Les agroécosystèmes bananiers aux Antilles, longtemps menés en monocultures intensives, ont pris le virage d’une gestion agro-écologique depuis la mise en place du Plan Banane Durable en 2009. Pour atteindre l’objectif de diminution de l’utilisation des intrants chimiques, l’introduction de plantes de services (PdS) destinées à accomplir des services écosystémiques est à l’étude pour concilier au mieux les enjeux agronomiques et environnementaux. Parmi ces services, la régulation biologique des adventices par les PdS nécessite d’introduire des espèces ayant une bonne aptitude à la compétition pour la lumière vis-à-vis des adventices. Néanmoins la réalisation de ce service ne doit pas engendrer un dis-service vis à vis de la production agricole par les bananiers en provoquant une compétition pour les ressources minérales et hydriques du sol. Une bonne connaissance des processus de compétition aérienne et souterraine mis en place par les PdS est alors indispensable pour raisonner leur utilisation dans le système de culture. Nous avons choisi une approche par traits fonctionnels pour caractériser les espèces de cet agrosystème très anthropisé car l’étude exhaustive de processus écophysiologiques n’est pas adaptée pour le grand panel de plantes de services potentiellement utilisables. Nous faisons l’hypothèse qu’une combinaison de valeur de traits fonctionnels liés à l’acquisition et l’utilisation des ressources du milieu reflète une stratégie de compétition. Les objectifs de cette thèse sont de 1) caractériser un panel d’espèces de PdS potentielles et d’adventices ainsi que deux cultivars de bananiers selon des traits fonctionnels liés à l’acquisition et l’utilisation des ressources aériennes et souterraines, 2) identifier des stratégies de compétition sur la base des combinaisons de valeur de traits obtenus pour chaque espèce et 3) comparer les effets compétitifs des espèces en fonction de leur stratégie de compétition. Cette étude repose sur un travail bibliographique pour identifier les traits d’intérêts, une première expérimentation au champ pour caractériser la stratégie de compétition des différentes espèces par la mesure de traits fonctionnels sur des plantes isolées et en situation de ressources non limitantes et sur une deuxième expérimentation au champ pour caractériser les relations de compétition entre espèces en fonction de leur stratégie respective. L’analyse des résultats a permis de construire deux classifications des espèces en fonction de leur stratégie, l’une basée sur les traits de compétition pour la lumière et l’autre basée sur les traits de compétition pour les ressources du sol. Nos résultats ont permis de distinguer 4 stratégies de compétition aérienne pour la lumière (« ombrage », « obstruction », « étouffement faible », étouffement fort») et 4 stratégies de compétition souterraine pour les ressources du sol (« exploration », « occupation », « exploitation », « neutre »). Les espèces du panel ont été replacées sur les grands axes de différenciation d’espèces de l’écologie opposant des stratégies de conservation et de capture des ressources. Les résultats ne mettent pas en évidence de liens entre stratégies aériennes et souterraines. Ces classifications fonctionnelles peuvent être utilisées pour identifier les espèces les plus adaptées, a priori, au contrôle des adventices dans le système de culture bananier aux Antilles. L’utilisation de traits fonctionnels dans un contexte agronomique a permis d’acquérir une meilleure connaissance des aptitudes des espèces à la compétition et ouvre des perspectives quant à la création d’un outil d’aide au choix des espèces composant des couverts multi-espèces. / Banana agro-ecosystems in the French West Indies have relied for a long time on intensive monocultures. A shift to agroecological management practices have been made since the “Plan Banane Durable” program in 2009. To achieve the aim of reducing the use of chemical inputs, the introduction of cover plants to deliver agroecosystem services under study to reconcile agronomic and environmental issues. These services include the biological control of weeds by cover plants which requires to introduce cover plant species with a good ability to compete for light towards weeds. However the introduction of cover plants should not cause a dis-service by reducing the production of bananas through a competition for mineral and water soil resources. A better knowledge of aboveground and belowground competition process by cover plants is then essential to reason their use in cropping systems. We chose an approach based on functional traits to characterize plant species from this very anthropized agroecosystem because an exhaustive study of the ecophysiological processes underlying competition is not suitable for a large panel of potentially useful cover plant species. We assume that a combination of values of functional traits related to the acquisition and use of resources reflects a strategy of competition. The objectives of this thesis were 1) to characterize a panel of potential cover plant and weed species as well as two banana cultivars according to functional traits related to the acquisition and use of aboveground and belowground resources, 2) identify competition strategies on the basis of the combinations of trait values obtained for each species and 3) comparing the competitive effects of the species as a function of their competition strategies. This study is based on a bibliographic work to identify traits of interest, a first field experiment to characterize the competition strategy of the different species by measuring functional traits on plants grown individually and in non-limiting resources conditions and a second field experiment to characterize the competitive relationships between species according to their respective competitive strategies. The analysis of the results allowed us to build two classifications of species according to their strategy, one based on competitive traits for light and the other one based on the competitive traits for soil resources. Our results allowed to distinguish four aboveground competition strategies for light ("shade", "obstruction," "smothering low”," strong smothering ") and four belowground competition strategies for soil resources (" exploration "," occupation "" exploitation, "" neutral "). The species of the panel were replaced on the main axes of differentiation between species in ecology opposing resource conservation and capture strategies. The results do not show links between aboveground and belowground strategies. These functional classifications can be used to identify the most qualified species, a priori, to be used in banana cropping systems of the French West Indies. The use of functional traits in an agronomic context enabled us to acquire a better knowledge of the species competition abilities and opens perspectives for the establishment of a decision-making tool for the choice of species to include in multi-species cover.

La recherche de solutions alternatives à l’usage de pesticides en production horticole est devenue une exigence de santé publique. Ainsi, l’introduction de plantes de service (PdS) est une méthode écologique qui peut contribuer à diminuer le recours à la lutte chimique contre Myzus persicae, le puceron vert du pêcher. L’intérêt de certaines de ces PdS réside dans leur capacité à perturber l’installation du puceron sur son hôte et/ou à diminuer ses performances grâce à l’émission des composés organiques volatils (COV). Cependant, un obstacle majeur à leur utilisation est que leur efficacité se limite à un périmètre restreint et que leur production olfactive est sensible à de nombreuses variables biotiques et abiotiques. Identifier les plantes les plus performantes, comprendre leur mode d’action et chercher à optimiser leur efficacité est donc une démarche propre à favoriser leur emploi en horticulture. L’analyse de l’environnement olfactif est une clé pour évaluer et comprendre les interactions PdS-plante hôte-puceron.Au laboratoire, un typage avec un olfactomètre en Y a permis de sélectionner deux PdS émettrices de mélanges de COV ayant un effet répulsif marqué sur M. persicae : le basilic (Ocimum basilicum) qui agit directement sur l’insecte, et l’œillet d’Inde (Tagetes patula) qui agit indirectement via la plante hôte. Ainsi, les COV émis par T. patula rendent la plante-hôte (le poivron, Capsicum annuum) répulsive. En effet, lors des tests de choix, les pucerons s’orientent vers les poivrons seuls mais évitent les COV émis par des poivrons précédemment mis en culture associée pendant 5 jours avec l’œillet d’inde. Deux composés, le (E)-β-farnésène (EBF) et l'eugénol ont de fortes propriétés répulsives envers M. persicae.Différents facteurs peuvent affecter l’efficacité répulsive de ces plantes (climat, conduite, génétique). Nous avons comparé les COV émis selon les espèces et les chémotypes et testé l’effet répulsif individuel des COV. Cet effet « génotype » a été examiné en étudiant le comportement olfactif de M. persicae en présence des COV individuels émis par différents clones de Romarin (Rosmarinus officinalis). Cinq composés sont répulsifs, l’acétate de bornyle, le camphre, l’α-terpinéol, le terpinène-4-ol et le géranyle acétone. Seul le clone de romarin Voltz Splindler s’est avéré répulsif, alors que les autres clones contiennent également ces 5 composés répulsifs mais dans des proportions différentes. On peut donc conclure que la présence de ces composés ne suffit pas à induire une perturbation du comportement olfactif du puceron et que la concentration, la proportion, voire l’association des COV présents dans les bouquets olfactifs libérés, sont à l’origine de ces résultats contrastés. Par la technique d’électropénétrographie (EPG), nous avons mis en évidence un deuxième effet des COV émis par O. basilicum au stade végétatif et par T. patula au stade floraison sur le puceron. Ils perturbent fortement son comportement alimentaire, en réduisant notamment la durée d’ingestion du phloème qui se traduit par une baisse des ressources nutritionnelles et aboutit à une diminution de sa fécondité. Un suivi de la fécondité sur organe détaché nous a permis de mettre en évidence l’importance du stade phénologique de la PdS sur la composition et l’efficacité du mélange olfactif libéré. Une dernière étape de mon travail a permis de confirmer dans des conditions de cultures sous tunnels, l’effet de COV émis par ces deux PdS sur la démographie de M. persicae liée à une baisse de sa fécondité.En conclusion, cette thèse a mis en évidence que les COV émis dans l’environnement d’une plante hôte par des plantes voisines peuvent fournir un service aux cultures en réduisant les performances de ravageurs tels que M. persicae. Nous avons montré que des variables comme le chémotype ou le stade phénologique de la PdS peuvent modifier son message olfactif et constituer un moyen d’optimiser ce service. / The search for alternatives to the use of pesticides in horticultural production has become a public health requirement. Thus, the introduction of Companion plants (CP) is an ecological method that can help reduce the use of chemical control against Myzus persicae, the green peach aphid. The interest of some of these CP lies in their ability to disturb the installation of the aphid on its host plant and/or to reduce its performance through the emission of volatile organic compounds (VOCs). However, a major obstacle to their use is that their effectiveness is limited to a limited scope and their olfactory production is sensitive to many biotic and abiotic variables. Identifying the most efficient plants, understanding their mode of action and seeking to optimize their effectiveness is therefore an appropriate approach to promote their use in horticulture. Olfactory environment analysis is a key to assessing and understanding CP-host plant -aphid interactions.In the laboratory, we selected with a Y-olfactometer two CP producing VOC mixtures with a marked repellent effect on M. persicae: basil (Ocimum basilicum) which acts directly on the insect, and french marigold (Tagetes patula) which acts indirectly via the host plant. Thus, the VOCs emitted by T. patula make the host plant (pepper, Capsicum annuum) repellent: during the choice tests, the aphids move towards the peppers alone but avoid the VOCs emitted by peppers previously grown intercropped for 5 days with the french marigold. Two compounds, (E)-β-farnesene (EBF) and eugenol have strong repellent properties against M. persicae.Different factors can affect the repellent effectiveness of these plants (climate, plant management, genetics). We compared the VOCs emitted by species and chemotypes and tested the individual repellent effect of VOCs. This "genotype" effect was examined by studying the olfactory behaviour of M. persicae in the presence of individual VOCs emitted by different clones of Rosemary (Rosmarinus officinalis). Five compounds are repellent, bornyl acetate, camphor, α-terpineol, terpinene-4-ol and geranyl acetone. Only the rosemary clone Voltz Splindler was found to be repellent, while the other clones also contain these 5 repellent compounds in varying proportions. It can therefore be concluded that the presence of these compounds is not sufficient to induce a disturbance of the aphid's olfactory behaviour and that the concentration, proportion or even association of VOCs present in the released olfactory bouquets are at the origin of these contrasting results. By the electropenetrography (EPG) technique, we have demonstrated a second effect of the VOCs emitted by O. basilicum in the vegetative stage and by T. patula in the flowering stage on the aphid. They strongly disrupt its feeding behaviour, in particular by reducing the duration of phloem ingestion, which results in a decrease in nutritional resources and leads to a decrease in its fertility. A fertility monitoring on detached organs has allowed us to highlight the importance of the phenological stage of the CP on the composition and efficacy of the olfactory mixture released. A final step in my work confirmed, under tunnel conditions, the effect of VOCs emitted by these two CP on the demographics of M. persicae due to a decrease in its fertility. In conclusion, this thesis highlighted that VOCs emitted into the environment of a host plant by neighbouring plants can provide a service to crops by reducing the performance of pests such as M. persicae. We have shown that variables such as chemotype or phenological stage of the CP can modify its olfactory message and provide a way to optimize this service. We have thus identified disruptive CP and VOCs repellent to M. persicae, the first step towards the development of the push component of a stimulodissuasive diversion strategy to reduce the use of synthetic pesticides against M. persicae.

Pour beaucoup de cultures, un sol non travaillé est une alternative de plus en plus crédible au travail intensif du sol, en particulier pour des raisons environnementales. Mais l’ananas (ananas comosus) présente un enracinement fragile très sensible à la structure, ce qui motive souvent un travail important du sol avant plantation. L’alternative d’une plantation sans travail du sol ne va donc pas de soi. L’objet de cette thèse est de répondre à la question de la faisabilité d’une culture d’ananas sans travail du sol, en remplaçant ce dernier par une plante de service « décompactante » dont les traits racinaires seraient favorables à la (re)structuration d’un sol compact. Le travail de cette thèse a donc porté sur l’évaluation de plusieurs espèces candidates, puis sur l’étude, au champ, des effets sur le sol de la plus prometteuse (Stylosanthes guianensis ). Enfin, dans le cadre d’un essai au champ comparant un système de culture innovant ananas sans travail du sol, on a étudié l’effet de la plante de service sur le fonctionnement de la culture de l’ananas. Dans un premier essai, c’est le Stylosanthes guianensis qui, comparé à huit autres espèces (Arachis pintoï, Brachiaria decumbens, Cajanus cajan, Crotalaria juncea, Cynodon dactylon, Eleusine coracana, Pueraria phaseoloides, et le maïs), a montré les traits racinaires les plus favorables à la structuration d’un sol compact. Les valeurs supérieures du diamètre racinaire moyen et de la densité de longueur racinaire (DRL) caractérisent les principaux traits impliqués. Dans un deuxième essai, les mesures de conductivité hydraulique, d’indice des vides du sol et d’analyse d’images de blocs de sol imprégné sur la répartition surfacique des différents types de porosité ont montré que la culture du Stylosanthes guianensis avait augmenté l’indice des vides du sol et provoqué l’apparition d’une porosité fissurale de grande taille, contribuant ainsi à l’amélioration de la structure du sol. Enfin, un troisième essai mettant en comparaison (i) un système de culture innovant où la culture d’ananas est implantée sans travail du sol après une culture de S. guianensis restructurante et (ii) un système conventionnel comportant un travail profond du sol (et pas de plante de service) a montré que le rendement en fruit est similaire dans les deux systèmes. Cet essai a permis de vérifier que l’enracinement de l’ananas en condition de sol non travaillé bénéficiait du précédent S. guianensis. / For many crops, direct drilling is a well-tried alternative facing the damaging effects of intensive tillage, mainly for environmental causes. But, pineapple (ananas comosus), presents a fragile rooting system which is very sensitive to soil structure. This leads frequently to intensive soil tillage before planting. Direct drilling is not so evident. The aim of this thesis is to give an answer to the feasibility of a no till system for pineapple cultivation, by using a plant with favorable roots traits for compacted soil (re)structuration. This work consisted in evaluating several candidate species, followed by the study, on the field, of the effects the most promising on soil (Stylosanthes guianensis). Finally, through a field experiment, comparing an innovating no till pineapple cultivation system we studied the use effects of Stylosanthes guianensis on the pineapple crop functioning. In a first experiment, Stylosanthes guianensis compared with eight other species (Arachis pintoï, Brachiaria decumbens, Cajanus cajan, Crotalaria juncea, Cynodon dactylon, Eleusine coracana, Pueraria phaseoloides and corn) showed better roots traits for structuring a compacted soil. Measures of average root diameter and root length density are the main implicated roots traits. In a second experiment, the measures of hydraulic conductivity, of the soil void ratio and the analysis of blocks of resin-impregnated soil on the surface distribution of the different type of porosity, all of this showed that Stylosanthes guianensis had increased the soil void ratio and had caused the creation of large-sized cracked porosity, thus contributing to the improvement of the soil structure. Finally, a third experiment involving a comparison between (i) an innovating cultivation system where pineapple is growing in a no till soil after a structuring crop of S. guianensis and (ii) a conventional system with deep tillage (without structuring crop), showed similar fruit yield. This experiment showed evidence that the rooting of pineapple in no till soil benefited from the previous Stylosanthes.