Les exploitations de polyculture-élevage sont de plus en plus reconnues au plan international comme limitant les problèmes environnementaux tout en permettant une agriculture productive et économiquement viable. Les incitations à la spécialisation de la PAC et la diminution de la main d'oeuvre agricole les ont néanmoins marginalisées en Europe. Cette thèse vise à éclairer les conditions de maintien d'exploitations de polyculture-élevage durables. Un travail en partenariat avec des agriculteurs, maires et conseillers agricoles a été conduit sur un cas d'étude en zone défavorisée simple française, les Coteaux de Gascogne. Nos travaux ont montré que, malgré une forte variabilité entre exploitations, la polyculture-élevage locale était un bon compromis par rapport à la spécialisation pour une durabilité environnementale et économique. Une analyse des trajectoires passées des exploitations nous a permis d'éclairer quatre types de « chemins pour durer » en polyculture-élevage. Parmi ceux-ci, deux sont apparus pertinents pour le maintien de la polyculture-élevage en contexte incertain : « maximiser l'autonomie » et « diversifier les ateliers ». Sur la base de ces deux types de trajectoires, nous avons co-construit avec les partenaires deux scénarios techniques prospectifs. Pour le type « maximiser l'autonomie », implanter des intercultures fourragères basées sur des légumineuses permettrait de favoriser l'autonomie alimentaire du troupeau en maintenant la fertilité des sols. Pour le type « diversifier les ateliers », finir des génisses permettrait de les valoriser en circuit court. Ces scénarios ont été adaptés puis simulés sur des exploitations locales. Ce type de démarche a permis i) d'impliquer fortement les acteurs locaux via des réunions collectives et ii) une approche prospective originale fondée sur une étude rétrospective intégrant le temps long. / Mixed crop-livestock farms are again attracting worldwide interest, as they are considered to be a good way to limit environmental problems while allowing a productive and economically viable agriculture. The incentives of the Common Agricultural Policy and decreasing workforce availability nevertheless marginalized these farms in Europe. This thesis aims at understanding the conditions for a survival of sustainable mixed crop-livestock farms. A partnership process with farmers, mayors and technical advisers has been led in a French less favoured area, the Coteaux de Gascogne. Our work has shown that even if a wide variability existed between farms, local mixed crop-livestock farming was a good trade-off compared to farm specialization concerning an environmental and economic sustainability. An analysis of farm past trajectories allowed us to enlighten four “paths to last” in mixed crop-livestock farming. Two of these ones appeared to be suitable paths to maintain mixed crop-livestock farms in a uncertain context: “maximizing autonomy” and “diversification of production units”. On the basis of these two types of trajectories, we have co-constructed with local actors two technical prospective scenarios. In line with the type “maximizing autonomy”, forage legume intercropping could enable to autonomously feed the bovine herd while maintaining soil fertility. In line with the type “diversification of production units”, fattening heifers would allow a commercialization through short circuit. These scenarios have been adapted and then simulated on local farms. This type of approach allowed to i) strongly involve local actors through collective meetings and ii) an original future study based on a retrospective study integrating long time changes.

Cette thèse vise à tester pour l’existence d’effet de complémentarités entre différentes activités économiques dans le secteur agricole. Pour cela, nous mobilisons les deux approches que proposent la littérature, à savoir l’approche par la productivité et l’approche par l’adoption. Nous commençons par une revue de la littérature sur l’économie de la complémentarité, en nous focalisant sur ces deux approches de la complémentarité et ses modèles empiriques. Nous proposons ensuite trois analyses empiriques permettant de tester ces modèles. La première explore les déterminants du choix de marque et/ou de signes des qualité par les petites coopératives agricoles françaises, avec un focus particulier sur la coexistence de ces deux signes. La seconde fournit un test direct de complémentarité entre labels et marques en recourant à l’approche par l’adoption. En estimant un probit multinomial, il est en effet possible de séparer l’effet de complémentarité de celui de l’hétérogénéité inobservable. La troisième introduit l’approche par la productivité, en sus de l’approche par l’adoption, pour tester de cet eet de complémentarité dans les systèmes de polyculture élevage adoptés par les petits exploitants de la province du Pendjab au Pakistan. / The main objective of this thesis is to test for complementarity between different economic activities in agriculture. To do this, we have recourse to the two approaches proposed by the literature, i.e. the productivity approach and the adoption approach. First, we review the economics of complementarity and analyze the different empirical models to test for complementarity. Then, we propose three empirical analyses testing these models. The first examine closely the drivers of the branding and labeling strategies from French small agricultural co-operatives, with a focus on the coexistence of both quality signals. The second directly test for complementarity between branding and labeling using the adoption approach, by estimating a multinomal probit. This allow us to separate what is really due to complementarity and what is caused by unobserved heterogeneity. Third, in addition to adoption approach, we test for complementarity using a productivity approach in the mixed farming systems adopted by smallholder farmers in Punjab, Pakistan.

La spécialisation des systèmes agricoles et des territoires montre ses limites, principalement d’un point de vue environnemental mais aussi économique si les prix augmentent. La diversification et l’intégration de culture et d’élevage au sein des exploitations apparaît être une solution de production plus durable, mais leur fonctionnement n’est pas totalement appréhendé. Nous émettons les hypothèses qu’il existe des conditions d’intégration sous lesquelles les systèmes de polyculture-élevage (PCE) sont effectivement plus durables que les systèmes spécialisés et que les méthodes de caractérisation et d’évaluation des systèmes de polyculture-élevage ne permettent pas d’identifier ces conditions. Dans l’objectif de vérifier ces hypothèses, nous avons développé le modèle Sheep’n’Crop pour simuler des systèmes de polyculture-élevage ovin allaitant contrastés auxquels deux types d’analyses ont été effectuées : (i) analyses d’indicateurs économiques, de productivité et environnementaux (GES, MJ, bilan N) à l’échelle de l’exploitation agricole et des ateliers de production en vue d’évaluer la durabilité des systèmes, et (ii) analyse d’efficience énergétique à partir de la méthode de frontière de production DEA pour caractériser la complémentarité des ateliers de culture et d’élevage. Ces analyses ont été menées sur trois stratégies de production à possibilités d’interactions décroissantes – systèmes intégrés, non-intégrés, diversifiés fictifs – au sein desquels l’organisation culture-élevage (% culture) et la saisonnalité de la production ovine (printemps ou automne) varient. L’évaluation de la durabilité montre que les interactions culture-élevage et une mise-bas de printemps permettent d’améliorer tous les indicateurs de durabilité, mais un pourcentage de culture élevé réduit les performances pour la consommation d’énergie non-renouvelable et le bilan azoté. La caractérisation de l’intégration des systèmes PCE par leur gain d’efficience énergétique – la complémentarité - montre que les systèmes intégrés et non-intégrés simulés sont plus efficients que les systèmes diversifiés fictifs de +6.4% et +0.4%. Le lien entre l’indicateur de complémentarité et la durabilité des systèmes est néanmoins difficile à établir étant donné l’existence de trade-off. Nous recommandons de compléter ces résultats en améliorant la considération des contextes pédoclimatiques et socio-économique, de l’efficience d’échelle de production, du niveau d’intensification de l’atelier animal et des effets agronomiques et techniques des interactions culture-élevage. / Specialization of farming systems and territories are not environmental-friendly, moreover those systems are threatened by the expected higher prices of inputs of production. Diversification and integration of crop and livestock at the farming system scale appears to be a valuable way to enhance farming system sustainability. We posit that they must be conditions of integration that permit mixed crop-livestock systems to be more sustainable than specialized systems and that existing methods of mixed crop-livestock systems characterization do not permit identifying those conditions. To test those hypothesis, we designed a whole-farm model – Sheep’n’Crop – that permits simulating contrasted mixed crop-livestock systems and evaluating (i) their sustainability through economic, productive and environmental (MJ, GHG, N balance) indicators and (ii) their energetic efficiency through a DEA production frontier analysis in order to characterize the complementarity that exists between crop and livestock subsystems. Those analyses were run on three contrasted farming system strategies, distinguished by a decreasing possibility of interactions between crop and livestock subsystems: integrated systems, non-integrated systems and virtual diversified systems. Those systems are also characterized by various crop-livestock organizations (% of crops) and lambing’s periods (spring or autumn). The analysis of sustainability indicates that crop-livestock interactions and spring seasonality permit enhancing each performance of sustainability. However, a high percentage of crops makes decrease the MJ consumption and N balance performances. The characterization of mixed crop-livestock systems through their energetic efficiency gains – the complementarity – show that integrated and non-integrated systems are respectively more efficient than virtual diversified systems by +6.4% and +0.4%. Comparing the complementarity index and indicators of sustainability of farming systems, we highlighted the existence of trade-off. Before analyzing and identifying the best trade-off compromise, we recommend completing our results by testing various pedoclimatic and socio-economic context, the effect of scale efficiencies, the effect of livestock intensification and increasing agronomic and technical effects of crop-livestock interactions.

Les vertus agricoles et environnementales des systèmes de polyculture élevage autonomes sont aujourd’hui reconnues par la recherche et les politiques publiques : par leur moindre consommation en intrants (engrais, pesticides, mécanisation…), et par les recyclages de matières entre cultures et élevage, ces systèmes restent productifs tout en limitant les impacts sur l’environnement. Toutefois, leur public reste confidentiel : le chemin de la réduction voire de l’abandon des intrants nécessite des changements profonds des façons de travailler pour l’agriculteur. Notre recherche vise à formaliser les transitions des systèmes de polyculture élevage laitiers consommateurs en intrants vers l’autonomie. Nous analysons la manière dont l’agriculteur appréhende son travail et le fait évoluer au cours de cette transition à partir de l’analyse de l’activité de travail (i) des agriculteurs de 9 fermes de polyculture élevage laitier du Réseau Agriculture Durable, et (ii) des protagonistes d’un système de polyculture élevage laitier expérimental de l’INRA ASTER=Mirecourt. Nous mobilisons le concept de monde professionnel comme un analyseur de l’activité de travail de l’agriculteur et accédons ainsi à une formalisation systémique de l’activité considérant les actions, les connaissances et les instruments de l’agriculteur mais aussi les objets sur lesquels il agit, les normes professionnelles auxquelles il se réfère et ses valeurs. Ainsi, nous formalisons le développement des mondes professionnels selon un processus non téléologique, une élaboration non linéaire et non incrémentale de l’expérience des agriculteurs ancrée dans leur histoire et leur culture. La créativité des agriculteurs dans l’action tient une place dans l’élaboration de cette expérience. Les genèses instrumentales, c'est-à-dire le déplacement de l’action ou des normes professionnelles de l’agriculteur par l’usage d’un artefact, sont des ressources et des moteurs du développement : 30 artefacts-clefs (matériels, cognitifs…) permettent aux agriculteurs d’agir sur l’animal, les cultures, l’économie, l’emploi, les équilibres de matière, les fourrages, le matériel, les observations, les potentialités, la productivité, les réseaux socio-professionnels, le travail et la vente durant la transition vers la polyculture élevage autonome. Ce développement, qui s’apparente à une conduite de projet, est en partie autonome, c’est-à-dire lié à des dynamiques internes au monde professionnel, et en partie social, c’est-à-dire mobilisant les normes professionnelles et les artefacts des réseaux professionnels auxquels adhère l’agriculteur. L’analyse des mondes professionnels des polyculteurs-éleveurs autonomes révèle des conduites originales en matière de cultures, d’élevage et d’interactions cultures/élevage. Cette analyse révèle également des organisations du travail variées dans les collectifs des exploitations agricoles et des souhaits relatifs au futur divers selon les agriculteurs. Ainsi, nous décrivons les singularités des façons de travailler dans ces systèmes autonomes et formalisons un panel de concepts-pragmatiques, d’instruments et d’indicateurs de conduites. Dans le champ de l’ergonomie, ce travail offre un point de vue analytique sur le développement des mondes professionnels. Dans le champ de l’agronomie système, ce travail propose (i) une prise en compte de la créativité de l’agir dans les représentations de l’action de l’agriculteur, (ii) une formalisation de l’acquisition de l’expérience y compris dans des situations de changement de paradigme pour l’agriculteur et (iii) une formalisation des ressources spécifiques de la transition mobilisées par les agriculteurs. D’un point de vue opérationnel, ce travail offre des pistes de réflexion sur les modes d’extension du public des systèmes de polyculture élevage autonomes et sur l’accompagnement des agriculteurs vers l’autonomie, en spécifiant le rôle de l’installation expérimentale de l’INRA ASTER-Mirecourt. / Agricultural and environmental qualities of autonomous mixed-crop systems are now recognized by research and public policies: their lower consumption of inputs (fertilizers, pesticides, mechanization...), and their recycling of materials between crops and livestock allow these systems to remain productive while minimizing impacts on the environment. However, their public remains confidential: the path of the reduction or abandonment of inputs requires deep changes in ways of working for the farmer. Our research aims to formalize transition from mixed-crop systems mobilizing inputs to autonomy. We analyze how the farmer work and make his work evolve during the transition. We analyze work activity of (i) farmers in 9 mixed-crop dairy farms from the Sustainable Agriculture Network, and of (ii) experimenters of an experimental mixed-crop dairy farm in INRA ASTER-Mirecourt. We mobilize the concept of professional world as an analyzer of the work activity of the farmer and thus we access to a systemic formalization of activity considering the actions, knowledge and tools of the farmer but also the objects on which he acts, the professional standards to which he refers and his values. Thus, we formalize the development of professional worlds according to a non-teleological process, a no-linear and non-incremental development of farmers' experiences rooted in their history and culture. Creativity of farmers in the action has a place in the development of this experience. Instrumental genesis, that is to say, the movement of the action or of the professional standards of the farmer by the use of an artifact, are resources and stimulators of the development: 30 key artifacts (material tools, cognitive tools...) allow farmers to act on animals, crops, economics, employment, balance of matter, forages, equipment, observations, potential, productivity, socio-professional networks, work and sales during the transition to mixed-crop farming. This development is partly autonomous, ie linked to dynamics internal to professional world, and partly social, ie mobilizing professional standards and artifacts of professional networks of the farmer. Analysis of professional worlds of autonomous mixed-crop farmers reveals original management of crops, animals and even of crop/livestock interactions. This analysis also reveals various work organizations in farms and various wishes of farmers concerning the future. Thus, we describe the singularities of professional worlds in these autonomous systems and we formalize a range of pragmatic concepts, instruments and indicators of management used by autonomous farmers. In the field of ergonomics, this work provides an analytical perspective on the development of professional worlds. In the field of systemic agronomy, it suggests (i) taking into account action’s creativity in the representations of farmers’ action, (ii) a formalization of the acquisition of experience including situations of paradigm shift or the farmer and (iii) a formalization of specific resources of the transition to empower farmers’ development. From an operational point of view, this work suggests exploring ways (i) to extend the public of autonomous mixed-crop farming systems and (ii)!to companion farmers toward autonomous farming, specifying the role of the experimental station of INRA ASTER-Mirecourt.!