Les nématodes phytoparasites (NPP) sont des vers ronds microscopiques que l’on retrouve en communautés dans les sols agricoles. Les NPP les plus communs n’occasionnent pas de dégâts sur les cultures. Cependant M. chitwoodi, un NPP règlementé à l’échelle européenne, peut engendrer d’importantes baisses de rendement. Pour caractériser le risque de son implantation, nous nous sommes intéressés aux communautés indigènes en France afin d’identifier celles capables de le limiter suite à une introduction. Nous avons, dans un premier temps, décrit les communautés de NPP à l'échelle d'un paysage agricole, puis à l'échelle de neuf régions françaises. Ces investigations ont montré des communautés peu différenciées en termes de richesse spécifique mais variables en termes d’abondance. Si les variables environnementales expliquent le mieux la structure de ces communautés de NPP à une large échelle géographique, certaines pratiques culturales(labour, application de produits phytosanitaires) influencent fortement les communautés à l’échelle locale. Dans un second volet, nous avons étudié le potentiel de différentes communautés à limiter le développement de M. chitwoodi notamment par la compétition. Il semble que les communautés possédant les plus hauts niveaux d’abondance globale, indépendamment des taxa présents, permettent de diminuer la multiplication de M. chitwoodi. Cette thèse apporte donc des éléments de compréhension sur le fonctionnement des communautés de NPP dans les agrosystèmes français et leur potentiel à limiter le l’établissement de M. chitwoodi pour pouvoir prédire le r / Plant-parasitic nematodes (PPN) are microscopic worms that occur in communities in almost every agricultural soils. Commonly found PPN are usually harmless for the plants. However, M. chitwoodi, a PPN highly regulated in EU can induce important yield losses. In order to improve risk assessment of M. chitwoodi implantation, we studied French native PPN communities to identify those that can limit its establishment shortly after an introduction. We firstly described PPN communities in various agrosystems, at a landscape scale and then in nine French regions. Despite the quite homogeneous species richness observed across the fields sampled, we highlighted strong PPN taxa abundance variations. Environmental variables seemed to mainly drive the PPN communities structure at a large geographic scale but cultural practices(tillage and pesticides uses) seemed to explain the communities variation at the local scale. Secondly, we studied the capacity of different PPN communities to limit M. chitwoodi development through competition. It appeared that PPN communities with high global abundance, regardless of the taxa present, are able to decrease M. chitwoodi multiplication. The results of this PhD thesis bring some elements about the structure and functioning of PPN communities in French fields and their ability to reduce the M. chitwoodi establishment in order to predict its implantation risk.

Les agrosystèmes sont soumis à de fortes hétérogénéités spatiales et temporelles, notamment du fait des pratiques agricoles. Les modèles de surface, qui servent à quantifier les échanges d'eau et d'énergie entre le sol, la végétation et la basse atmosphère, dits flux hydrométéorologiques, utilisent la plupart du temps des résolutions spatiales trop larges et une description des pratiques agricoles trop simple pour caractériser ces hétérogénéités, faute d'information spatialisée fiable et à fréquence temporelle suffisante pour paramétrer les simulations. Pourtant, réussir à simuler de manière plus réaliste les agrosystèmes à l'échelle du paysage, comme un bassin versant par exemple, est d'importance cruciale que ce soit pour gérer la répartition des ressources en eau ou évaluer les interactions entre pratiques agricoles et évolution climatique. La télédétection à haute résolution spatiale et temporelle, à l'image de la mission spatiale Sentinel-2 de l'ESA, permet de fournir des informations sur la surface terrestre à des résolutions inégalées (10 m, 5 jours) et sur l'ensemble du globe. Cette thèse visait donc à exploiter ce type de données dans un modèle de surface, le modèle SURFEX-ISBA développé par le CNRM, afin d'améliorer la représentation des pratiques agricoles et évaluer son impact sur les flux hydrométéorologiques à l'échelle du paysage. Le premier volet de la thèse avait pour objectif de représenter l'hétérogénéité spatio-temporelle des cultures, du fait des choix des dates de semis et de récolte ainsi que des rotations de culture, dans le modèle. Pour ce faire, j'ai exploité les produits issus des données du satellite optique Formosat-2 (8m, acquisitions programmées), sous la forme de cartes d'occupation des sols et de cartes multi-temporelles d'indice de surface foliaire (LAI) afin de simuler un agrosystème du Sud-Ouest de la France sur une zone de 576 km2. Afin de simuler de telles étendues en exploitant la haute résolution des produits satellite tout en limitant le temps de calcul, une approche de simulation par parcelle a été mise en place. / Agricultural practices generate strong spatial and temporal heterogeneities of the vegetation in agrosystems. Land Surface Models (LSMs), which simulate water and energy fluxes between soil, vegetation and atmosphere, use coarse spatial resolutions and very simplified agricultural practices representations. Therefore, they cannot characterize such heterogeneities. However, simulating agrosystems in a realistic way is of great interest to manage water resources at landscape scale, like a river basin, or study the interactions between climate evolution and agriculture. High resolution remote sensing, like the ESA's Sentinel-2 space mission, allows monitoring the Earth surface globally with unprecedented spatio-temporal resolution of 10 meters and 5 days. This Ph. D. thesis aimed to exploit such data in the SURFEX-ISBA LSM, developed by the CNRM, to represent agricultural practices in the hydrometeorological fluxes estimation at landscape scale. The first part of the thesis aimed at representing the spatial and temporal heterogeneities of the vegetation due to the choice of sewing and harvesting dates and crop rotations in the model. I used multi-temporal Leaf Area Index and annual land cover maps derived from the Formosat-2 remote sensing date (8m, tasking acquisitions). Simulations were performed on a 576 km2 agricultural plain in southwestern France. In order to keep the interest of high resolution while saving computation time, a plot scale simulation approach was used.

A partir d’une approche pluridisciplinaire (géo-historique, cartographique et pédologique), cette étude nous a permis d’établir un bilan complet sur l’état (origines, formes et évolutions) des systèmes de haies en Alsace depuis le Moyen Age. L’étude pédologique de topo séquences de sols dans des zones de loess très sensibles à l’érosion (Habsheim, Uffheim) a également permis de procéder à un bilan de l’érosion depuis le Néolithique et montré comment le stockage de colluvions à l’amont de haies modifiait le relief par la formation de rideaux de culture, dont les plus anciens remontent à la fin de l’Age du bronze. Nous avons quantifié le potentiel des systèmes de haies en tant que frein à l’érosion et en tant que puits de carbone, dans l’optique d’une lutte contre le réchauffement climatique (initiative 4‰). En termes de potentiel de stockage de colluvions, le site d’Habsheim révèle une capacité de stockage énorme avec par exemple des stockages de 17,8 t/m linéaire de haie. D’autre part, à partir de nos sites de référence, on a pu démontrer aussi la grande activité érosive de ces espaces et cela depuis la préhistoire : entre 5700 et 2700 BP le taux d’érosion moyen mesuré a été de 4,5 t/ha/an, équivalant à celui de l’agriculture intensive dans les mêmes zones, ce qui relativise en partie le rôle de l’agriculture moderne. Le potentiel réel des colluvions loessiques est plus nuancé en termes de stockage de carbone. De nombreux processus comme la minéralisation du carbone et la faible efficacité du complexe argilohumique rendent les interprétations délicates sans pour autant que le potentiel des sols agricoles limoneux comme puit de carbone doive être écarté. / This study is a pluridisciplinary approach combining geohistory, spatial study and soil science that proposes an exhaustive analysis of origins, shapes and evolution of hedges systems in Alsace since Middle Ages. An erosion budget since Neolithic was obtained from the study of soil topographical sequences in an erosion sensitive loess area (Habsheim, Uffheim, 68, France). The colluvium stored in the upperside of the hedge modifies the topography by creating lynchets (the oldest were from the Bronze Age). We quantified the potential of hedges systems to reduce erosion and to store carbon in order to struggle against climate change (4‰ project). In Habsheim the storage of carbon potential is huge with some stocks reaching 17,8 t per meter of linear hedge. Moreover, based on the reference sites, we demonstrated the great erosion processes that has occured in these landscapes since Prehistory: between 5700 and 2700 BP the average erosion rate measured (4,5 t/ha/yr) is equivalent to the present day rates under intensive agriculture. The potential of loess colluvium, from the stock of carbon point of view, is more questionable. Interpretations are more difficult because of processes like mineralization of carbon and low efficiency of argilo-humic complex but so far the storage function of loamy soils cannot be neglected.

Les champignons de la rhizosphère ont une grande influence sur le développement et la croissance des plantes. Certains de ces micro-organismes protègent les plantes contre les pathogènes, atténuent l'impact des stress abiotiques ou facilitent la nutrition des plantes. Ces organismes s'influencent mutuellement et forment des réseaux complexes d'interactions. Déterminer le fonctionnement du microbiome fongique de la rhizosphère des plantes cultivées est une étape nécessaire pour optimiser l'efficacité de la production végétale. Nous avons testé les hypothèses suivantes : (1) la diversification des systèmes de culture influe sur le microbiome fongique de la rhizosphère du canola; (2) le canola a un core microbiome, soit un ensemble de champignons toujours associés au canola quelles que soit les conditions du milieu; et (3) que certains de ces taxons ont une influence déterminante sur la structure des communautés (taxons nodaux) dans le core microbiome. Pour ce faire, en 2013 et 2016, nous avons échantillonné à la floraison, la phase de canola (Brassica napus) du système de culture, qui est l'un des deux types de canola (Roundup Ready® et Liberty Link®), utilisés dans le cadre d'une expérience de terrain à long terme (6 ans). Lacombe (Alberta), Lethbridge (Alberta) et Scott (Saskatchewan). En utilisant le séquençage d’amplicon par illumina, nous avons obtenus des résultats qui montrent que la diversification des cultures a un impact significatif sur la structure des communautés fongiques de la rhizosphère. Nous avons également découvert et décrit un core microbiome constitué de 47 OTU (Unité Taxonomique Opérationnelle) en 2013 et identifié Preussia funiculata, Schizothecium sp., Mortierella sp., Nectria sp. ainsi que deux taxons inconnus (OTU12 et OTU298) comme taxons nodaux parmi ce core microbiome. Cependant ce core microbiome s’est montré variable, et nous n’avons pu identifier qu’un OTU y appartenant en 2016 : Olpidium Brassicae. Nos résultats permettent de confirmer l’impact de la diversité culturale sur le microbiome fongique du canola et sont présentés comme une base pour le développement de stratégies d'ingénierie écologique pour l'amélioration de la production de canola. / The fungi in the rhizosphere have a large influence on plant development and growth. Some of these micro-organisms protect plants against pathogens, mitigate the impact of abiotic stress, or facilitate plant nutrition. These organisms influence each other and form complex webs of interactions. Deciphering the structure and function of the fungal microbiome of crop plant rhizosphere is a necessary step toward optimizing the efficiency of plant production. We tested the hypotheses that (1) the diversification of cropping systems influences the fungal microbiome of canola rhizosphere, (2) canola has a fungal core microbiome, i.e. a set of fungi that are always associated with canola, and (3) that some taxa have a determining influence on the structure of the communities (hub-taxa) within the core microbiome. In 2013 and 2016 we used the canola (Brassica napus) phase of five cropping system at blooming stage, from the less to the most diversified, that included one of two types of canola (Roundup Ready® and Liberty Link®), in an existing long-term (6 years) field experiment. The experiment has a randomized complete block design with four blocks, and is replicated at three locations: Lacombe (Alberta), Lethbridge (Alberta) and Scott (Saskatchewan). Our results show that crop diversification has significant impact on the structure of rhizosphere fungal communities. We also discover and described a canola core microbiome made of 47 OTUs in 2013 and identified Preussia funiculata, Schizothecium sp., Mortierella sp., Nectria sp. and two other unidentified taxa (OTU12 and OTU298) as the hub-taxa among this core. However this core microbiome was variable and could identify only one member in 2016 : Olpidium brassicae. Our results confirmed the effect of crop diversification upon the fungal microbiome of canola and are presented as a basis for the development of ecological engineering strategies for the improvement of canola production.