En l'absence de mesures de routine des qualités sensorielles de la viande bovine, les éleveurs et les unités de sélection s'interrogent sur les possibilités d'exploiter la variabilité génétique de ces caractères au niveau moléculaire. La thèse consiste à réaliser les recherches relatives à l'analyse des associations entre polymorphismes génétiques et phénotypes enregistrés dans le programme Qualvigène. L'objectif est de proposer aux éleveurs et aux unités de sélection des marqueurs génétiques comme critères de sélection. Des SNP situés dans des gènes candidats ont été génotypés chez les 3349 Jeunes Bovins du programme (1114 en race Charolaise, 1254 en race Limousine et 981 en race Blonde d'Aquitaine) ainsi que chez les 114 pères et une majorité des mères. Ces gènes ont été mis en évidence pour leur association avec la tendreté, le persillé de la viande ou encore la croissance des animaux dans la bibliographie ou dans des études de génomique fonctionnelle à l'INRA. Des analyses d'association ont été effectuées. Un génome scan sur microsatellites dans 6 familles Limousine et Blonde d'Aquitaine a permis une primo-localisation peu précise de régions chromosomiques d'intérêt. En 2010, la puce Illumina "Bovine SNP50®" a été utilisée pour mettre en place une cartographie fine de QTL de qualité de la viande. Des premiers résultats en race Blonde ont permis de confirmer et de localiser plus finement des régions QTL détectées avec les microsatellites et aussi d'en localiser de nouvelles. La recherche de mutations causales devrait nous permettre de mettre en place un kit de détection des animaux présentant une supériorité génétique quant aux qualités organoleptiques de la viande.

Mis en place dans les années 1980 et au début des années 1990, les modèles d'évaluation génétique des reproducteurs bovins allaitants en ferme (IBOVAL) et en stations de contrôle individuel (CI) et sur descendance (CD) reposent sur des hypothèses simples dont le non respect est à l'origine de biais dans la prédiction des valeurs génétiques. Ces biais peuvent induire un choix non optimal des reproducteurs et réduire ainsi l'efficacité de la sélection à court terme, mais aussi à plus long terme en privilégiant les reproducteurs issus de lignées familiales bien connues. Le travail présenté dans cette thèse contribue à l'amélioration des programmes de sélection allaitants en proposant de nouveaux modèles statistiques pour quantifier et éliminer certaines sources de biais des évaluations génétiques des reproducteurs bovins allaitants. Tout d'abord, un bilan détaillé de la diversité génétique des trois principales populations bovines allaitantes françaises a été réalisé à l'aide d'analyses de pedigree des animaux des bases de sélection Blonde d'Aquitaine, Charolaise et Limousine. Cette étude a montré que la diversité génétique est encore importante dans ces populations et largement suffisante pour garantir des marges de progrès génétique dans les générations futures. Elle a également permis de caractériser les populations d'animaux nés dans les élevages sélectionneurs, vendeurs de taureaux de monte naturelle ou approvisionnant en mâles les programmes de sélection des taureaux d'insémination artificielle (IA). Cette caractérisation a jeté les bases pour proposer de nouveaux modèles d'évaluation génétique des reproducteurs de bovins allaitants. Tout d'abord, le modèle IBOVAL actuel ne prend pas en compte correctement les différences de longueurs de pedigree existant dans les populations bovines allaitantes. En effet, il suppose que les parents inconnus proviennent d'une unique population de fondateurs génétiquement homogènes et défavorise ainsi les animaux aux généalogies les plus courtes en fixant leur valeur génétique prédite sur ascendance au niveau génétique de l'ensemble des fondateurs de la race. L'introduction de groupes de parents inconnus (GPI) dans le modèle d'évaluation permet de mieux intégrer les différences de niveau génétique existant dans la population des fondateurs. Une méthode a été élaborée et validée en race Charolaise pour définir des GPI robustes et homogènes d'après les flux de reproducteurs observés au sein de la population évaluée sur les performances au sevrage des veaux. L'inclusion de GPI dans le modèle IBOVAL s'avère utile pour améliorer l'efficacité à court terme de la sélection en race Charolaise, principalement sur la voie femelle. Elle contribue à améliorer sensiblement le choix des vaches pour le renouvellement des troupeaux ayant un taux élevé d'animaux nés de parents inconnus. En revanche, cela impacte peu le choix des reproducteurs mâles destinés à une large diffusion par IA parce que ces mâles sont essentiellement issus d'élevages spécialisés dans la vente de reproducteurs où les généalogies des animaux sont bien connues sur plusieurs générations. Les programmes de sélection des taureaux d'IA s'appuient sur une succession de trois étapes séquentielles d'évaluation et sélection, d'abord en ferme puis en stations de CI et de CD. A chaque étape, une évaluation génétique est réalisée à l'aide d'un modèle unicaractère ignorant les données qui ont servi à la sélection aux étapes précédentes. Un modèle multicaractère, combinant performances enregistrées en stations et performances homologues contrôlées en ferme dans les élevages approvisionnant le schéma IA, a été proposé pour éliminer les biais dus à la sélection des mâles entrant en stations. L'utilisation de ce modèle permet d'augmenter l'efficacité de la sélection par une meilleure précision des index, mais surtout par l'élimination des,biais dans la prédiction des valeurs génétiques en stations de CI et de CD et l'amélioration de la connexion entre séries évaluées au cours du temps. Si les reclassements des reproducteurs évalués en stations sont limités intra-série, ils peuvent être en revanche très sensibles entre séries évaluées en race Blonde d'Aquitaine ou Limousine, modulant l'utilisation des reproducteurs sélectionnés intra-série et donc la diffusion à large échelle de leur semence.

La viabilité des systèmes herbagers repose sur leur capacité à produire de la viande à partir des fourrages récoltés sur l'exploitation; leur durabilité environnementale est liée à une utilisation des prairies favorable à la diversité floristique. L'objectif de la thèse était de comprendre les déterminants de la production animale et de l'utilisation durable des prairies à partir d'une analyse multi-échelle des interactions entre le troupeau et les ressources herbagères. Dans ce but, nous avons construit et utilisé un modèle de simulation à l'échelle de l'exploitation qui reproduit le fonctionnement en rythme de croisière d'exploitations bovines allaitantes herbagères. Le modèle est basé sur le couplage d'un sous-modèle de l'animal et d'un sous modèle du couvert végétal, adaptés d'après des modèles existants et validés sur données expérimentales. Un sous-modèle de conduite, construit d'après la bibliographie et trois enquêtes en exploitation et validé par des experts, gère les interactions entre le troupeau et les ressources fourragères. Avec le modèle, nous avons simulé les équilibres entre production animale et utilisation durable des prairies pour trois exploitations contrastées par leur structure et leurs objectifs de production. Nous avons appliqué des niveaux croissants de règles de conduites supposées favorables à la biodiversité (fauche après le stade floraison, pâturage peu sévère). Les prévisions du modèle ont mis en évidence le rôle prépondérant de l'équilibre entre chargement animal et productivité des prairies. La conduite a également joué un rôle, en agissant sur la dynamique des interactions entre le troupeau et les prairies. A des niveaux d'application intermédiaires, les règles de conduite testées ont permis de maintenir la production animale tout en améliorant l'utilisation durable des prairies. La sensibilité à ces règles de conduite a cependant varié entre exploitations simulées. D'autres scénarios structure-conduite pourront être explorés. Le modèle pourra être utilisé en synergie avec des modèles économiques ou des modèles biologiques à des échelles inférieures. Ses entrées et sorties pourront être discutés avec des acteurs du développement pour évaluer leur applicabilité sur le terrain.