La canne à sucre est une plante sucrière dont le jus contient des molécules naturelles pouvant être valorisées comme l’acide aconitique. Cet acide, présent en grande quantité dans le jus de canne, se retrouve tout au long du procédé sucrier et dans les co-produits issus de cette industrie. Dans le cadre du projet V2ARUN, il a été envisagé d’extraire l’acide aconitique à partir d’un des co-produits issus de l’industrie de sucrière de La Réunion. La précipitation, l’extraction liquide-liquide et les résines échangeuses d’ions sont les trois techniques d’extraction envisageables pour récupérer l’acide aconitique à partir de mélasse ou de vinasse issues de l’industrie sucrière réunionnaise. Suite à une comparaison de ces trois techniques d’extraction, il a été choisi de récupérer l’acide aconitique par chromatographie sur résines échangeuses d’ions à partir de vinasse de distillerie, car ce co-produit n’est pas encore valorisé à La Réunion. Deux résines anioniques ont été retenues pour cette extraction. Après avoir identifié les mécanismes de fixation de différents acides carboxyliques sur ces résines en réacteur agité, des essais sur colonne ont été réalisés et une proposition de procédé d’extraction d’acide aconitique à partir de vinasse sur une résine faiblement anionique a été élaborée. / Sugar cane juice contains lot of natural molecules which can be recovered, such as saccharose or carboxylic acids. The aconitic acid, which is the predominant molecule besides sugar, is found throughout sugar process and into by-products from sugar cane industry of La Reunion Island, has been considered. Precipitation, liquid-liquid extraction and ion exchange resins are three possible extraction process to recover carboxylic acid from molasse and distillery stillage (vinasse) coming from La Reunion sugar industry. After studying this three extraction process, the choice has been made to recover aconitic acid from vinasse by ion exchange resins. This by-product has been chosen because it is still not promoted in La Reunion Island. Amongst height ion exchange resins tested, two anionic resins showed better performance to recover aconitic acid from this by-product. The fixation mechanisms of different carboxylic acids onto those two resins have been identified using aqueous solutions of lactic, malic, citric and aconitic acids. Some column experiments of aconitic acid extraction from sugarcane vinasse have been done on laboratory scale with the two anionic resins and on semi-industrial scale with the weakly anionic resin. Finally, a complete aconitic acid extraction process has been proposed.

Les cultivars modernes de canne à sont de hauts polyploïdes, aneuploïdes issus de croisements interspécifiques entre deux espèces polyploïdes, une espèce sucrée domestiquée Saccharum officinarum et une espèce sauvage Saccharum spontaneum. Le gène majeur de résistance durable à la rouille brune, Bru1 a été identifié chez le cultivar de canne à sucre R570. Une approche de clonage positionnel de ce gène a été entreprise et a permis de construire une première carte physique. Elle comprend sept haplotype hom(é)ologues dont un correspond à l'haplotype cible porteur du gène Bru1 qui comprend sept clones BAC qui ne se chevauchent que partiellement laissant deux espaces non couverts. Il a été montré que cette situation résulte de la présence d'une insertion dans l'haplotype porteur de Bru1. Pour combler les deux espaces présents sur l'haplotype cible, deux stratégies utilisant l'annotation des BAC ont été employées : (i) une se basant sur la conservation des gènes existante entre les différents haplotypes hom(é)ologues de la région de Bru1 et (ii) une en utilisant des marqueurs flanquants les deux espaces. Ces stratégies no us ont permis de combler un des deux espaces, de couvrir partiellement le deuxième espace et de montrer que le gène de résistance se situerait dans l'insertion. Nous avons identifié un gène candidat correspondant à une Sérine/Thréonine kinase située dans l'insertion. Des tests d'expression ont été effectués en condition normale afin de vérifier si ce gène est exprimé mais aucune amplification n'a été obtenue. Parallèlement, la recherche de l'origine de l'insertion présente sur l'haplotype cible a été entreprise en retraçant son origine dans la généalogie de notre cultivar d'étude R570 et en criblant une banque de clones de Saccharum contenant différentes espèces de canne à sucre. Les résultats sur la généalogie tendent à nous dire que cette insertion est ancienne et aurait été transmise à R570 via S. barberi. / Modern sugarcane cultivars are high polyploids, aneuploids derived interspecific crosses between two polyploid species, domesticated sugar species Saccharum officinarum and a wild species Saccharum spontaneum. The major gene for sustainable resistance to brown rust, Bru1 was identified in the modern cultivar R570. An map-based approach has been undertaken and has built a first physical map. It includes seven haplotype hom(e)ologous which one corresponds to the haplotype carrying Bru1 which includes seven BACs that overlap only partially, including two gaps. It was shown that this situation results from the presence of an insertion in the target haplotype. To fill the two gaps, two strategies using the annotation of BACs were used: (i) Based on the good genes conservation between haplotypes hom(e)ologous and (ii) by using markers flanking the two gaps. These strategies have enabled us to fill one of two gaps, partially cover the second and show that the resistance gene would be in the insertion. We identified a candidate gene corresponding to a serine/threonine kinase located in the insertion. Expression tests were performed in normal condition to see if this gene is expressed but no amplification was obtained. Meanwhile, the search for the origin of the insertion present on the target haplotype was undertaken by tracing its origin in the genealogy of R570 and analysing a library of clones of Saccharum spp containing different types of cane sugar. Results on the genealogy we tend to say that this insertion is old and were sent to R570 via S. barberi.

La vinasse est le déchet liquide retiré de la base de colonnes de distillation de l'éthanol de canne à sucre à hauteur de 12 à 15 litres par litre d'alcool, ce qui entraîne une production estimée à environ 350 milliards de litres en 2012/2013 au Brésil. La vinasse a un pH faible et une forte demande chimique en oxygène, ce qui peut provoquer la désertification des terres, si elle est utilisée en excès comme amendement. En outre, une contamination des eaux souterraines liée aux épandages est observée dans certaines régions. L'aptitude de la vinasse à jouer le rôle de source d'éléments nutritifs pour la production de biohydrogène et d'acides gras volatils par des consortia microbiens anaérobies a été évaluée. Deux différents milieux à base de vinasse ont été proposés, un avec l’addition de jus de canne à sucre et l’autre avec l’addition de la mélasse comme source de carbone, et ont été comparés à un milieu supplémenté en saccharose. Des cultures bactériennes pures (4) et des consortia microbiens (7) ont été cultivées dans les milieux proposés et la production des acides gras volatils (AGV) et de biohydrogène ont été evalués. Le consortium LPBAH1, originaire d’un lac d’une ferme laitière et sélectionné pour la fermentation de la vinasse avec du jus de canne à sucre, conduit à un rendement en H2 de 7,14 molH2/molsucrose et à une teneur en hydrogène dans le biogaz d'env. 31% après optimisation. Par ailleurs, le processus optimisé en utilisant le consortium LPBAH2, originaire de fèces de chauves-souris frugivores, permet d'obtenir 3,66 molH2/molsucrose et 32,7% d'hydrogène dans le biogaz. Le processus proposé est d'une grande importance pour donner une destination plus rationnelle de la vinasse et d'élargir le bouquet énergétique brésilien en réduisant sa dépendance des combustibles fossiles. / Vinasse is the liquid waste removed from the base of sugarcane ethanol distillation columns at a ratio of 12-15 liters per liter of alcohol, resulting in an estimated production of approx. 350 billion liters in 2012/2013 in Brazil. Vinasse has a low pH and high chemical oxygen demand, which can cause land desertification when indiscriminately used as fertilizer. Also, underground water contamination is being observed in some regions. We evaluated the potential of vinasse as nutrient source for biohydrogen and volatile fatty acids production by means of anaerobic consortia. Two different vinasse-based media were proposed, using sugarcane juice or molasses as carbon source, and were compared to fermentation in a sucrosesupplemented medium. Pure cultures (4) and consortia (7) were cultured in the propose media and evaluated for volatile fatty acids (VFAs) and biohydrogen production. The consortium LPBAH1, originated from faeces of fruit bat, was selected for fermentation of vinasse supplemented with sugarcane juice and resulted in a higher H2 yield of 7.14 molH2/molsucrose and hydrogen content in biogas of approx. 31% after process optimization. Similarly, the optimized process using the consortium LPBAH2, originated from a lake of a dairy farm, resulted in 3.66 molH2/molsucrose and 32.7% hydrogen content in biogas. The proposed process is of great importance for giving a more rational destination to vinasse and expanding Brazilian energy matrix, reducing the dependence of fossil fuels.

Ce travail de recherche propose d'explorer le paradoxe du soutien massif à la filière « canne-sucre » réunionnaise dans un contexte qui lui apparaît aujourd'hui défavorable, au regard de deux tendances principales :<br />- au niveau mondial, l'évolution actuelle des règles du commerce international relatives au secteur sucrier compromet la pérennité du dispositif actuel d'appui à la filière ;<br />- au niveau régional, les dynamiques spatiales révèlent des stratégies sociales contraires à la protection d'une sole cannière de 30 000 ha et à la promotion d'une agriculture productiviste. <br />Face à ce type de questionnement, le point de vue du géographe est de considérer en premier lieu que ce qui se passe sur le territoire exprime la stratégie des acteurs. C'est en s'appuyant sur ce postulat que la démarche propose une relecture des dynamiques spatiales régionales et leur signification en termes de stratégies d'actants à différents niveaux d'organisation. En faisant appel à la télédétection, à l'analyse spatiale, à la modélisation, aux enquêtes et aux typologies, la démarche montre que les dynamiques spatiales constituent une clé de lecture pertinente des évolutions et des aspirations de la société réunionnaise. Celle-ci exprime aujourd'hui des stratégies et des pratiques déconnectées du projet sucre, légitimant et soulignant la pertinence d'une réinterrogation des axes de développement agricoles actuellement privilégiés.

La canne à sucre (Saccharum officinarum) est cultivée dans plus de 100 pays, dans le monde entier avec une production totale moyenne de 170 millions de tonnes de sucre qui a un impact économique profond sur les questions sociales et gouvernementales. En ce qui concerne les problèmes phytosanitaires, il existe un ensemble de maladies et de ravageurs qui réduisent la productivité de la canne à sucre, y compris les Lépidoptères foreurs des tiges qui causent des dégâts et pertes importantes, ce qui est le cas au Panama, contexte de cette thèse. Ce travail décrit la bioécologie des foreurs au Panama, ainsi que l'utilisation de différentes pratiques agricoles pour réduire les infestations de ces ravageurs. La thèse est divisée en six objectifs spécifiques qui constituent 8 chapitres différents. Après avoir présenté le contexte général (chapitre 1), le premier objectif était de faire un état de l’art des résultats obtenus en lutte intégrée contre les foreurs de la canne à sucre Diatraea spp. (Lepidoptera: Cambridae), Elasmopalpus lignosellus (Zeller) (Lepidoptera: Pyralidae) et Telchin licus (Drury) (Lepidoptera: Castniidae) en Amérique qui compile 221 références de 1933 à 2017 (chapitre 2). Le deuxième objectif était d'identifier les principales espèces de Diatraea spp. (Lepidoptera: Cambridae). Cette recherche a utilisé la morphologie externe et les organes génitaux, par comparaison avec ceux de l’espèce connue Diatraea saccharalis et a permis de confirmer que Diatraea tabernella Dyar était la principale espèce de foreur au Panama (chapitre 3). Le troisième objectif était de déterminer l'entomofaune associée aux foreurs, en utilisant différents systèmes de piégeage. Une cohorte d'arthropodes a été identifiée comme étant à la fois des ravageurs, des prédateurs et des parasitoïdes (chapitre 4). Le quatrième objectif était d’utiliser la proie sentinelle Galleria mellonella L. comme technique de piégeage pour identifier les principaux ennemis naturels capables de réguler la population de foreurs (chapitre 5). L'expérimentation a été réalisée en utilisant des œufs, des larves et des pupes de G. mellonella. Les résultats ont montré que les fourmis (Formicidae) étaient les prédateurs les plus importants et les plus efficaces. Le cinquième objectif était de déterminer la flore associée aux foreurs (chapitre 6). Les observations consistaient à échantillonner les mauvaises herbes dans quatre conditions observées dans la plantation (Proche du cours d'eau, à l'intérieur du champ, entre les champs et la mangrove et en bordure de champ). Six espèces de mauvaises herbes (Poaceae) ont été identifiées comme plantes hôtes de D. tabernella. Le sixième objectif était d'étudier l'effet des différentes pratiques agricoles sur la réduction des infestations par les foreurs. Tout d'abord, dans ce contexte, les niveaux de dégâts et l'impact économique ont été évalués sur différentes variétés commerciales de canne à sucre. L'essai visait à déterminer l'effet de ces variétés sur le niveau de dégât des foreurs, la teneur en sucre et l'impact sur le rendement de la canne à sucre (chapitre 7). Nos résultats ont montré que D. tabernella était capable de réduire la quantité et la qualité du sucre et de la biomasse en fonction du type de variété. Deuxièmement, nous avons étudié l'effet des doses d'azote et de la silice appliquées au champ sur l'infestation par les foreurs (chapitre 8). Pour réaliser cet objectif, nous avons conduit deux essais en utilisant un dispositif expérimental avec 4 répétitions. Les résultats ont montré que l'application de niveaux élevés d'azote augmentait significativement l'infestation. Au contraire, l'utilisation de silice réduit significativement l'infestation de foreurs. En résumé, ces résultats ont permis l'identification des principales espèces de foreurs, leurs ennemis naturels et la flore associée, leur impact sur la canne à sucre et l'importance des pratiques agricoles dans la gestion de ces ravageurs au Panama. / Sugarcane (Saccharum officinarum) is grown in more than 100 countries worldwide with a total production averaging 170 million tons of sugar that has a profound economic impact on social and governmental issues. In terms of biological constraints there is a complex of diseases and pests that significantly reduce the productivity of sugarcane including stemborers. In Panama, the most important pests that cause losses in sugarcane are lepidopteran stemborers. The aim of this thesis was to study the bioecology of these major pests in Panama and to study different agricultural practices that influence stemborer infestations. To carry out this aim, our thesis has been divided into six overall objectives which constitute 8 different chapters. After presenting the general context (chapter 1), the first objective was to review the results obtained on integrated pest management strategies against the sugarcane borers Diatraea spp. (Lepidoptera: Cambridae), Elasmopalpus lignosellus (Zeller) (Lepidoptera: Pyralidae) and Telchin licus (Drury) (Lepidoptera: Castniidae) in America that compiles 221 references from 1933 to 2017 (chapter 2).The second objective was to identify the main sugarcane pest species of Diatraea spp. (Lepidoptera: Cambridae). This research used external morphology and genitalia by comparison with the well know species D. saccharalis and allowed to confirm Diatraea tabernella Dyar as the main stemborer species in Panama (chapter 3). The third objective was to determine the entomofauna associated with stemborers using different trapping systems. A cohort of arthropods was identified as pest species, predators and parasitoids (chapter 4). The fourth objective was to evaluate the use of sentinel prey of Galleria mellonella L. as a trapping technique to identify the key natural enemies that are able to regulate borer population (chapter 5). The experiment was carried out using G. mellonella eggs, larvae and pupae and the results showed that ants (Formicidae) were the most important and effective predators. The fifth objective was to determine the flora associated with stemborers (Weeds present in and around sugarcane fields) (chapter 6). The survey consisted of sampling weeds in four conditions observed in the plantation (Close source of water, within the plantation, between the field and mangrove and at field edges). Six weed species (Poaceae) were identified as host plants of D. tabernella. The sixth objective was to investigate the effect of different agricultural practices on reducing stemborer infestations. As a first step, damage levels and economic impact of stemborer were assessed through a field experiment to determine the effect of different sugarcane varieties on stemborer damage level, the production of sugar components and the impact on sugarcane yield (chapter 7). Our results showed that D. tabernella was able to reduce the quantity and quality of sugar and biomass depending on the type of variety. Second, the effect of silicon and nitrogen doses applied in the field on stemborers infestation were investigated (chapter 8). To carry out this objective we conducted two experiments using an experimental design with 4 replicates. The results showed that the application of high nitrogen levels increased stemborer infestation. The use of silicon significantly reduced infestation.The outcomes of this thesis were the identification of the main species of stemborers, their natural enemies and associated flora, the quantification of their impact on sugarcane and the importance agricultural practices in managing these pests in Panama.

En 1973, suite à une crise du marché sucrier et au premier choc pétrolier, le Brésil, soucieux de relancer son économie, décide d'établir un programme énergétique novateur issu de la culture de la canne à sucre : le plan Proalcool. Ce programme va moderniser les campagnes brésiliennes, impulser le puissant secteur sucrier avant de connaître un bouleversement profond qui aboutit à son échec. Trente ans plus tard, le nouveau président brésilien Luiz Ignacio da Silva dit Lula accède au pouvoir et remet à l’ordre du jour l’utilisation de l’éthanol carburant, il en fera pendant ses deux mandats (2003-2010) un secteur d’avenir. Premier producteur de sucre au monde, le Brésil compte utiliser sa matière première pour alléger le poids des dépenses de pétrole et entrer, à sa manière, dans la lutte contre le réchauffement climatique. En pleine croissance, le Brésil impressionne et c’est dans ce contexte que le président brésilien se lance dans une promotion de l’éthanol carburant auprès des Nords et des autres pays émergents ; plus précisément le continent Africain. Cette stratégie veut asseoir la position du Brésil en quête de reconnaissance sur la scène internationale et de faire du géant lusophone une puissance énergétique compétitive,attentive aux nouvelles thématiques environnementales. Cette feuille de route sera difficile à tenir. Concurrencé dans le domaine des biocombustibles par les États-Unis, le Brésil sera durement critiqué par la communauté internationale. Accusé de favoriser la faim dans le monde et de porter atteinte à son environnement, le Brésil est assailli et affronte une succession de déconvenues. Dos au mur, le secteur s’adapte et le géant lusophone fait front. / In 1973, after sugar crisis and first oil shock, Brazil was willing to reboost its economy. It decided then to bet on an innovative energetic program, issued from the sugar cane culture: the proalcool plan. Before ending in a fiasco, this project overhaul the brazilians farms, encouraged by the strong sugar sector. Thirty years later, the brazilian president Luiz Ignacio da Silva, known as « Lula », gave a new boost to the production of ethanol fuel and this during his whole two mandats. First producer of sugar in the world, Brazil uses this raw material to reduce the percentage of oil expense and contribute to fighting against global warming. With its stunning fast-paced growth,the Brazil of Lula spellbound the international comunity and the brazilian president is welcomed in Northern and developing countries – especially in Africa – to promote ethanol fuel. The aim of this strategy is to settle the brazilian position within the international community and make Brazil a new energetic country, worried about the environmental protection. The roadmap Brazil gave itself, was hard to follow. In competition with a very active biofuels fields in the United States, Brazil is also very hardly criticized by the international community (UN).These critics mainly focus on the accusation of increasing world hunger and to affect its own environment. Because of this, biofuels field suffered an increasing number of setbacks. Back against the wall, the sector is tryingto adapt and Brazil is still holding the line.

Les zéolithes, aluminosilicates cristallins poreux, sont des catalyseurs acides hétérogènes très largement utilisés dans l’industrie chimique. Ces catalyseurs permettent de répondre très précisément à de nombreuses exigences économiques et environnementales contemporaines. Pour cela, les zéolithes s’appuient sur des propriétés uniques, comme la sélectivité de forme, ou encore la présence d’une double acidité de Lewis et de Brønsted, pour offrir de nouveaux outils à la synthèse organique. Ce sont plus de 230 structures qui ont été décrites à ce jour mais ce sont bien des centaines de milliers d’assemblages possibles, ce qui laisse un vaste choix quant à l’expansion de cette recherche. Dans ce travail, nous avons cherché à (i) mieux comprendre la cristallisation des zéolithes en présence d’un déchet issu de l’industrie sucrière, la bagasse de canne à sucre ; (ii) pour cela, différentes techniques ont été employées et développées afin de permettre une caractérisation précise de chaque zéolithe, notamment leur acidité, paramètre clé de leur réactivité ; (iii) une fois bien identifiés, ces catalyseurs ont été engagés dans des réactions modèles, une réaction de Diels-Alder ainsi qu’une acylation de Friedel-Crafts. Ainsi, un catalyseur le plus « idéal » possible regroupant toutes les propriétés requises aura pu être conçu sur mesure. Cette thèse s’essaie à une meilleure compréhension de la croissance cristalline des aluminosilicates poreux, et cela, via la synthèse de différentes zéolithes dont les propriétés intrinsèques sont optimisées puis utilisées de façon à obtenir les meilleurs résultats dans des réactions de catalyse acide ; en accord avec la chimie verte et ses préceptes. / Zeolites are crystalline porous aluminosilicates and useful heterogeneous catalysts in chemical industries. They represent one of the significant solutions to main environmental concerns. Thanks to their particular properties like shape selectivity and intrinsic acidities of Lewis and Brønsted, zeolites offer unbeatable abilities in organic synthesis. More than 230 structures have already been discovered, which afford thousands discovery and offer a lot of possibilities.This work was focused on (i) a better understanding of zeolite crystallisation in the presence of an additional component from sugar industry, sugarcane bagasse; (ii) several characterization techniques have been used for a precise structure – properties understanding, mainly for their acidity; (iii) tailored-made catalysts have been tested in model reactions like Diels-Alder and Friedel-Crafts acylation. Hence, optimal catalysts exhibiting required properties could be prepared. This Thesis also aimed to explain zeolite crystallization thanks to sacrificial additional template.BEA, MFI, FAU and LTA zeolites have been prepared then optimized for catalytic testing in different reactions, while keeping in mind the Green Chemistry concept.

L'adoption d'une méthodologie est cruciale pour la conception de procédés chimiques optimaux. L'optimisation multi-objective de modèles rigoureux en est un exemple, jouissant d'une application extensive dans la littérature. Cette méthode retourne un ensemble de solutions, dit de Pareto, présentant un compromis optimal entre les fonctions objectives. Ceci est suivi par une étape de sélection d'une solution d'intérêt répondant à des critères définis. Cette méthodologie s'appliquait, dans le cadre de cette thèse, à deux procédés. Le premier consistait en une distillerie d'éthanol à partir de la canne à sucre, combinée à un système de cogénération et de combustion à partir de la biomasse de canne à sucre. Le deuxième contenait en plus un système d'hydrolyse enzymatique de cette biomasse. Notre première contribution traitait de la construction d'une procédure pour la modélisation, simulation, intégration thermique et évaluation du coût des équipements. La deuxième contribution traitait de l'analyse des résultats réalisée à travers un suivi de variables mesurées, une fragmentation de la courbe de Pareto, une hiérarchisation des variables de décision et une comparaison avec la littérature. La dernière contribution traitait de l'étape de sélection qui s'est réalisée à travers une évaluation économique des solutions, sous des scénarii différents, avec la Valeur Nette Présente comme critère de sélection. En conclusion, cette thèse constitue une première application intégrale de la méthodologie proposée. Elle représente, de par ses contributions, un tremplin pour des applications futures à des procédés chimiques ou biochimiques, plus spécialement pour la canne à sucre / The use of a systematic methodology is crucial for the design of optimal chemical processes, namely bio-processes. Multi-objective optimization of rigorous process models is therein a prime example, with extensive use in literature. This method yields a Pareto set of optimal compromise solutions, from which one optimal solution is chosen based on specific criteria. This methodology was applied, in the course of this thesis, to two studied processes. The first consisted in a distillery converting sugarcane to ethanol, combined with a sugarcane biomass combustion and power cogeneration system. The second contained an additional biomass hydrolysis system. Our first contribution deals with the construction of an organized procedure for the modeling, simulation, heat integration and equipment and capital cost estimation of chemical processes. The second contribution deals with the analysis of the optimization results through a tracking of measured variables, the fragmentation of the Pareto curve, an ordering of optimization variables, and a comparisons with literature results. The final realization deals with the selection step realized through an economic evaluation of optimal solutions for various scenarios, with the Net Present Value as the selection criterion. In conclusion, this thesis constitutes a first integral application of the said methodology. It sets, through its contributions, a stepping stone for future application in the field of chemical and biochemical processes, namely for sugarcane processes

L'expansion des zones agricoles a conduit à la perte de biodiversité due à la réduction des habitats naturels et semi-naturels dans les paysages agricoles. Avec l'augmentation de la production agricole dans le monde, des techniques écologiquement rationnelles sont de plus en plus discutées qui permettent une gestion durable des habitats environnants. Les effets de ces habitats sur la population des insectes nuisibles et de leurs ennemis naturels sont encore mal connus. L'objectif de cette thèse était de comprendre les effets des environnements naturels et semi-naturels sur la population des insectes nuisibles et des ennemis naturels dans les régions tropicales (Brésil) et tempérées (France). Au Brésil (chapitre II), on a évalué l'effet de la distance des fragments sur la population de fourmis prédatrices et omnivores dans la canne à sucre. Les résultats montrent que la richesse en espèces diminue avec la distance des fragments forestiers et que la prédominance des espèces Dorymyrmex bruneus et Pheidole oxyops augmente. Des espèces de fourmis colonisant les champs de canne à sucre ont également été trouvées dans des fragments forestiers, ce qui suggère que ces derniers habitats sont des refuges pour les espèces de fourmis prédatrices pendant les périodes de perturbation comme la récolte de la canne à sucre ou le travail du sol. Cela a été confirmé par des différences plus fortes dans les communautés de fourmis après la récolte de la canne à sucre (saison sèche) que quatre mois plus tard / (saison des pluies) quand l'absence de perturbation a permis la re-lonosiation par les fourmis. Il y avait aussi une différence dans la richesse des espèces de fourmis entre les différents types de fragments (vallées fluviales et plaines). En France, on a évalué l'effet des bandes de fleurs sauvages, de la végétation spontanée et des bandes d'herbe sur la communauté des ennemis naturels et la régulation du puceron de la pomme rosâtre Dysaphis plantaginaea (chapitre III). En ce qui concerne les principaux ennemis naturels, nos résultats ont montré une densité plus élevée de hoverflies par rapport à d'autres types de bande, mais aucune différence pour les coccinelles (coccinelidae). Cependant, aucune différence de densité naturelle de l'ennemi n'a été observée à l'intérieur des vergers. Le nombre de pucerons était plus élevé près des marges, ce qui suggère que la colonisation à partir des bandes marginales peut contrecarrer les effets régulateurs positifs des ennemis naturels. Les effets positifs de la végétation de la marge de bande sur la régulation des ravageurs de la pomme nécessitent un mouvement d'ennemis naturels dans le verger. Nous avons testé les mouvements des prédateurs généralistes en étiquetant les bandes de marge avec des protéines d'oeufs et nous avons vérifié si elles se nourrissaient d'insectes nuisibles en utilisant l'analyse de marqueurs génétiques des gènes de papillon (Cydia pomonella) à l'intérieur des prédateurs (chapitre IV). Les résultats ont montré que peu de personnes se déplaçaient des marges de champ dans le verger. Cependant, 25% des prédateurs capturés se nourrissaient de C. pomonella indiquant encore un haut niveau de régulation naturelle. En conclusion, le mouvement limité des prédateurs à partir des bandes de marges dans les vergers peut expliquer l'absence de différences entre les traitements de bandes dans la régulation des ravageurs du verger (pucerons). Les habitats naturels et semi-naturels peuvent contribuer à la lutte contre les ravageurs en marge des cultures, mais dans les vergers de pommiers cet effet a fortement diminué avec la distance. / The expansion of agricultural areas has led to the loss of biodiversity due to the reduction of natural and semi-natural habitats in agricultural landscapes. With the increase of agricultural production in the world, environmentally sound techniques are increasingly discussed that allow a sustainable management of surrounding habitats. The effects of these habitats on the population of insect pests and their natural enemies are still poorly understood. The objective of this thesis was to understand the effects of natural and semi-natural environments on the population of insect pests and natural enemies in tropical (Brazil) and temperate (France) regions. In Brazil (Chapter II) the effect of the distance of fragments on the population of predatory and omnivorous ants in sugarcane was evaluated. The results showed that the species richness decrease with distance from forest fragments and that the dominance of the species Dorymyrmex bruneus and Pheidole oxyops increase. Ant species colonizing sugarcane fields were also found in forest fragments suggesting that the latter habitats are shelters for predatory ant species during periods of disturbance such as sugarcane harvest or soil tillage. This was confirmed by stronger differences in ant communities after sugarcane harvest (dry season) than four months later /(rainy season) when absence of disturbance allowed re-colonization by ants. There was also a difference in the richness of ant species between different fragment types (river valleys and plateaus). In France, the effect of wildflower strips, spontaneous vegetation and grass strips on the community of natural enemies and the regulation of the rosy apple aphid Dysaphis plantaginaea (Chapter III) were evaluated. Concerning major natural enemies, our results showed a higher density of hoverflies compared with other strip types but no difference for ladybirds (coccinelidae). No differences in natural enemy densities were observed inside orchards. Aphid number was higher close to the margins suggesting that colonization from margin strips may counteract positive regulatory effects of natural enemies. Positive effects of strip margin vegetation on regulation of apple pests require a movement of natural enemies into the orchard. We tested the movements of generalist predators by labelling margin strips with egg protein and we checked whether they fed on pest insects using genetic marker analysis of codling (Cydia pomonella) moth genes inside predators (chapter IV). The results showed that few individuals were moving from the field margins into the orchard. However, 25% of the captured predators fed on C. pomonella still indicating a high level of natural regulation. In conclusion, the limited movement of predators from margin strips into orchards may explain the absence of differences between strip treatments in orchard pest regulation (aphids). Natural and semi-natural habitats can contribute to pest control at the margins of crops, but in apple orchards this effect strongly decreased with distance.

Malgré l’impact économique et les enjeux environnementaux liés à la production d’énergie renouvelable par combustion de la biomasse de canne à sucre, les systèmes de culture canniers ne sont optimisés que pour maximiser la production de sucre. Ce travail contribue à l’élaboration d’un module de simulation de l’évolution des composantes du rendement énergétique (CRE) de la biomasse de canne à sucre qui à terme servira à la conception et l’optimisation de systèmes de culture innovants visant une production multi-usages. Les deux critères retenus dans le cadre de ces systèmes de culture sont les rendements énergétique (MJ m-2) et sucrier (kg m-2). En préalable à la formalisation des dynamiques d’évolution des CRE(fractions anatomiques, structures et lignocelluloses) dans la biomasse de canne à sucre, l’influence de facteurs de variations agro-climatiques sur ces dynamiques d’évolution a du être testé. La vérification de cette hypothèse supposant la collecte massive de données au champ, un modèle proche infrarouge de prédiction des CRE dans la biomasse de canne à sucre a été développé. Ce modèle a permis de quantifier les CRE et de suivre leurs évolutions pour 3 cultivars de canne à sucre (R570, R579 et R585) cultivés dans des environnements contrastés (4 sites) durant deux cycles de culture (vierge et première repousse). Cette étude a révélé des différences significatives entre cycles de culture, sites, cultivars, méthodes coupe et composantes anatomiques pour les CRE et le rendement énergétique. Cependant, lerendement en biomasse aérienne de canne à sucre explique 97% de la variabilité du rendement énergétique à la récolte. La maximisation du rendement en biomasse aérienne s’avère être le principal paramètre à optimiser pour maximiser le rendement énergétique de la production. Toutefois, ces nouveaux objectifs de production peuvent être à l’origine de diminution importantes des rendements en sucre par pertes lors du procédé d’extraction. Ces antagonismes doivent être quantifiés et pris en compte dans l’évaluation de performances de système de culture tant que le sucre sera la principale source de rémunération. / In spite of economical impact and environmental challenge linked to renewable energy production from sugarcane biomass combustion, sugarcane cropping system are still optimized for sucrose mass production only. This work aims to build a module for simulation of energetic yield components (CRE) of the sugarcane biomass which will be of interest in future conception and optimization of innovative sugarcane cropping system focusing on multi-uses production objectives. Both energetic yield (MJ m-2) and sucrose mass (kg m-2) are kept for those cropping system. However, checking effects of agro-climatic factors before to formalize the evolution of CRE of the sugarcane biomass (anatomical parts, fiber and lignocellulosic compounds) is required. In parallel a large amount of data from field study is needed. Thus we developed a near infrared model to predict CRE of sugarcane biomass samples from 3 cultivars (R570, R579 et R585) planted in 4 contrasted environments during 2 crop cycles (plat crop and first ratoon). It results from this study that there were significant differences between crop cycles, sites, cultivars, method of harvest and anatomical parts for CRE and energetic yield. Nevertheless, aboveground biomass of sugarcane explains more than 97% of the variability of energetic yield at harvest. Rise in aboveground biomass appears to be the main parameter target to reach rise in energetic yield. However, news production objective can cause important decrease in sugar extracting yield because of sugar looses during extraction process. These antagonisms must be identified, quantified and taking into account for sugarcane cropping system performance evaluation and especially as long as sucrose remains the main source of money.