IN-Palm, which uses 21 readily available input variables to estimate each N loss pathway. IN-Palm predictions of N leaching were acceptable, and IN-Palm has shown efficient to help testing management changes. This research constitutes a comprehensive synthesis of the available knowledge and models for N fluxes and losses in oil palm plantations. One of the main results is a novel agri-environmental indicator, IN-Palm, operationally-oriented, sensitive to local practices and environmental conditions, as well as potentially useable as an emission model for holistic approaches such as life cycle assessment. The INDIGO® method and fuzzy decision tree modelling approach were shown to be very well adapted for building agri-environmental indicators in contexts of knowledge scarcity. This indicator can be a useful base for further research about using agrienvironmental indicators to reduce uncertainty in life cycle assessment, and for future adaptations for other tropical perennial crops.