Les organismes génétiquement modifiés (OGM) suscitent en Europe une intense controverse depuis le milieu des années nonante, qui s'est cristallisée sur les risques pour la santé et l'environnement. Cette thèse postule que les OGM nous posent des questions plus larges sur l'innovation. Est-il par exemple possible d'évaluer la pertinence d'innovations, comme celle des OGM, pour tendre vers une meilleure politique et gestion de l'innovation ? Une approche systémique a été développée pour progresser sur cette question. Elle poursuit trois axes: la compréhension de problèmes agronomiques, des stratégies actuelles pour les gérer et des possibilités d'innovations pour les résoudre à l'horizon 2015-2020. La partie empirique est basée sur des études de cas de couples problème/innovations dans deux filières agroalimentaires. Il s'agit de maladies problématiques en arboriculture fruitière (pommier) et en grandes cultures (froment d'hiver). Les données de quatre composantes sont intégrées : entretiens semi-dirigés, observation participante, revue de la littérature scientifique et analyse de la littérature grise des filières. La gestion de l'innovation dans les filières est caractérisée par une vision de l'innovation à géométrie variable et par des situations de verrouillage technologique (lock-in). Sur un plan conceptuel, on peut distinguer dans la recherche agronomique plusieurs voies d'innovations (trajectoires technologiques) qui poursuivent des logiques distinctes et sont influencées par les déterminants d'innovation. Sur le plan méthodologique, des améliorations des méthodes d'évaluation des innovations sont avancées. Enfin, plusieurs politiques d'innovation adaptées sont proposées (comparaison des choix technologiques, prospective par scénarios). Cette recherche aboutit à une réflexion sur les sciences agronomiques et à la mise en débat d'un nouveau champ disciplinaire : l'agronomie politique. Les propositions visent à ré-encastrer l'innovation dans les enjeux écologiques contemporains et dans les projets politiques et aspirations citoyennes.