Dans les périmètres irrigués de l'Office du Niger (Mali), le contexte est caractérisé par une tendance à l'alcalinisation des sols et des performances variables de la riziculture irriguée, en relation avec l'efficience de la fertilisation azotée. L'objectif de ce travail est d'analyser les interactions entre les propriétés physico-chimiques du sol in situ et les modalités d'application des techniques culturales telles que la fertilisation azotée, le repiquage et la gestion de l'eau, et leur influence sur l'alimentation azotée, la croissance et le rendement du riz. L'objectif finalisé est d'identifier les pratiques culturales sur lesquelles on pourrait agir pour améliorer l'efficience des apports d'azote et le rendement dans ce contexte spécifique de sols alcalins. La démarche combine un diagnostic agronomique pour identifier les situations que l'on rencontre dans les parcelles des agriculteurs puis une analyse expérimentale au laboratoire et au champ pour analyser l'influence des principaux facteurs identifiés.<br />Le diagnostic agronomique effectué dans les parcelles de dix paysans de la zone a permis de classer les parcelles suivies en trois groupes en fonction de la nature des sols et de la maîtrise de la lame d'eau en riziculture irriguée. Si la nature alcaline du sol ou la mauvaise maîtrise de la lame d'eau déterminent les rendements mesurés, il reste néanmoins une forte variabilité à l'intérieur d'un même groupe en fonction des pratiques culturales. Le respect du calendrier de fertilisation azotée ou l'age des plants au repiquage apparaissent comme variables et susceptibles d'expliquer cette variabilité.<br />Les résultats obtenus au laboratoire en réacteur fermé et en pot de culture ont permis de mettre en évidence l'effet déterminant de la nature plus ou moins alcaline du sol et de la présence d'une lame d'eau sur la dynamique de l'azote suite à un apport d'urée. La volatilisation d'ammoniac est plus importante sur sol alcalin et en présence d'une lame d'eau. Ces pertes ne dépassent cependant pas 20% de l'azote apporté, et les pertes d'azote par dénitrification apparaissent potentiellement plus importantes en l'absence d'une lame d'eau et sur sol peu alcalin. Ces observations résultent probablement d'une activité plus importante de la microflore sur sol non alcalin et de conditions favorables à la nitrification en l'absence d'une lame d'eau. La croissance du riz en pot est très fortement affectée sur sol alcalin mais aussi dans une moindre mesure sur sol non alcalin en l'absence de lame d'eau, en relation avec la disponibilité de l'azote et le pH in situ.<br />Les résultats obtenus dans les expérimentations au champ confirment l'effet déterminant de la fertilisation azotée, du type de sol, de la gestion de lame d'eau et de leurs interactions sur l'efficience de la fertilisation azotée et le rendement du riz. Le coefficient apparent d'utilisation de l'azote est plus élevé et favorise le développement végétatif sur sols alcalins, témoignant de moindres pertes d'azote dans la mesure où la lame d'eau est maîtrisée. Par la suite, la mise en place des organes reproducteurs et la production de grain sont affectées sur les sols alcalins, indépendamment de la nutrition azotée. Un assec de courte durée lors des apports d'engrais ne montre pas d'effet significatif sur l'efficience de l'azote et le rendement. Contraitrement à l'hypothèse de départ, le repiquage de plants âgés ne montre pas d'effet négatif sur la production ; si le tallage est affecté il semble que les plants soient en mesure de mieux s'adapter ensuite aux conditions défavorables du milieu.<br />Les voies d'amélioration doivent donc être recherchées par une diminution des pertes d'azote lors des apports d'engrais, principalement sur les sols non alcalins, et une minimisation des effets défavorables des pH alcalins sur la production de grain. C'est paradoxalement sur sol non alcalin que l'intérêt d'un assec de courte durée lors des apports d'engrais est le plus discutable dans la mesure où les pertes sont principalement liées à un processus de nitrification et dénitrification. Il semblerait alors préférable d'associer l'apport d'engrais azoté au maintien de conditions fortement réductrices. Sur sols alcalins, une diminution du pH in situ dans le sol et la lame d'eau devra être recherchée. Un pilotage raisonné des opérations culturales en fonction d'une connaissance du pH et du potentiel d'oxydoréduction serait une solution idéale. Une analyse et une modélisation plus approfondies du fonctionnement du système sol-eau-plante en conditions alcalines semblent nécessaires pour accompagner l'amélioration de la gestion des sols alcalins de l'Office du Niger.

Le travail présenté s'inscrit dans une double préoccupation de protection intégrée des cultures et de sécurité sanitaire. L'objectif est d'étudier comment les pratiques culturales dans les champs de blé influent sur le développement de la fusariose de l'épi et la production de mycotoxines fusariennes. Les procédures d'échantillonnage pour le dosage des toxines ont d'abord été évaluées. Puis, nous avons analysé les corrélations éventuelles entre pratiques culturales, symptômes de fusariose sur l'épi, contamination en mycotoxines des grains, et infection de la parcelle par telle ou telle combinaison des différentes espèces (ou souches) de pathogènes. Deux dispositifs ont été suivis: un réseau comparant 30 parcelles cultivées en agriculture biologique dans des milieux différents, pendant deux ans, et un essai comparant différents systèmes de culture (biologique, conventionnel, intégré, et sans travail du sol avec couverture permanente) dans un même lieu, pendant quatre ans. Pour que les prélèvements au champ permettent de caractériser de façon fiable le niveau de contamination de la parcelle, nous avons établi quelques règles concernant la procédure de prélèvement: prélever une quantité suffisante d'épis (au moins 1 kg de grains), bien répartis dans la parcelle (quadriller la parcelle, par 10 botillons par exemple), broyer les grains pour homogénéiser au mieux l'échantillon sur lequel les toxines seront analysées. Avant même le broyage, une séparation soigneuse des grains et des organes végétatifs est essentielle pour que le niveau de contamination en toxines des premiers ne soit pas surévalué à cause de la présence de résidus des seconds, beaucoup plus fortement contaminés en termes de µg de toxine par kg de matière végétale. Aucune relation stable entre les symptômes visibles sur les épis et la contamination des grains par les mycotoxines n'a été observée dans nos conditions expérimentales, où les niveaux d'attaque et de contamination de nos parcelles sont restés en moyenne relativement modérés. Il ne semble donc pas possible d'établir un modèle prédisant la teneur en mycotoxines à la récolte à partir des symptômes observés auparavant sur les épis. Aucune des hypothèses simples de la littérature concernant un effet des pratiques culturales sur la fusariose de l'épi n'a été vraiment validée. En revanche, une corrélation positive a été observée entre un paramètre nutritionnel du blé, le rapport des quantités d'azote sur celles de fructose dans les épis à la floraison, et le taux d'infection des grains par les agents du complexe fusarien ou les symptômes visibles de la fusariose (intensité ou gravité). En ce qui concerne la production de mycotoxines fusariennes (et non plus les symptômes visibles de la maladie), nous avons trouvé qu'elle était corrélée à la présence de résidus de la culture précédente -pour autant que cette culture précédente soit sensible elle-même à la fusariose-, et à des valeurs faibles du rapport du taux d'azote sur celui de potassium dans les épis à la floraison. F. culmorum semble être une espèce très importante tant pour la production de déoxynivalénol que de nivalénol; sa plus forte présence dans les systèmes sans travail du sol pourrait expliquer les plus forts taux de contamination dans ce système. Cependant, la production de mycotoxines semble en partie résulter d'interactions complexes, de compétition ou de synergie, entre les différentes espèces de Fusarium productrices de toxines, ou entre elles et les espèces non productrices de toxines (faisant ou non partie du complexe fusarien); ces interactions probables contribuent à minimiser l'effet d'éventuels traitements fongicides de cultures. Ce travail suggère l'intérêt d'un travail à l'interface de l'agronomie et de la pathologie, à l'échelle du champ comme à l'échelle de la souche de pathogène, et appelle des études complémentaires à l'interface de ces champs d'activité.

Dans le sud du Cameroun, les palmeraies « villageoises » contribuent au développement rural et à la satisfaction des besoins nationaux en corps gras pour l'alimentation humaine et la savonnerie. Entre 1978 à 1991, 13 000 ha de palmeraies villageoises sélectionnées sont implantés avec l'appui technique et financier d'un projet. Puis le verger villageois sélectionné a triplé pour couvrir actuellement environ 40 000 ha. Ces plantations villageoises réalisées sans encadrement ni soutien financier présentent une grande variabilité de pratiques. Ceci soulève deux questions : celle de la valeur agronomique du verger villageois et celle de l'adaptation du conseil technique normatif. Ce travail repose sur une double approche agronomique. La première se fonde sur un diagnostic agronomique régional qui identifie les facteurs limitant les rendements et les pratiques dont ils découlent, afin de retracer des trajectoires de parcelles. La seconde approche est fondée sur une analyse compréhensive de la constitution de la sole, en retraçant l'historique des conditions d'installation de chacune des parcelles et en resituant les exploitations dans leur bassin d'approvisionnement. Un nouveau facteur limitant spécifique des palmeraies villageoises est révélé : la nutrition azotée en phase adulte. L'analyse spatiale et temporelle de la constitution des soles permet d'expliquer la variabilité des pratiques et d'établir des liens entre les conditions d'implantation, de conduite juvénile et des caractéristiques de parcelles adultes. Le contenu du conseil technique est revisité pour l'adapter aux nouvelles situations de parcelles, d'exploitation et d'environnement filière.

Parmi les outils d'aide à l'évaluation expérimentale des innovations variétales mis au point par les techniciens et les chercheurs, un grand nombre n'est pas adopté dans le monde agricole, malgré leur intérêt théorique. Parti de I'hypothèse que ce manque d'appropriation résulte, au moins en partie, d'un manque d'adéquation entre les outils et les besoins réels des acteurs, le travail réalisé associe une analyse de la diversité des usages de l'expérimentation pour l'évaluation variétale et un travail de conception d'un outil d'interprétation des résultats d'essais variétaux. L'ensemble des recherches est conduit sur le cas du blé tendre d'hiver.<br /> Dans un premier temps, des entretiens ont été effectués auprès d'une vingtaine d'acteurs impliqués dans la sélection, le développement des variétés, la multiplication, la distribution et la transformation des produits céréaliers. Ils mettent en évidence une grande diversité d'usages de I'expérimentation variétale. Quatre objectifs sous-tendent ces usages: (1) trier les génotypes, (2) les positionner géographiquement ou sur le marché, (3) acquérir une connaissance sur les génotypes, (4) et communiquer sur eux. Chaque objectif se distingue des autres par un petit nombre de critères de jugement des génotypes. Nous proposons une typologie des usages en 10 types, basée sur ces objectifs et critères, et sur les caractéristiques des réseaux expérimentaux (nombre d'essais et de génotypes, part du partenariat...). Dans chaque type, des différences peuvent être reliées à des logiques internes aux entreprises. Les entretiens mettent également en évidence un hiatus entre les informations recherchées et les informations que les acteurs tirent effectivement des expérimentations. Ce hiatus s'explique par des contraintes organisationnelles dans la mise en oeuvre des réseaux expérimentaux et par des difficultés lors du traitement des données (manque de temps disponible pour traiter les résultats; compétence requise pour I'usage d'outils d'analyse de I'interaction génotype-milieu...). Le besoin qui s'exprime le plus fortement est celui de mieux extraire I'information contenue dans les réseaux expérimentaux. Pour chacun des 10 usages, nous discutons de I'intérêt de 5 types d'outils susceptibles d'améliorer le recueil ou le traitement des données.<br /> Afin de répondre aux souhaits de différents acteurs de valoriser l'information multilocale et d'optimiser les réseaux, un outil d'aide à I'analyse permettant d'interpréter les variations de performances des génotypes à l'échelle d'un réseau est proposé dans un second temps. Cet outil repose sur I'association d'un diagnostic agronomique, basé sur une régression linéaire multiple appliquée à des génotypes révélateurs, et d'une analyse de I'interaction par régression factorielle, appliquée à tous les génotypes. Cette association a pour but d'apporter une validation agronomique des variables explicatives de I'interaction. Selon le génotype révélateur, le diagnostic permet d'expliquer de 70 à 99% des variations de rendement pour des réseaux de 10 à 35 milieux. Chaque site expérimental est ainsi caractérisé par la nature et la contribution des facteurs limitants aux pertes de rendement. Dans I'analyse de I'interaction, les paramètres génotypiques de la régression factorielle permettent d'interpréter les variations de comportement des génotypes en terme de tolérance aux facteurs limitants. Les notes de tolérance apparaissent bien corrélées aux notes déduites des observations pour les facteurs limitants visibles comme les maladies (nous avons obtenu une corrélation de 0.9 pour la rouille brune). Cette méthode permet donc d'évaluer aussi la tolérance des génotypes aux facteurs limitants dont I'effet n'est pas facilement observable (stress hydrique, carences en azote...). En réponse aux besoins exprimés par les acteurs, et pour prendre en compte la diversité des usages de I'expérimentation variétale, nous discutons de la façon de simplifier et d'améliorer la méthode pour analyser les résultats d'essais, et nous évoquons les ajustements des pratiques actuelles d'évaluation qui pourraient être liées à I'adoption de cet outil.

La cacaoculture est aujourd'hui considérée comme un des principaux facteurs de déforestation en milieu tropical. Dans de nombreux pays, elle repose en effet sur un modèle technique peu durable de monoculture intensive impliquant le déplacement des zones de production. Souvent délaissés par la recherche en raison de leurs faibles rendements en cacao marchand, les systèmes agroforestiers à base de cacaoyer apparaissent aujourd'hui comme une alternative crédible pour faire face aux nouveaux enjeux de la cacaoculture mondiale. Au Centre-Sud du Cameroun, la cacaoculture repose en grande partie sur des cacaoyères agroforestières anciennes, ce qui pose l'hypothèse qu'un modèle de cacaoculture durable basé sur des systèmes de culture agroforestiers est possible. Notre objectif est de mieux comprendre le fonctionnement de ces systèmes agroforestiers à base de cacaoyer, à travers leurs caractéristiques, leurs évolutions et leurs déterminants, ainsi que les conditions de leur production en cacao marchand sur le long terme. Notre démarche articule à la fois une évaluation des systèmes agroforestiers complexes à l'échelle de la parcelle et une analyse compréhensive des pratiques techniques sur le temps long. La thèse repose sur un dispositif de recherche mis en place dans la région du Centre, dans trois zones de culture différenciables par leurs conditions pédo-climatiques (Bokito, Zima et Ngomedzap). Une enquête d'agriculteurs a été réalisée à grande échelle (1 171 exploitations regroupant 1 638 cacaoyères), complétée par des observations spécifiques réalisées dans un réseau de 61 cacaoyères exploitées par 40 agriculteurs. Résultats. (1) Nos résultats d'enquête, complétés par des observations spécifiques, ont confirmé la durabilité des systèmes agroforestiers à base de cacaoyer aux plans agro-écologique et socio-économique. (2) Dans la zone de transition forêt-savane, considérée comme sub-optimale pour la cacaoculture, nous avons montré que le modèle technique adopté par les agriculteurs leur permet d'installer sur savane des cacaoyères viables sur le long terme. (3) Une méthode participative de quantification de la valeur d'usage des espèces par les agriculteurs, appliquée sur le réseau d'observation, a confirmé la multifonctionnalité des systèmes agroforestiers et mesuré la place qu'y occupe la composante cacaoyère. (4) L'évaluation des peuplements cacaoyers, réalisée en adaptant la méthode de diagnostic agronomique régional aux systèmes complexes, a permis d'identifier les facteurs limitant le rendement en cacao marchand. Celui-ci s'avère étroitement lié à la structure des peuplements cacaoyers et à celle des peuplements associés. (5) Enfin, l'analyse compréhensive des pratiques des agriculteurs sur le long terme, en lien avec l'évolution technique des peuplements cacaoyers a confirmé la flexibilité des systèmes agroforestiers à base de cacaoyer. Cette flexibilité peut être traduite par des trajectoires d'évolution des pratiques et des trajectoires de structures spécifiques. Ce travail fournit une nouvelle base méthodologique pour l'analyse et l'évaluation des systèmes agroforestiers complexes. L'ensemble des résultats et des connaissances produites dans ce travail permet de formuler des propositions pour la mise au point d'un nouveau modèle technique en cacaoculture. / Cocoa cultivation is generally considered as one of the main deforestation factors in the Tropics. Indeed, in many countries it is based on a low-sustainability technical model of intensive monocrops with shifting production zones. Cocoa agroforests, which are often neglected by research due to their low fermented dried cocoa yields, now appear to be a credible alternative for taking up the new challenges facing world cocoa production. In Centre-South Cameroon, cocoa cultivation is largely based on old cocoa agroforests, which suggests that a sustainable cocoa growing model based on agroforestry systems is possible. Our aim was to more effectively understand how these cocoa agroforests function, through their characteristics, their evolution and their determinants, along with the conditions for their long-term fermented dried cocoa production. Our approach consisted of an evaluation of cocoa agroforests on a plot scale and a comprehensive analysis of technical practices over the long term. The thesis is based on an experimental design set up in the Centre region, in three growing zones that could be differentiated through their pedo climatic conditions (Bokito, Zima and Ngomedzap). A large-scale survey was undertaken (1,171 farms grouping 1,638 cocoa plantations) completed by specific observations collected in a network of 61 cocoa agroforests managed by 40 farmers. Results. (1) Our survey results, completed by specific observations, confirmed the sustainability of the cocoa agroforestry systems from an agro ecological and socio-economic viewpoint. (2) In the forest-savannah transition zone, which is considered sub-optimum for cocoa cultivation, we confirmed that the technical model adopted by the farmers enabled them to set up cocoa agroforests on savannah that were viable over the long term. (3) In the network, a participatory method applied to quantify the use value given to the species by the farmers confirmed the multi-functionality of cocoa agroforests and measured the place occupied in it by cocoa. (4) The evaluation of the cocoa tree stands, achieved by adapting the regional agronomic diagnosis method to complex systems, revealed the factors limiting cocoa yield. It was proved that cocoa yield is closely linked to the structure of the cocoa tree stand and that of the intercropped stands. (5) Lastly, a comprehensive analysis of farmer practices over the long term, in association with the evolution of the technical management of the cocoa tree stands, confirmed the flexibility of cocoa agroforestry systems. This flexibility was reflected in the evolution pathways for specific practices and structures. This work provides a new methodological basis to assess the performance of complex agroforestry systems. All the results and knowledge produced by this work make it possible to draw up proposals for developing a new technical model for cocoa growing.

Second-generation biofuels could provide renewable energy while reducing the globaleconomy dependence on oil and mitigating climate change. However, their greenhouse gasemission balances, as well as their energy and environmental balances, are discussed,especially when they are produced from agricultural feedstock. The use of agriculturalfeedstock for energy purposes also raises the issue of competition with food production. Inthis context, this work contributes to the assessment of the sustainability of Miscanthus xgiganteus, a perennial C4 crop candidate to the production of second-generation ethanol. Theobjectives of this work are (i) to achieve a multicriteria evaluation of cropping systems basedon M. Giganteus using data collected in farmers’ fields and (ii) to compare these croppingsystems with cropping systems including other resources Agricultural candidates for biofuelproduction. The main contributions of this work are (i) the study of the variability of yieldsand winter nitrate losses in a network of commercial fields located in Burgundy (France), (ii)the characterization by modeling of M. giganteus long-term yield evolution and (iii) theintegration of these findings in a process of cropping systems design and assessment aimingat comparing M. giganteus with other feedstock candidate to the production of bioethanol.The study of M. giganteus in farmers’ fields shows that the high variability of yields andnitrate losses is linked to (i) crop age, (ii) soil type and (iii) the type of field (i.e. culturalhistory, size, shape, and environment). Contrasting yield scenarios, built by combining datacollected in commercial fields with a long-term yield evolution model, show that thesensitivity of assessment results regarding yields depends on the assessment field. Theinsertion of M. giganteus in a cropping system can significantly improve the greenhouse gasemission balance as well as the environmental balance, compared with a cropping systembased on a short cropping sequence. Economic results depend strongly on M. giganteus yield.Other agricultural feedstocks are also interesting, especially on soils where the yield potentialof M. giganteus is low: this is particularly the case of alfalfa stems, which can be used forsecond-generation ethanol production. / Second-generation biofuels could provide renewable energy while reducing the globaleconomy dependence on oil and mitigating climate change. However, their greenhouse gasemission balances, as well as their energy and environmental balances, are discussed,especially when they are produced from agricultural feedstock. The use of agriculturalfeedstock for energy purposes also raises the issue of competition with food production. Inthis context, this work contributes to the assessment of the sustainability of Miscanthus xgiganteus, a perennial C4 crop candidate to the production of second-generation ethanol. Theobjectives of this work are (i) to achieve a multicriteria evaluation of cropping systems basedon M. Giganteus using data collected in farmers’ fields and (ii) to compare these croppingsystems with cropping systems including other resources Agricultural candidates for biofuelproduction. The main contributions of this work are (i) the study of the variability of yieldsand winter nitrate losses in a network of commercial fields located in Burgundy (France), (ii)the characterization by modeling of M. giganteus long-term yield evolution and (iii) theintegration of these findings in a process of cropping systems design and assessment aimingat comparing M. giganteus with other feedstock candidate to the production of bioethanol.The study of M. giganteus in farmers’ fields shows that the high variability of yields andnitrate losses is linked to (i) crop age, (ii) soil type and (iii) the type of field (i.e. culturalhistory, size, shape, and environment). Contrasting yield scenarios, built by combining datacollected in commercial fields with a long-term yield evolution model, show that thesensitivity of assessment results regarding yields depends on the assessment field. Theinsertion of M. giganteus in a cropping system can significantly improve the greenhouse gasemission balance as well as the environmental balance, compared with a cropping systembased on a short cropping sequence. Economic results depend strongly on M. giganteus yield.Other agricultural feedstocks are also interesting, especially on soils where the yield potentialof M. giganteus is low: this is particularly the case of alfalfa stems, which can be used forsecond-generation ethanol production.