Les cultures intermédiaires multi-services (CIMS) implantées en interculture entre deux cultures de rente permettent de produire de nombreux services écosystémiques. Parmi les familles d’espèces utilisées comme CIMS, les crucifères réduisent efficacement la lixiviation de nitrate et de sulfate en captant l’azote (N) et le soufre (S) minéral du sol (services de piège à N et à S). Les crucifères ont aussi la capacité de contrôler les pathogènes via des composés biocides issus de l’hydrolyse de métabolites secondaires appelés glucosinolates (GSL). L’objectif de nos travaux de recherche est d’évaluer les performances en termes de services écosystémiques liés à l’azote, au soufre et au potentiel de bio-contrôle d’une grande diversité de mélanges bispécifiques de crucifères et de légumineuses en comparaison aux CIMS pures. Nous avons réalisé des expérimentations sur 2 sites contrastés (région de Toulouse et Orléans, France) et sur 2 années pour tester les performances de mélanges crucifère-légumineuse en comparaison aux espèces pures. Les espèces testées sont i) pour les crucifères : colza, moutarde blanche, moutarde brune, moutarde éthiopienne, navet, navette, radis, roquette, et ii) pour les légumineuses : trèfle Egyptien, trèfle incarnat, vesce commune, vesce pourpre, vesce velue, pois, soja, féverole et lupin blanc. Nos travaux de recherche montrent que les mélanges crucifère-légumineuse peuvent produire simultanément divers services écosystémiques avec un haut niveau d’expression, allant de 2/3 (production de GSL, engrais vert à N et S), à quasiment 100% (piège à N et S) du service produit par la famille d’espèce pure la plus performante. La concentration et les types de GSL ne changeant pas en mélanges, les interactions des crucifères avec leurs pathogènes restent identiques. Via une revue de littérature nous concluons également que le service de bio-contrôle des cultures pures de crucifères peut être maintenu en mélanges crucifère-légumineuse sur une grande diversité de pathogènes et adventices tout en réduisant les potentiels dis-services sur les auxiliaires et sur le cycle de l’azote. / Multi-services cover crops (MSCC) grown during fallow period between two cash crops provide various ecosystem services. Among species used as MSCC, crucifers can efficiently prevent nitrate and sulphate leaching by catching residual soil mineral nitrogen (N) and sulphur (S) afterthe preceding cash crop (N and S catch crop services). Crucifers also have a unique capacity to suppress pathogens due to the biocidal hydrolysis products of endogenous secondary metabolites called glucosinolates (GSL). The aim of our study was to assess the provision of various ecosystem services linked to N, S cycles and biocontrol potential for a wide range of bispecific crucifer-legume mixtures in comparison to sole cover crops of legume and crucifer. We carried out experiments in 2 contrasted sites (Toulouse and Orléans regions, France) during 2 years in order to assess these services and the compatibility of various bi-specific crucifer-legume mixtures. We tested a great diversity of species, such as i) crucifers : rape, white mustard, Indian mustard, Ethiopian mustard, turnip, turnip rape, radish and rocket, and ii) legumes: Egyptian clover, crimson clover, common vetch, purple vetch, hairy vetch, pea, soya bean, faba bean, and white lupin. Our study demonstrated that crucifer-legume mixtures can provide and mutualize various ecosystem services by reaching from 2 thirds (GSL production, S and N green manure) to the same level ofservice (N and S catch crop) than the best sole family of species. GSL profile and concentration did not change in mixtures meaning that crucifer-pests interactions were identical. Through a literature review we also illustrated that biocontrol services of crucifers could be largely maintained in crucifer-legume mixtures for a wide range of pathogens and weeds while reducing potential disservices on beneficials and increasing N related service

Dans les agroécosystèmes, l'utilisation de la biodiversité pour la régulation naturelle des arthropodes nuisibles vise à proposer une protection agroécologique des cultures, en alternative à la protection agrochimique actuelle. Notre étude a porté sur les agroécosystèmes à base de manguiers à La Réunion, avec l'objectif de comprendre les facteurs qui influencent la biodiversité et la régulation des arthropodes nuisibles. Cet agroécosystème est caractérisé par une importante diversité (797 espèces d'arthropodes et 114 espèces de plantes) et nos résultats ont révélé l'existence de contrôles ascendants et descendants positifs de cette biodiversité au sein des communautés. Nous avons également mis en évidence les services et disservices des espèces dominantes de fourmis envahissantes : deux d'entre elles fournissent un service de prédation et l'une d'elles réduit la diversité des ennemis naturels omnivores, ce qui semble expliquer la relation négative entre la diversité des omnivores et le service de prédation. Enfin, nous avons montré l'effet positif de la diversité des parasitoïdes et de la diversité des prédateurs, respectivement sur l'abondance des populations de la Cochenille des Seychelles et sur le service de prédation. Le seul effet significatif du paysage qui a été décelé est l'effet positif de la proportion des vergers de manguiers sur l'abondance du Thrips Sud-Africain des agrumes. L'ensemble de ces résultats nous permet d'identifier deux leviers pour la protection agroécologique des vergers de manguiers : l'implantation d'enherbements diversifiés dans les vergers ; la gestion collective du paysage en y limitant la proportion des vergers de manguiers. / In agroecosystems, the use of biodiversity for natural control of arthropod pests aims to propose an agroecological crop protection, as an alternative to current agrochemical protection. Our study focused on mango agroecosystems in Reunion Island, with the goal of understanding the factors that influence biodiversity and control of arthropod pests. This agroecosystem is characterized by a large diversity (797 arthropod species and 114 plant species) and our results highlight the positive bottom-up and top-down controls of biodiversity in communities. We also highlight the services provided by the dominant species of invasive ants in pest regulation. Two species provide a predation service, and one reduces the diversity of natural enemies of omnivores and appears to explain the negative relationship between omnivore diversity and predation. Finally, we highlight the positive effect of parasitoid diversity and predator diversity on, respectively, the abundance of Seychelles mealybugs and on predation in general. The only significant landscape effect measured in our work is the positive effect of the proportion of mango orchards on the abundance of South African citrus Thrips. These results allow us to identify two factors in the agroecological protection of mango orchards in Reunion: the management of diversified ground cover in orchards; and collective landscape management by limiting the proportion of mango orchards.

L’ingénierie agroécologique vise à produire des savoirs actionnables, pour concevoir des systèmes de cultures économiquement et écologiquement performants, par la valorisation de régulations naturelles. Notre problématique est centrée sur la santé des cultures, et plus particulièrement sur la bactérie phytopathogène Ralstonia solanacearum, agent du flétrissement bactérien alors qu’une souche extrêmement agressive menace la production de tomates en plein champ en Martinique. La nécessité d’explorer et de développer des alternatives aux méthodes conventionnelles de protection des plantes (variétés résistantes, pesticides), actuellement inefficaces, invite à la mise en œuvre d’une démarche de conception innovante. Nos travaux montrent que la mobilisation d’une barrière rhizosphérique est une stratégie de régulation biologique alternative. Différents processus y contribuent, telle que la mycorhization, symbiose entre racines et champignons mycorhiziens à arbuscules, présents dans la plupart des sols. Nous montrons que la mobilisation de réseaux de mycorhizes indigènes à partir d’un sol agricole permet une mycorhization précoce de la tomate. De plus, l’association de plantes aux propriétés mycorhizotrophes et assainissantes en conditions contrôlées montre des effets bioprotecteurs partiels et ouvre de nouvelles perspectives de combinaisons entre processus. Ces combinaisons sont mobilisables par des leviers d’actions multi-scalaires. Nous avons produit une grille d’analyse générique de ces leviers d’action pour la conception, par des trajectoires d’innovation multidirectionnelles, de « systèmes de culture bioprotégés ». Dans le contexte agricole martiniquais, une démarche d’apprentissage permet en effet l’émergence d’une dynamique de co-conception de systèmes de cultures recourant aux plantes mycorhizotrophes. Nos travaux proposent des outils pour une exploration collective de nouvelles stratégies de gestion durable de la santé des cultures. / Agroecological engineering aims to produce actionable knowledge to design economically and environmentally efficient cropping systems, based on the exploitation of natural regulation mechanisms. Our issue is centered on crop health, especially on the plant pathogenic bacterium Ralstonia solanacearum (bacterial wilt agent), of which an extremely aggressive strain threatens field tomato production in Martinique. The need to explore and develop alternatives to conventional methods of plant protection (resistant varieties, pesticides), ineffective in our case, calls for the implementation of an innovative design approach. Our work shows that the protection of the roots via the formation of a self-sustaining rhizospheric barrier may be an alternative biological control strategy. Different processes contribute, such as mycorrhizal symbiosis between roots and arbuscular mycorrhizal fungi, which are present in most soils. We show that the mobilization of indigenous mycorrhizal networks from an agricultural soil allows early mycorrhization of tomatoes. In addition, the association of plants with mycorrhizal and sanitizing properties in controlled conditions showed partial bioprotective effects and opens up new prospects for combinations between processes. These combinations may be exploited in various ways. We produced a generic analysis grid of key levers to design "healthy cropping systems " through multi-directional innovation trajectories. In Martinique's agricultural context, a learning process allows the emergence of a dynamic co-design of cropping systems using mycorrhizal plants. Our work thus provides tools for collective exploration of new sustainable management strategies for crop health.

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.

Au Québec, la pandémie de la COVID-19 a entrainé de nombreux questionnements face au système alimentaire, sa durabilité et sa résilience. Cette crise sanitaire a révélé les multiples dépendances de la province, notamment aux importations et à une main- d’œuvre étrangère bon marché, tout en exacerbant les problématiques liées à la distance entre le champ et notre assiette. D’autre part, celle-ci a souligné la fragilité socio- écologique du modèle agricole en place. L’agriculture industrielle met de l’avant plusieurs pratiques aux conséquences destructrices si néfastes pour l’environnement et l’Homme. Devant de tels enjeux, des pratiques alternatives en agriculture ont émergé au Québec dans les dernières décennies, telles que des coopératives agricoles, micro-fermes, l’agriculture urbaine, etc., ainsi que le souhait d’une plus grande autonomie alimentaire pour la province. Seulement, en dépit d’une volonté de limiter l’impact environnemental de l’agriculture sur le territoire québécois, la présence de verrouillages juridico-politiques et socio-économiques limitent le développement de ces alternatives. La présente recherche a déterminé, documenté et analysé la nature de ces verrouillages freinant ou empêchant une transition agroécologique du système alimentaire du Québec. En ayant recours à une revue de la littérature, dix entretiens semi-dirigés avec des acteurs clés du secteur agricole et de l’observation sur le terrain, nous avons documenté et analysé les changements, les réalités et les besoins en agriculture en 2022-2023. Cette étude a contribué à l’évaluation des besoins en agriculture et à l’établissement de stratégies de transformation du système alimentaire du Québec, afin qu’il fasse preuve de durabilité, d’autonomie et de résilience. / In Quebec, the COVID-19 pandemic raised awareness about the food system, its sustainability, and resilience. This health crisis revealed the province's multiple dependencies, notably on imports and cheap foreign labor, while exacerbating issues linked to the distance between the field and our plates. It also highlighted the socioecological fragility of the current agricultural model. Industrial agriculture puts forward several practices with destructive consequences that are harmful to the environment and mankind. Faced with such challenges, alternative agricultural practices have emerged in Quebec in recent decades, such as agricultural cooperatives, micro-farms, urban agriculture, etc., as well as the desire for greater food autonomy for the province. However, despite the desire to limit the environmental impact of agriculture in Quebec, the development of these alternatives is hampered by legal, political, and socio-economic lock-ins. This research has determined, documented, and analyzed the nature of these locks hindering or preventing the agroecological transition of Quebec's food system. Using a literature review, ten semi-structured interviews with key actors in the agricultural sector, and field observation, we documented and analyzed the changes, realities, and needs in agriculture in 2022-2023. This study contributed to the assessment of agricultural needs and the establishment of strategies for transforming Quebec's food system so that it demonstrates sustainability, autonomy, and resilience.