La région du Rio Tapajos dans l'État brésilien du Para est l'un des endroits où le taux annuel de déforestation est le plus élevé dans toute la région amazonienne. Ce déboisement est en partie dû à l'agriculture de subsistance sur coupe et brûlis pratiquée par de nombreux ménages. Or, des recherches antérieures ont montré qu'il existe un lien entre les pratiques agricoles et deux problèmes de santé humaine: la contamination au mercure et la maladie de Chagas. De plus, ces pratiques entraînent une situation de pauvreté qui est elle-même liée à la dégradation de l'environnement. Dès lors, le projet PLUPH s'est penché sur les alternatives à la culture sur brûlis qui serait adaptées à l'agriculture familiale. Les systèmes de type agroforestiers semblent être en mesure de répondre aux exigences techniques, environnementales et sociales pour pouvoir se substituer en partie à l'agriculture sur coupe et brûlis. Cependant, un certain nombre de contraintes de type socioéconomique peuvent se poser dans le contexte de la région quant au développement de systèmes agroforestiers. Ce projet de recherche a donc pour objectif de me mesurer la viabilité financière de parcelles agroforestières expérimentales mises en place dans deux communautés de la région et de déterminer les conditions qui assurent cette viabilité. De plus, dans une optique de capabilité, cette étude se penche sur les facteurs individuels et communautaires qui influencent l'adoption de pratiques agricoles alternatives à la culture sur coupe et brûlis. Pour y parvenir, les quatre parcelles agroforestières mises en place dans deux communautés de la région du Rio Tapajos ont été analysées sous l'angle financier et 12 entrevues avec des agriculteurs des communautés ont été réalisées. La viabilité financière des parcelles a été évaluée utilisant les contextes physiques, techniques et humains dans les communautés de même que l'état du marché dans la région. Les facteurs influençant l'adoption de pratiques agricoles alternatives ont été analysés sous l'angle des contraintes au développement dans la région. Les résultats confirment la rentabilité des plantations agroforestières dans un délai de 7 ans sous certaines conditions: l'accessibilité au marché, au crédit et aux connaissances agricoles de même qu'une stabilité des prix des extrants de production. Les coûts relatifs à l'investissement initial sont restrictifs et sont composés en majorité des coûts d'achat et de transport des semis des arbres fruitiers. La valeur actuelle nette (VAN) est de 3 à 8 fois plus élevée pour les parcelles agroforestières sur 20 ans que pour les lots d'agriculture traditionnelle, sur 5 ans. Cette rentabilité se traduit par une pérennisation de l'utilisation des lots et limite la coupe de nouveaux lots par la technique de culture sur brûlis. L'analyse des grands thèmes qui se dégagent des entrevues vient soutenir l'importance de l'accès au crédit, aux marchés et aux connaissances mais souligne également l'importance du capital social et de l'organisation communautaire de même que de l'horizon temporel court qui prévaut dans les décisions économiques des agriculteurs de la région. Les résultats suggèrent un changement dans les politiques publiques pour qu'elles se penchent sur les problématiques de pauvreté et de dégradation de l'environnement de façon intégrée afin de surmonter les contraintes structurelles au développement de même que pour favoriser le développement des capacités individuelles et communautaires dans la région. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Agriculture sur coupe et brûlis, systèmes agroforestiers, Amazonie, développement, capabilité, analyse financière

Ce travail propose d'analyser et de modéliser le fonctionnement biophysique et décisionnel d'un système prairial irrigué par gravité. Il est appliqué aux prairies plurispécifiques de Crau. Le système étudié est découpé en deux sous-systèmes : le sous-système biophysique sol-plante-lame d'eau et le sous-système technique, décrit par les processus décisionnels des agriculteurs. L'approche systémique, nous a conduits à décomposer le système biophysique en compartiments interagissant entre eux et passant par une succession d'états. Cette approche structure les expérimentations et la modélisation numérique. Nous montrons que la prairie plurispécifique est sensible en quantité et en qualité aux déficits hydrique courts et modérés et que l'irrigation peut être pilotée à partir du potentiel matriciel et de la fraction d'eau du sol transpirable par la culture. Les données expérimentales permettent d'améliorer et calibrer un modèle de lame d'eau basé sur une loi d'infiltration prédictive et un modèle de culture basé sur une approche des traits fonctionnels. La qualité de prédiction, obtenue par validation croisée, est satisfaisante par rapport à l'utilisation souhaitée du modèle, les effets du vent et de la plurispécificité sur le rendement ayant été intégrés. Un modèle conceptuel des décisions est construit à partir d'une enquête sur le fonctionnement du système de production en adaptant le concept de ‘modèle d'action' aux systèmes gravitaires et aux prairies. Le couplage de ces modèles complètera ce travail afin d'élaborer un outil d'aide à la conception de systèmes de culture plus efficients en termes d'usage de l'eau.

Face à un contexte croissant d'incertitude, les systèmes agricoles doivent être performants, non seulement dans des conditions moyennes, mais aussi quand les perturbations sont plus importantes. Récemment, de nombreux concepts ont été développés pour étudier la durabilité des systèmes dans des environnements changeants, dont celui de robustesse. Néanmoins, son transfert aux systèmes de grandes cultures reste limité. L'objectif de la thèse est alors de proposer un cadre d'évaluation de la robustesse qui soit opérationnel en conditions de grandes cultures. Nous nous sommes focalisés sur la culture du blé tendre et avons défini la robustesse comme la capacité d'un système agricole à maintenir ses performances de rendement malgré l'apparition de perturbations. Un modèle économétrique défini à l'échelle du système de culture a été développé pour évaluer cette robustesse face à des conditions météorologiques et des niveaux de pression maladies changeants. Il a été appliqué sur 145 exploitations agricoles françaises et 2300 parcelles de blé enquêtées sur la période 2011-2014. Les résultats montrent que la robustesse aux perturbations abiotiques et biotiques varie d'un système de culture à l'autre. Les systèmes les plus robustes (respectivement, les moins robustes) ont pu être identifiés, en tenant compte des niveaux de rendement atteints en conditions moyennes et de la sensibilité de ces rendements à des variations climatiques. Alors que les situations de rendements "élevés" versus "faibles" s'expliquent surtout par des pratiques agronomiques dites d'intensification, ce sont surtout des variables dites de flexibilité qui expliquent la robustesse versus la sensibilité aux perturbations abiotiques. Au-delà de l'intérêt de cette approche pour mieux appréhender la robustesse des systèmes agricoles, la méthodologie développée présente l'avantage de pouvoir être appliquée à d'autres performances et/ou d'autres aléas. / Given increasing uncertainties surrounding the future of agriculture, farming systems need to perform well both in average conditions and in situations presenting substantial variations. Different concepts have been developed in recent years to assess the sustainability of agricultural systems within a context of global change, including the concept of robustness. But its empirical operationalization remains a challenge, particularly with regard to arable cropping systems. The aim of this thesis is to propose a methodological framework for assessing robustness which is operational for arable conditions. Focusing on wheat production, the robustness is defined as the ability of a cropping system to maintain yield performances despite the presence of perturbations. An econometric model defined at the cropping system level is used to assess yield robustness in the face of changing weather conditions and fungal disease pressures. It is then applied to data from 145 French wheat-growing farms and 2,300 wheat plots surveyed over the period 2011-2014. The results show that yield robustness varies widely from one cropping system to another. Cropping systems showing the most and the least robustness to abiotic perturbations were identified on the basis of yield performances under both normal and changing weather conditions. While several management intensification and crop rotation practices differentiate high versus low wheat yield cropping systems, it appears to be flexibility practices that distinguish robust versus sensitive cropping systems. Beyond the interest of this approach per se to understand and improve the robustness of agricultural systems, this methodological framework could also be used to assess other performances and/or risks.

Le quinoa est une pseudocéréale d'Amérique du Sud, cultivé essentiellement en région andine sur les Altiplanos boliviens et péruviens. Aujourd'hui, environ 25 000 tonnes sont produites annuellement en Bolivie, qui est devenu le premier exportateur mondial. Toutefois, l'Altiplano bolivien, d'altitude moyenne 3800m, est un milieu difficile, où les risques élevés de sécheresse et de gel pendant le cycle de culture sont à l'origine de rendements agricoles faibles et très variables. Ces conditions climatiques limitantes font de la germination et de la levée la principale phase critique de la culture du quinoa. Ce travail a eu comme objectif l'analyse de ces questions par modélisation, par le biais de l'adaptation d'un modèle générique de fonctionnement des cultures, STICS, au quinoa dans les conditions climatiques et culturales de l'Altiplano bolivien. Pour cela, des jeux de données ont été constitués grâce à des expérimentations en trois sites répartis du Nord au Sud de l'Altiplano. Dans un premier temps, l'implantation de la culture a été étudiée seule, par expérimentation numérique en testant différents itinéraires techniques. Le deuxième temps a consisté en la calibration du modèle pour le quinoa. Après analyse des formalismes existants et détermination du besoin d'ajouts ou de modifications de formalismes, les paramètres ont été déterminés. Les résultats obtenus s'avèrent assez satisfaisants. Enfin, dans un troisième temps, l'impact des techniques d'implantation sur le rendement a été testé. Différentes successions culturales ont également été simulées, afin de voir leur influence sur l'état hydrique et azoté du sol et sur l'implantation et le rendement de la culture.

A Mayotte, la tomate est la principale culture maraîchère et elle est produite essentiellement en saison sèche en plein champ. Sa culture fait appel à des pratiques de conduite de la plante encore mal connues dans le détail, et ce dans un contexte marqué par de fortes incertitudes pour l'accès aux ressources productives. La plupart des producteurs sont des migrants en situation irrégulière. Nous avons donc cherché à savoir quel était l'effet des contraintes d'accès aux ressources productives sur la constitution des systèmes de culture maraîchers avec tomate et sur les performances de ces systèmes évaluées au travers de la conduite culturale de la tomate. La démarche combine d'une part une analyse approfondie des décisions techniques sur la constitution des systèmes de culture maraîchers, sur la localisation et la conduite de la culture de tomate, et d'autre part une évaluation par diagnostic agronomique des performances et problèmes de la culture. Un dispositif d'enquête a été mis en place en parcelles paysannes et suivi pendant deux ans. A ce dispositif ont été associées deux expérimentations : l'une pour évaluer les effets de trois modalités de conduite de la végétation sur la croissance et les composantes du rendement de la tomate, l'autre pour évaluer l'effet de traitements phytosanitaires sur l'état sanitaire des peuplements. En nous appuyant sur les concepts de système de culture et de modèles de décisions techniques, nous avons mis en évidence une diversité de systèmes de culture maraîchers à l'échelle annuelle et à celle de la saison culturale. C'est l'accès à l'eau qui détermine en priorité la zone cultivable maraîchère. L'insécurité sur le foncier se décline particulièrement sur le choix des cultures, la succession et le nombre de cultures sur l'année. La pratique de densités élevées, la double culture tomate-tomate, les forts pourcentages de sole tomate dans la sole maraîchère sont autant de traduction de cette incertitude, et se rencontrent surtout chez les agriculteurs ayant peu de ressources en terres (types gf2/b2, gf3/b2, gf4/b2). La formalisation des règles de conduite culturale de la tomate a permis de dégager une typologie d'itinéraires techniques qui se distinguent notamment par la conduite de la végétation avec des opérations de taille, tuteurage, effeuillage et égourmandage qui sont source d'hétérogénéité du nombre de tiges et du nombre de bouquets par pied. Nous avons vu que l'agriculteur s'adapte aux incertitudes en prévoyant des solutions de rechange qui tendent à privilégier une moindre dépendance vis-à-vis des tiers et qui induisent des variabilités de pratiques culturales, d'états du milieu avec des répercussions sur le fonctionnement de la culture que nous avons évaluées au travers de la variable rendement de la tomate. L'analyse des performances des systèmes de culture a révélé une grande diversité des rendements de la tomate sur les deux années, s'étalant de 0,7 t/ha à 89 t/ha. La principale variable explicative de cette diversité été le nombre de fruits par m², le poids moyen du fruit étant moins variable. Le rôle très déterminant du nombre de tiges sur le nombre de fruits (à travers le nombre de bouquets) a été mis en évidence. Les variations du nombre de fruits sont moins bien associées à celles du nombre de bouquets et du nombre de fruits par bouquet. L'analyse des profils de bouquets et de tiges a montré que les deux premiers bouquets des deux premières tiges concentraient environ 70% de la production. Ces paramètres majeurs ont été reliés aux états du milieu et aux pratiques qui en sont à l'origine. La taille des tiges et les égourmandages réguliers en cours de culture réduisent le nombre de tiges par plant et par conséquent les nombres de bouquets et de fruits par plant. Ce constat est corroboré par les résultats de l'essai taille réalisé en station. Les résultats obtenus débouchent sur des propositions en termes de recherches ultérieures et de développement (par exemples modification de la conduite de la végétation et celle de l'irrigation). Notre démarche qui a consisté à mener de front analyse des décisions techniques de la conduite d'une culture et diagnostic de l'élaboration du rendement sur cette culture participe à une nouvelle approche de l'analyse et de l'évaluation des systèmes de culture.

L'autorisation de mise en culture de plantes transgéniques en Europe est suspendue à l'étude de ses conséquences et de ses moyens de gestion. C'est le cas pour la betterave sucrière tolérante à un herbicide non sélectif. Il existe en effet un risque de flux des transgènes de la culture vers des mauvaises herbes apparentées, les betteraves adventices, fréquentes dans les champs de betterave sucrière. Ce flux permettrait la transmission de la résistance à l'herbicide aux adventices et donc un retour à la situation actuelle, voire à une situation pire si le transgène confère un avantage à l'adventice dans d'autres cultures de la rotation. Pour déterminer les pratiques agricoles propres à éviter ou limiter l'apparition de betteraves mauvaises herbes transgéniques, il faut identifier les éléments des systèmes de culture qui influencent la démographie et la génétique des populations de betterave dans une région et à long terme. <br />À cause des dimensions spatiales et temporelles du flux de gène ainsi que de la large gamme de variabilité des systèmes de culture, il est impossible d'étudier le phénomène exclusivement en expérimentation. Par conséquent, nous avons développé un modèle (GENESYS-BETTERAVE) qui quantifie les effets des systèmes de culture sur ce flux de gènes. Il est centré sur le cycle de développement des betteraves cultivées et adventices dans chaque parcelle basé sur une succession de stades clé (plantules, montées, plantes en fleurs, production semencière, stock semencier). Pour chaque stade est calculée la densité d'individus dans la parcelle ainsi que les proportions génotypiques, principalement celles des individus transgéniques. Les relations entre les stades dépendent des cultures en place dans les parcelles, des techniques utilisées pour gérer ces cultures ainsi que du génotype des betteraves. Pendant la floraison, du pollen est échangé entre les parcelles et l'importance de cette dispersion dépend du parcellaire. Une partie des informations nécessaires à la réalisation du modèle, est tirée de la littérature. <br />Des expérimentations sont ensuite réalisées pour étudier et quantifier les parties encore peu connues du cycle de développement. Elles ont permis de décrire et de modéliser le devenir des semences enfouies de betteraves adventices, en mesurant la mortalité in situ, les capacités de germination des semences et de croissance pré-levée des plantules en fonction des saisons. D'autres essais ont permis de modéliser toutes les étapes clé du développement des betteraves adventices et des traînantes (dynamique et taux de montaison, dynamique de floraison, production de pollen...) dans les cultures les plus fréquentes de la rotation betteravière. <br />Après avoir été programmé sous forme de logiciel, le modèle est alors utilisé pour des simulations simples qui montrent qu'il prend bien en compte les éléments caractéristiques des systèmes de cultures, en attendant une validation pour vérifier à plus grande échelle le réalisme de la prédiction.

Nous avons étudié le développement, la phénologie, la démographie et la diversité génétique de Cyperus esculentus (souchet comestible), espèce pérenne clonale invasive des cultures basses de Haute Lande, dans le sud-ouest français, afin de comprendre sa capacité colonisatrice et ainsi élaborer des propositions de gestion dans le cadre d'un système de lutte intégrée.<br />La capacité colonisatrice de C. esculentus dans les cultures de Haute Lande résulte (1) d'un développement végétatif important du système souterrain de l'espèce, associant exploration du milieu grâce aux rhizomes et multiplication grâce aux tubercules, les seuls organes qui permettent le passage de la mauvaise saison, (2) des pratiques culturales locales qui répondent à l'ensemble des besoins de l'espèce en eau (irrigation), en luminosité (cultures basses, de faible stature) et en l'absence d'espèces compétitrices (gestion efficace des autres adventices). Les analyses génétiques ont montré la faible diversité génétique et la structuration spatiale des populations échantillonnées. Nous avons pu mettre en évidence des phénomènes d'introductions multiples à partir d'une unique source, ainsi qu'une dispersion intra-régionale liée aux activités anthropiques de type agricole. Dans le contexte d'une gestion de l'espèce, la faible diversité génétique de C. esculentus permet de supposer une réponse homogène aux techniques de lutte envisagées et les modes de dispersion identifiés indiquent la nécessité d'une prophylaxie renforcée. Les analyses phénologiques et démographiques réalisées en terrain nu et sous couvert végétal et à différentes dates de levée ont permis de mettre en évidence la sensibilité de l'espèce à la compétition, surtout pour la lumière, et à un retard de levée : la production finale de tubercules est fortement réduite comparativement à une levée printanière classique en milieu ouvert. Cependant, en raison notamment des modifications de patrons d'allocation des ressources lorsque la levée est retardée, la tubérisation n'est jamais complètement éliminée par l'une ou l'autre de ces techniques et reste suffisante pour assurer le maintien sinon l'expansion de l'infestation.<br />L'ensemble des connaissances acquises au cours de ce travail nous a permis (1) de proposer un indicateur de développement afin de déclencher les interventions avant l'initiation de la tubérisation et (2) de modéliser le cycle de développement de C. esculentus afin de prévoir l'impact des itinéraires techniques à envisager pour lutter efficacement contre l'espèce.

Des contaminations des récoltes de colza peuvent se produire via le pollen, les graines et les repousses. Ces flux peuvent être plus ou moins favorisés par certains caractères variétaux et techniques culturales. Cette étude a pour objectif dévaluer limpact de certains caractères variétaux sur les flux de gènes intraspécifiques.<br />Pour lévaluer dans diverses situations culturales, le modèle GENESYS-COLZA a été utilisé. Différentes expérimentations ont été mises en place pour mesurer leffet de la compétitivité, du taux dautogamie et de lémission de pollen sur les flux de gènes et mesurer leur gamme de variation. Le modèle a ensuite été utilisé pour estimer leffet des paramètres génotypiques sur les flux de gènes. Les paramètres les plus pertinents semblent être lémission de pollen et lautogamie pour les flux entre parcelles et la hauteur pour la contamination des cultures suivantes.<br />Dautres simulations ont été effectuées pour répondre à des questions de la filière.

Les systèmes agricoles sont en constante évolution sous les effets conjugués d'innovations techniques et organisationnelles et de changements du contexte socio-économique. A l'échelle d'un territoire, des acteurs locaux peuvent encourager et accompagner des changements de ce type s'ils ont une vision claire de leurs impacts potentiels. L'objectif de cette thèse est d'élaborer et d'appliquer une démarche permettant d'assister agriculteurs et autres acteurs locaux d'un territoire dans la construction et l'évaluation de scénarios d'évolutions des systèmes agricoles. Une démarche basée sur des approches permettant une analyse prospective, multicritères, multi-échelles et participative d'évaluation des systèmes agricoles a été développée. Elle a été mise en œuvre en Camargue (sud-est de la France), avec des exploitants céréaliers et des acteurs de la production agricole et de la gestion du territoire.Des scénarios portant sur la réforme de la politique agricole commune (PAC) en 2012-2014, ainsi que sur des objectifs nationaux de réduction de la consommation de pesticides et de développement de l'agriculture biologique ont été développés. Ces perspectives d'évolution des systèmes agricoles camarguais ont été évaluées, via la formalisation de nombreuses données et connaissances. Deux outils de modélisation ont été utilisés : un modèle multi-agent a permis la mise en place de séances de simulation interactives avec des agriculteurs, et un modèle bioéconomique a été développé et utilisé avec des acteurs locaux tels que le syndicat des riziculteurs et le parc naturel régional.Les scénarios portant sur la réforme de la PAC ont confirmé la dépendance des exploitations rizicoles aux subventions. Des agriculteurs ont testé différentes stratégies d'adaptation de leurs exploitations à la suppression de l'aide couplée à la production rizicole. Ces stratégies, souvent basées sur la diversification des activités ou sur la conversion à l'agriculture biologique, ne permettaient pas de compenser les pertes économiques liées à la disparition de l'aide couplée. A l'échelle du territoire, ces stratégies réduiraient fortement la surface cultivée en riz, avec des impacts importants sur d'autres activités en lien avec la production agricole. Cependant ces stratégies vont dans le sens des objectifs gouvernementaux de réduction des impacts de l'agriculture sur l'environnement. Des scénarios portant spécifiquement sur ces objectifs ont permis d'identifier des marges de manœuvre importantes au niveau des exploitations céréalières camarguaises.Cette thèse propose un cadre pour la mise en œuvre de démarches d'évaluation des systèmes agricoles dans un territoire, qui associe les agriculteurs et les acteurs locaux à différentes étapes, depuis leur engagement pour le choix des scénarios, l'acquisition et l'analyse des données, la construction des outils de simulation et l'évaluation de scénarios. La combinaison de différents outils de modélisation pour la réalisation de réflexions collectives, pourrait contribuer à la mise en place d'actions pour un développement durable de l'agriculture / Agricultural systems are constantly evolving driven by technical and organizational innovations and changes in their socio-economical context. At regional scale local stakeholders can encourage and accompany foreseen changes if they can have clear visions of their potential impacts. The objective of the PhD thesis was to develop and test a framework to assist farmers and local stakeholders of a region in the building and assessment of scenarios related to agricultural systems. This framework is based on different modeling approaches for a participative, integrated, multi-scale and prospective assessment of agricultural systems. It was implemented in the Camargue region, South-East of France, with cereal farmers and local stakeholders involved in agricultural production and territorial management.Scenarios assessed were related to the reform of the common agricultural policy (CAP) of the European Union in 2012-2014, and to national objectives of reduction in pesticide use and extension of organic farming (OF). Several data and expert knowledge have been formalized and used in these simulations of scenarios. Two modeling tools have been used for scenario assessment with stakeholders: an agent-based model allowed interactive simulation sessions with farmers, and a bio-economic model was co-developed and used with local stakeholders such as the French Union of Rice Producer and Industry and the Regional Natural Park, both important stakeholders influencing local agricultural systems. Assessing scenarios related to the CAP reform showed the strong dependency of rice farms to EU subsidies. Farmers involved in the sessions tested several adaptation strategies for their farms in response to the disappearance of the rice coupled payment. These strategies often implied a diversification of production and/or the conversion to OF, but they did not allowed to compensate the economic loss due to the suppression of the rice coupled payment. At the regional level, these strategies would lead to an important decrease on the area cultivated with rice, and therefore have an impact on other related activities in the region. Diversification of production is also a key strategy in scenarios related to governmental objectives of reducing pesticide use and conversion to OF. Therefore, in Camargue, there is room for maneuver for conciliating environmental and economic objectives related to agricultural production.This thesis proposed and applied a framework for participatory integrated assessment of agricultural systems. This framework associates closely farmers and other stakeholders in all phases of scenario assessment (scenario definition, data gathering and analysis, the building and use of models). The way different modeling tools are used in this framework could contribute for collective assessment of future farming systems and support collective actions for sustainable agricultural development.

Les légumineuses sont souvent considérées comme des cultures clés pour une agriculture durable. Dans ce cadre, elles sont souvent cultivées en association avec les céréales et présentent de nombreux avantages d'ordres agronomique, environnemental et socio-économique. Cependant, malgré ces nombreux avantages, leur part dans l'agriculture européenne est encore très limitée. Dans la région Midi-Pyrénées (sud-ouest de la France), la superficie occupée par les légumineuses ne représente que 1 à 3% de la superficie totale cultivée, traduisant la réticence des agriculteurs à cultiver ce type de culture. Dans ce contexte, l'objectif de la thèse étaient de: i) identifier les principales contraintes pour la production de légumineuses dans la région Midi-Pyrénées, ii) identifier les principaux leviers techniques et socio-économiques (exprimés sous forme de scénarios) afin de promouvoir les légumineuses dans les systèmes de cultures actuels et iii) évaluer, en utilisant la chaîne de modélisation APES-FSSIM-indicateurs, les impacts de ces scénarios en calculant des indicateurs socio-économiques et environnementaux au niveau de trois exploitations représentatives (FT1, FT2 et FT3) de la diversité observée au niveau de la zone d'étude.L'identification des principales contraintes a été basée sur la bibliographie et les dires d'experts locaux. Ces contraintes traduisent la sensibilité des légumineuses aux types de sols et de climat, les compétences techniques demandées pour cultiver convenablement des légumineuses, la compétitivité économique des légumineuse par rapport aux autres cultures et à l'actuel prix et rendement des légumineuses et surtout leurs variabilité inter-annuelle. Pour promouvoir les légumineuses, des scénarios alternatifs ont été définis et comparés à la situation actuelle (scénario de référence). Les scénarios alternatifs, se différencie par rapport au scénario de référence par les paramètres suivantes: l'introduction de nouvelles rotations à base de légumineuses dans les systèmes de culture actuels (Stec.innov), l'octroie d'une prime spécifique aux légumineuses (Spremium), l'augmentation du prix de vente ( Sprice) et du rendement (Syield) des légumineuses, la réduction de la variabilité du prix (Sprice.var) et du rendement (Syield.var) des légumineuses et enfin, la combinaison de tous ces paramètres dans un seul scénario (Scomb). Tous les scénarios ont été simulés et comparés en utilisant la chaîne de modèles APES-FSSIM-indicateurs. Cette chaine de modèles a permis de calculer des indicateurs environnementaux et socio-économiques.Les résultats ont montré que, contrairement aux attentes, l'introduction de nouvelles rotations et la réduction de la variabilité des rendements ou des prix (Stec.innov, Sprice.var et Syield.var) n'entrainent pas l'augmentation de la superficie des légumineuses. Toutefois, une augmentation de la superficie des légumineuses a été observée pour les scénarios Spremium, Sprice, Syield et Scomb. Le scénario combiné (Scomb) a été jugé comme le plus efficace, montrant une augmentation importante de la superficie des légumineuses, soit 34 ha, 32 ha et 7 ha respectivement pour FT2, FT3 et FT1. Ce changement a entrainé également une modification significative au niveau des valeurs des indicateurs socio-économiques et environnementaux. L'augmentation de la superficie des légumineuses et la variation des indicateurs économiques et environnementaux dépendent des caractéristiques structurelles des exploitations, de la part de la surface irriguable, des systèmes de culture présents et des types de sol au niveau de chaque exploitation.Les résultats de cette étude montrent que l'application d'une nouvelle politique pour promouvoir les légumineuses, peut conduire, selon les stratégies de production adoptées par les agriculteurs afin de maximiser leurs revenus, à plusieurs changements économiques et environnementaux. Ces stratégies se traduisent principalement par la modification des superficies allouées / Grain legumes are generally considered as key crops for sustainable agriculture. They offer many agronomic, environmental and socio-economic benefits when grown in succession with cereals. Although grain legumes have many advantages, their share in European agriculture is still very limited. In the Midi-Pyrénées region (south-west of France), their area varies from 1 to 3% of the total cultivated area, moreover farmers show little interest in growing grain legumes on their farms. In this context, the objectives of the thesis were to; i) identify the main constraints for grain legume production in the Midi-Pyrénées region, ii) identify key technical and socio-economic levers (expressed as scenarios) to promote grain legumes in current cropping systems and iii) assess, by using the APES-FSSIM-Indicators modelling chain, the impacts of these scenarios on the socio-economic and environmental behaviours of three representative arable farm types (FT1, FT2 and FT3) of the Midi-Pyrénées region.The main constraints have been identified based on bibliography and in consultation with local experts. These constraints are derived from the grain legumes sensitivity to: soils and climatic conditions, farmer technical skill and expertise for sowing and harvesting the grain legumes, economic competitiveness in comparison with cereals and their yield and market prices amounts and fluctuations. From the above statement, the alternative scenarios, in comparison to the current situation (reference scenario) have been identified to promote grain legumes. They included, the introduction of new grain legumes rotations in current cropping systems of the region (Stec.innov), provision of more premiums to grain legumes (Spremium), increase in sale price (Sprice) and yield (Syield) of grain legumes, reduction in price (Sprice.var) and yield (Syield.var) variability of grain legumes, and combination of all these components (Scomb). All scenarios have been assessed with quantitative environmental and socio-economic indicators and are calculated with the APES-FSSIM-Indicators modeling chain.Results show that, contrary to expectation, the introduction of new legumes rotations or the reduction of yield or price variability (Stec.innov, Sprice.var and Syield.var) did not increase the grain legumes area. However, an increase in grain legumes area was observed for Spremium, Sprice, Syield and Scomb. The combined scenario (Scomb) was found to be most efficient, showing an important increase in grain legumes area by 34 ha, 32 ha and 7 ha respectively for FT2, FT3 and FT1 with a significant change in socio-economic and environmental indicators for all three farm types. The increase in grain legumes area and modification in economic and environmental indicators depend on the farm characteristics and can be explained by the differences in irrigable area between irrigated crops (i.e. maize, peas and soybean), cropping pattern, soil types and climatic conditions (rainfed and irrigation) on the three farms types.The results obtained from this study show that the modification of policies or the inclusion of new technologies, may lead to several economic and environmental changes, which reveal the adaptation strategies adopted by farmers in order to optimize their farm income. These strategies are mainly implemented by modifying the areas allocated to different crops on different soil types and by changes of management practices. The grain legumes area can be increased on Midi-Pyrénées farming system by the combination of slightly increase in premium, sale price and crop yield of the grain legumes. This methodology can easily be adapted to other regions of France and also EU for identifying the main developmental conditions for grain legumes production provided the skilled experts are properly selected and sufficient data are available for parameterization of the modeling chain.