Aujourd’hui, dans un nombre croissant d’initiatives de la R&D agricole, on cherche à apprendre de pratiques ‘innovantes’ d’agriculteurs, pour soutenir l’évolution des systèmes agricoles, souvent dans le projet de l’agroécologie. Ces initiatives émergent dans un contexte où, en agronomie, on explore de nouveaux itinéraires de production de connaissance pour faire face aux enjeux contemporains qui induisent des questions inédites comme : Comment prendre en compte, dans la conception de systèmes agroécologiques, des équilibres naturels peu prédictibles et en partie inconnus ? Quelles représentations des processus agronomiques permettent d’imaginer des systèmes affranchis des intrants de synthèse? Ou encore, quelles connaissances produire pour concevoir des solutions techniques propres aux situations et attentes de chaque agriculteur ?… Dans cette thèse, nous faisons l’hypothèse que l’étude de pratiques innovantes d’agriculteurs serait une voie, empruntée par certains acteurs, pour explorer de nouvelles manières de produire dans le contexte actuel. En particulier, nous explorons comment et à quelles conditions l’étude de pratiques jugées innovantes d’agriculteurs peut stimuler la conception de systèmes agricoles aujourd’hui.Un détour par l’histoire de l’agronomie nous permet de mettre en perspective cette dynamique contemporaine avec les façons dont des agronomes ont, par le passé, étudié des pratiques d’agriculteurs pour générer des prescriptions visant à faire évoluer les pratiques en ferme. Dès les fondements de l’agronomie, au 18ème siècle, certains s’inspiraient de pratiques d’agriculteurs ; puis, en lien avec l’évolution de la discipline, ce lien aux pratiques est devenu marginal dans de nombreux travaux. Nous montrons que le rapport aux pratiques d’agriculteurs se renouvelle face aux enjeux contemporains de l’agriculture et c’est ce renouvellement que nous approfondissons ensuite avec un focus sur l’étude de pratiques innovantes d’agriculteurs. Par l’étude d’un panorama d’initiatives contemporaines, nous montrons qu’il existe différentes manières d’étudier des pratiques innovantes d’agriculteurs et nous proposons une manière d’organiser cette diversité. D’abord, nous montrons ce qu’apporte l’étude de ‘pratiques innovantes’ à ceux qui la réalise (fédérer une communauté de concepteurs, renouveler les représentations agronomiques, acquérir des connaissances sur des systèmes techniques inconnus…). Nous identifions des traits communs dans les raisonnements sous-jacents à l’étude de pratiques innovantes (ex. s’orienter vers des pratiques innovantes en formulant un inconnu désirable), et des variantes dans leurs réalisations (ex. différents types d’analyses systémiques) qui, parfois, influent sur ce qu’en apprennent leurs initiateurs. Enfin, nous montons que ce travail permet d’enrichir de différentes façons des dynamiques collectives de conception de systèmes agricoles innovants : à la fois en stimulant, par l’étude de pratiques, l’émergence de nouveaux systèmes techniques en ferme ; et en contribuant à la génération de prescriptions agronomiques originales venant soutenir la conception par les agriculteurs (témoignages contextualisés, logiques d’action génériques ...).Ces initiatives illustrent l’émergence, en agronomie, de formes originales de contributions à des dynamiques de conception distribuée dans les territoires agricoles. Cette thèse éclaire des ressorts et des modalités de réalisation de l’étude de pratiques innovantes d’agriculteurs et ses relations à des activités de conception, et elle contribue à la formulation de repères pour penser leur articulation dans l’action. / Today, in an increasing number of initiatives in the R&D agricultural sector, we want to learn from farmer’s innovative practices to foster change in agriculture toward agroecology. These initiatives, still poorly known, emerge in a context where agronomists explore new ways to produce knowledge to face current issues and answer new questions such as : while designing agroecological farming systems, how to deal with natural regulations, partly unknown and poorly predictable? What kind of models of agroecosystems allow to imagine chemical-free cropping systems? Or, what knowledge should we produce to design technical options adapted to every farmer’s expectations? … In this thesis, we assume that studying farmer’s innovative practices would be one way, taken by certain actors, to explore innovative farming systems today. More precisely, we explore how and in which conditions the study of farmer’s innovative practices could foster the design of agricultural systems.First, by exploring the history of agronomy, we show that since the foundation of the discipline, in the 18th century, agronomists draw inspiration from farmer’s practices; then, with the evolution of the discipline, the study of farmer’s practices marginalised. Today, new ways to study farmer’s practices emerge, in relation with contemporaneous challenges and we then propose to focus on ways to study ‘farmer’s innovative practices’. Through the analysis of a panorama of 14 initiatives from the agricultural R&D sector we show that it exists various ways to study farmer’s innovative practices, and we propose to organize this diversity. First, we shed light on what people get from the study of innovative practices depending on their own situation (to federate a designer’s community, to renew agronomic models, to get knowledge on unknown technical systems…). We then shed light on common traits in agronomist’s reasoning underlying the study of farmer’s innovative practices (ex. They all spot innovative practices formulating desirable unknown), and we show variants in ways to analyse them (ex. various systemic analysis). We finally show that studying innovative practices allows to enrich collective design dynamics: by fostering the emergence of new technical systems on farm, and by contributing to the emergence of original prescriptions aiming to support the design on farm of innovative systems (contextualised testimonies, generic action logics…)These initiatives illustrate the emergence of original forms of contributions, in agronomy, in a distributed design organisation, spread in territories. This thesis contribute to the understanding of what’s studying farmer’s innovative practices in relation to a design activity, and it gets to the formulation of reflexive keys to study farmer’s practices while designing in agronomy.

Depuis la seconde moitié du XXème siècle, l'utilisation massive des engrais desynthèse a contribué à l’augmentation des rendements mais aussi à l’accumulation d’élémentsminéraux dans les systèmes agricoles. La limitation de cette accumulation passe par unmeilleur recyclage des éléments minéraux déjà présents dans les systèmes agricoles.L'agriculture biologique, qui interdit le recours aux engrais de synthèse, peut être considéréecomme un prototype d’agriculture à même d’améliorer ce recyclage. L’objectif de cette thèse a été d’identifier les stratégies mises en place par les agriculteurs biologiques pour s’approvisionner en éléments minéraux. Cet objectif a été décliné en sous-objectifs qui ont été(i) d’identifier les pratiques d’approvisionnement en fertilisants et aliments des agriculteursbiologiques, (ii) d’en comprendre les déterminants et (iii) d’évaluer la performance de ces pratiques vis-à-vis du recyclage de l’azote, du phosphore et du potassium. Pour ce faire, 63exploitations biologiques ont été enquêtées afin de recueillir des données concernant la natureet la quantité des matières échangées, ainsi que les fournisseurs et les collecteurs en relation avec ces exploitations. Afin d’étudier l’influence du contexte local, les enquêtes ont été menées dans trois régions agricoles sélectionnées en fonction de leur degré de spécialisation (productions végétales, productions animales et mixte). L’intensité du recyclagelocal a été évaluée grâce à deux indicateurs : l’autonomie, définie comme le ratio entre laquantité d’éléments minéraux provenant d’échanges entre exploitations et la quantité totale d’éléments minéraux entrant dans les exploitations biologiques de la région, et le degré de bouclage des cycles, défini comme la proportion d'éléments minéraux passant au moins deux fois par la même exploitation au sein de la région étudiée. Un premier niveau d’analyse, àl’échelle de l’exploitation, a mis en évidence les déterminants de l’approvisionnement en éléments minéraux des exploitations biologiques. Il a montré que les exploitations biologiques spécialisées dans les productions végétales importaient des quantités importantes defertilisants organiques en provenance de l’agriculture conventionnelle. Un second niveau d’analyse, à l’échelle régionale, a montré que la proximité entre des exploitations agricoles spécialisées dans les productions végétales et d’autres spécialisées dans les productions animales favorisait les échanges entre ces exploitations. Ces échanges permettaient d’améliorer l’autonomie locale même si le degré de bouclage des cycles restait faible. Enfin, une approche par modélisation a permis de quantifier la fraction du phosphore des produits biologiques qui dérive des engrais de synthèse, notamment suite aux échanges entre lesexploitations biologiques et conventionnelles. Plus de deux tiers du phosphore composant les productions biologiques étaient du phosphore initialement issu d’apports d’engrais de synthèse. Les résultats obtenus dans cette thèse ont permis de discuter des forme d’organisation des systèmes agricoles à même d’améliorer le recyclage des éléments minéraux, mais aussi des possibilités de développement de l’agriculture biologique. / From the second half of the 20th century, massive application of artificial fertilisersworldwide has contributed to crop yield increases but also to accumulation of nutrients inagricultural systems. Preventing such accumulation is possible through better nutrientrecycling within agrosystems. Organic farming bans artificial fertilisers and may beconsidered as prototype of agriculture that recycles nutrients efficiently. The objective of thisPhD was to identify the strategies of organic farmers to source nutrients. This objective hasbeen broken down into three tasks: (i) identification of the fertilising materials and feedsinputs of organic farms, (ii) identification of the determinants of these inputs and (iii)assessment of their efficiency in recycling nitrogen, phosphorus and potassium. This workwas based on interviews with 63 organic farmers about their inputs and outputs (nature andamounts of trade products, type of suppliers and collectors). In order to account for theimportance of the local context, the interviews were conducted in three French agriculturaldistricts defined by their farming specialisation: these districts were specialised either in cropproduction or animal production or were kept mixed. Local nutrient recycling has beenassessed through two indicators: the autonomy was defined as the ratio between the amount ofnutrients coming from exchanges among farms and the sum of inputs to the organic farms ofthe district. The cycling index was defined as the proportion of nutrients flowing at least twicethrough the same farm. The analysis was implemented at two different scales. At farm scale,the analysis focused on the nutrient supply of organic farms. Results showed that arableorganic farms imported large amounts of organic fertilising materials from conventionalfarming. At regional scale, results showed that the proximity between arable and animal farmsfostered exchanges among farms. These exchanges increased local autonomy. However, evenfor the mixed district, the cycling index remained low. Finally, a modelling approachquantified the fraction of phosphorus in organic products that derived from artificialfertilisers. Results showed that more than two-thirds of phosphorus composing these productsderived from artificial fertilisers. These results may help to design farming systems thatenhance nutrient recycling and to discuss the possibility of organic farming development.

Depuis les années 1990, le secteur de l’élevage au Vietnam subit des transformations rapides et profondes. Les productions de viande et de lait sont passées d’un système d’élevage familial intégré aux activités agricoles à un mode plus intensif et largement industrialisé. Les grandes exploitations capitalistiques se substituent progressivement à la petite paysannerie. Cette évolution soulève un certain nombre d’enjeux spatiaux. Le développement des villes, l’implantation des usines d’alimentation animale dans les campagnes, la relocalisation des bassins de production et l’essor de la production de maïs entrainent une réorganisation complète de la géographie de l’élevage au Vietnam. Cette dynamique spatiale est largement méconnue alors même qu’elle s’accélère depuis l’entrée du pays dans l’OMC en 2007. Cette thèse s’intéresse en particulier à trois districts – Thong Nhat, Mai Son et Ba Vi – dans lesquels l’élevage est une composante majeure du développement local. Les principaux résultats de cette thèse montrent que la concentration spatiale des systèmes d’élevage industriel dans un nombre réduit de régions est de fait organisée par un partenariat étroit entre autorités politiques et firmes privées qui privilégient les bénéfices économiques de cette industrialisation. Cependant, les autorités locales et les firmes impliquées peinent à prendre en compte les préjudices à moyen-terme de l’agglomération des systèmes de production sur la durabilité des anthroposystèmes. La gestion des milieux apparait laissée à la charge des communautés locales, et les fonctions de l’agriculture évoluent progressivement vers le recyclage des externalités du système d’élevage industriel. / Since the 1990’s, livestock sector in Vietnam has been deeply changing. Meat and milk productions are mouving from a mixed farming system towards a more intensive and industrialized production model. Concentrated animal feeding operations are progressively replacing small-scale livestock farming. This transition raises specific spatial issues. Expansion of urban areas, location of feed mills in rural areas, relocation of intensive production areas lead to a complete reorganization of the geography of livestock sector in Vietnam. This spatial dynamic is becoming an issue, especially since Vietnam has joined WTO in 2007. This thesis focuses on three districts – Thong Nhat, Mai Son et Ba Vì – where livestock plays a major role in local development. We show that spatial concentration of industrial production systems occurs in a limited number of regions. This dynamics appears to be organized by a close partnership between local authorities and private firms, with a focus on economic benefit. However, those stakeholders seem not to be in condition to manage all medium term impacts of this concentration on anthroposystem sustainability. Most of the challenges related to the Environmental management of industrial livestock systems remains in the hands of local communities. The role of agriculture progressively evolves towards the recycling of industrial livestock systems effluents.

Pour accompagner le développement des fermes urbaines professionnelles et des circuits courts et de proximité dans les grandes métropoles, nous proposons des outils à base de programmes mathématiques d'aide à la conception de fermes maraîchères diversifiées ciblant les demandes de différents types de clients en fruits et légumes frais locaux. Les solutions techniques de culture en ville se développent rapidement, mais compte-tenu des contraintes fortes de la production agricole urbaine (foncier limité, coûts opérationnels élevés), la définition de modèles économiques viables pour des fermes pérennes est un vrai défi pour les maraîchers urbains. Trois modèles en programmation linéaire mixte sont présentés et confrontés aux résultats du terrain : un modèle de dimensionnement stratégique annuel, un modèle de sélection de la meilleure combinaison de clients et un modèle de dimensionnement stratégique pluri-annuel des fermes maraîchères. Des résultats numériques et les performances des modèles sont présentés à partir de cas concrets multi-produits, multi-techniques et multi-périodes. Nos contributions résident dans la prise en compte de la périssabilité des produits frais dans le dimensionnement stratégique des systèmes de production, incluant le dimensionnement de la main d’œuvre agricole. / To support the urban farm emergence trend in large metropolises, we propose decision support tools based on mathematical programs to design market gardening farms targetting the demands of different categories of clients in local fresh fruits and vegetables. Technical solutions develop rapdily, but the strong constraints linked to urban farming, such as limited surface and high operating costs, make difficult to define viable and sustainable business models for urban market gardeners. Three mixed integer linear programming models are presented: An annual strategic sizing model, a client combination selection model and a plurennial strategic sizing model for diversified fruit and vegetable farms. Numerical results and model performances are presented, based on multi-products, multi-techniques and multi-periods real cases. Our main contributions are the consideration of the perishable nature of fruits and vegetables in strategic production systems sizing models, including notably the investments and workforce sizing.

Dans les systèmes fluviaux-estuariens soumis à de fortes pressions agricoles, la matière organique dissoute (MOD) présente une origine liée essentiellement à l’amendement des sols. Cependant, il existe un manque d’information concernant la composition, le rôle et le devenir de cette MOD. L’objectif de cette thèse est d’apporter des éléments nouveaux sur l’identification des sources et du comportement de la MOD de façon globale et sélective dans des systèmes fluviaux-estuariens soumis à des impacts agricoles. L'analyse de la MOD a été réalisée à l'aide de 2 techniques analytiques récentes et originales: (i) une méthode électrochimique (DP-CSV), pour caractériser simultanément la glutathione (GSH-like), le thioacétamide (TA-like), et les acides fulviques (FA-like), (ii) une chromatographie liquide d’exclusion stérique couplée aux détecteurs de carbone, azote et UV (LC-OCD-OND-UVD), séparant la MOD en 6 fractions de taille et de nature différentes. Par rapport au système de référence, nos résultats ont montré des teneurs en composés organiques 1,5 à 4 fois plus fortes dans les systèmes agricoles. Ces anomalies sont liées à la pression agricole et au type d’élevage. Ces travaux ont aussi montré des variations saisonnières contrôlées par différents processus: un lessivage des sols en période de fortes précipitations pour les FA-like représentant la fraction majoritaire de la MOD, une purge des horizons profonds par la remontée des nappes phréatiques pour les TA-like et un apport à la fois terrestre et aquatique pour les GSH-like. Le long du gradient salé, les GSH-like et FA-like ont un comportement conservatif alors que d’importantes pertes ont été observées pour les TA-like. / In watersheds under strong agricultural pressure, manuring activities, particularly animal farming, are the main source of dissolved organic matter (DOM). However, the composition, the role and the fate of this DOM have been poorly studied. This study focuses on the sources, dynamics and transformation of the DOM and its constituents in riverine and estuarine systems affected by different agricultural practices. The analysis of DOM was performed using two recent and innovative analytical techniques: (i) an electrochemical method (DP-CSV), allowed us to characterize simultaneously three dissolved organic compounds: glutathione (GSH-like), thioacetamide (TA-like), and fulvic acids (FA-like), (ii) a size exclusion liquid chromatography coupled to an carbon, nitrogen and UV detector (LC-OCD-OND-UVD) allowed the DOM pool to be subdivided into 6 major sub-fractions. Relative to the pristine river, concentrations of organic compounds were found to be 1.5 to 4 times higher in impacted systems. These anomalies are related to the agricultural pressure and also to the type of livestock. Our results also showed that the seasonal variations were controlled by different processes: soil washing-out during high precipitation events for FA-like compounds which represent the major part of DOM, formation in deep horizons then rising of groundwater for TA-like compounds and a pedogenic and aquatic origin for GSH-like compounds. Along the salinity gradient, GSH-like and FA-like displayed a conservative behaviour whereas TA-like do not behave conservatively with important removals.

Cette thèse porte sur la compréhension de processus de conception de systèmes de travail d’agriculteurs engagés dans une transition agroécologique. Elle s’appuie sur la mise en œuvre d’une méthode : la Chronique du Changement. En proposant aux agriculteurs de construire des récits de conception, elle révèle le processus de conception global dans lequel ils sont engagés. Ce processus est analysé à partir d’un modèle dialogique de la conception (e.g. Béguin, 2010) qui met en tension les pôles du virtuel et du réel, auxquels nous ajoutons un pôle du concevable pour donner à voir les mouvements entre passé – présent – futur en jeu dans le processus. Ces récits rendent visible l’objet en cours de conception : le système de travail composé de sous-systèmes.L’expérience que fait l’agriculteur de ces sous-systèmes participe à la progression du processus de conception et à la construction par l’agriculteur d’une approche systémique de son objet.En perspective, cette thèse ouvre sur le rôle de la narration pour l’élaboration de l’expérience d’un processus de conception et sur la notion de conception de systèmes de travail durables. / This thesis focuses on understanding the processes of designing work systems of farmers engaged in an agroecologicaltransition. It is based on the implementation of a method: the Chronicle of Change. By offering farmers to build design narratives, it reveals the overall design process in which they are involved. This process is analyzed on the basis of a dialogical model of design (e.g. Béguin, 2010) that puts the poles of virtual and real into tension, to which we add a pole of designable to show the movements between past – present – future, which are at work in the process.These narratives make visible the object being designed: the working system composed of subsystems. The farmer's experience with these subsystems contributes to the progress of the design process and the farmer's construction of a systemic approach to his purpose.In perspective, this thesis opens on the role of narrative in the development of the experience of a design process and on the notion of designing sustainable work systems.