La région du Rio Tapajós, dans l'état brésilien du Pará, est parmi les endroits du bassin amazonien où l'importance du déboisement est imputable, entre autres, à l'agriculture sur brûlis, car après seulement quelques cycles de culture, les terres sont laissées à la végétation secondaire, en raison de la détérioration de la fertilité. Les travaux de recherche du projet Caruso ont également montré que le brûlis était associé à la contamination au mercure des écosystèmes aquatiques, affectant la santé des populations riveraines. Dès lors que l'agriculture traditionnelle a été associée à ce problème de santé humaine, ce projet s'est attardé sur ses pratiques agricoles, tant pour les aspects liés à la contamination au mercure qu'à la fertilité du sol. Les jachères forestières ont semblé montré un potentiel intéressant pour la récupération des propriétés du sol. Mais on connaît peu de choses sur les dynamiques édaphiques de ces forêts secondaires, ni sur leur potentiel d'utilisation par les communautés, dans un contexte où on observe la transformation de centaines de km² de forêt primaire en végétation secondaire. Le présent projet de recherche s'insère donc dans la continuité du projet Caruso et il a pour objectif de caractériser l'impact des jachères forestières sur la reprise de la fertilité et sur la rétention du mercure, ainsi que l'usage que font les agriculteurs de leurs forêts secondaires, comparativement à celui plus traditionnel des forêts primaires. Pour ce faire, 6 communautés réparties dans un segment de 150km au long du Rio Tapajós ont été visitées pour d'une part, échantillonner 270 carottes de sol dans 25 jachères de différents âges et 5 forêts primaires et d'autre part pour questionner les agriculteurs sur les produits qu'ils extraient de leurs jachères, en utilisant ceux tirés des forêts primaires comme témoin. La fertilité de chaque site a été caractérisée au moyen des variables suivantes: densité, teneurs en cations (Ca, Mg, et K), indicateurs de la matière organique (%N, %C, NO₃ et NH₄), et phosphore (Pexe, Pcdb, Papa et Porg). Les jachères ont réellement semblé contribuer à la reprise de la fertilité en deçà de 15 ans sur sols argileux. Toutefois, les jachères sur sol sablonneux semblaient avoir un moins grand pouvoir de récupération se traduisant par des valeurs faibles surtout pour les variables reliées à la matière organique, en plus de réagir plus durement à des brûlis répétés. Sur le territoire il y avait légèrement moins de sols sablonneux. Enfin, un phénomène intéressant a pu être mis en lumière pour le mercure, soit une migration de la partie liée aux particules grossières vers les particules fines après environ 7 ans de jachère, mais sur sols sablonneux seulement. Ce processus est possiblement expliqué par l'immobilisation des cations avec le temps, qui rendent les sites de liaison sur les particules fines graduellement disponibles à nouveau. Les jachères se sont également révélées un milieu propice pour l'extractivisme d'une cinquantaine d'espèces, à l'instar des forêts primaires qui sont cependant utilisées avec une plus grande intensité. Au total, 80 espèces ont été mentionnées par les agriculteurs pour les deux types de forêts combinées. La présence de la route semble être un élément qui nuit aux activités d'extractivisme, car elle permet, entre autre, un plus grand déboisement, ce qui limite ensuite la récolte et la chasse. Les communautés isolées utilisent au contraire davantage leurs forêts, tout particulièrement les forêts primaires. Donc les jachères semblent une utilisation intéressante pour fournir des biens et services aux communautés. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Jachère, Fertilité du sol, Amazonie, Petits agriculteurs, Extractivisme.

Les systèmes de production agricole des régions sub-sahariennes subissent depuis quelques décennies de nombreuses transformations sous la contrainte de changements socio-économiques (croissance de la population, globalisation des échanges, exode rural, etc...) ou environnementaux (sécheresse persistante, modifications des climats). Ces changements ont un impact sur les propriétés des sols, plus particulièrement sur le fonctionnement biologique et la dynamique des matières organiques. Il est nécessaire de prendre en compte la gestion des ressources organiques de l'échelle de l'agrégat de sol à celle de l'agrosystème pour définir les voies d'amélioration de la production agricole. Dans le futur, il est proposé d'étudier les relations entre l'organisation spatiale des déterminants de la minéralisation des matières organiques dans les sols tropicaux et la production primaire. Dans ces sols où les ressources organique et minérale sont naturellement faibles, il est ainsi proposé de tester l'hypothèse selon laquelle les pratiques agricoles doivent maintenir ou générer une organisation spatiale appropriée des propriétés édaphiques pour améliorer les services écosystèmiques rendus par les sols cultivés.

Comprendre le devenir du carbone organique stable du sol (COS) dans un environnement globalement plus chaud est un défi majeur pour prévoir sur le long terme la concentration en CO2 atmosphérique. Pour cela il apparaît nécessaire de mieux comprendre ce qu'est ce COS stable à l'échelle pluri-décennale et comment sa cinétique de minéralisation est modulée par la température. C'est avec cette ambition que cette thèse se propose (1) d'étudier la sensibilité à la température de la minéralisation du COS stable; (2) d'étudier la réponse à la température de la communauté microbienne qui minéralise le COS et (3) d'établir un lien entre âge et décomposabilité du COSLes échantillons issus de 4 essais de jachère nue ont été utilisés dans cette thèse. Des échantillons prélevés en début de chacun de ces essais et après plusieurs décennies de jachère nue ont été incubés à différentes températures pendant 427 jours. La respiration de ces échantillons a été suivie régulièrement. En fin d'incubation, la structure des communautés microbiennes a été déterminée par pyroséquençage. D'autre part, une datation du COS contenu dans les échantillons de la chrono-séquence de l'essai de jachère nue de Versailles a été réalisée.Les résultats obtenus mettent en évidence une relation générale entre vitesse de décomposition du carbone et sensibilité à la température. Ces travaux ont également mis en lumière une plus grande diversité et une plus grande sensibilité à la température des communautés microbiennes associées au carbone stable. Enfin, cette thèse met en lumière les difficultés rencontrées lors de l'utilisation de la technique de datation de la matière organique du sol par le 14C. / To understand the fate of stable soil organic carbon (SOC) in a warmer world is a major challenge to be able to predict future atmospheric CO2 concentrations. To do so, it is of prime importance to understand what the stable SOC is exactly and how its mineralization rate is modulated by temperature. This thesis proposed to study (1) the temperature sensitivity of stable SOC mineralization; (2) the response of soil microbial communities to temperature and (3) to establish a link between SOC decomposability and its age. Soil samples from four long term bare fallow experiments were used for work. We incubated soils sampled at the beggining of each experiment and after several decades of bare fallow at different temperatures for 427 days and we regularly monitored soil respiration. At the end of the incubation, soil microbial communities were assessed using pyrosequencing techniques. Finally, we determined the age of soil organic carbon by radiocarbon dating in soil samples from the chrono-sequence located at Versailles, France. The results obtained brought evidence for a general relationship between the mineralization rate of soil organic carbon and its temperature sensitivity. We also found that microbial communities linked to stable organic carbon are more diverse but also more sensitive to a temperature increase. Some bacterial phyla were particularly impacted by the temperature increase and the organic resource rarefaction. Finally, this thesis highlighted the difficulties met with the radiocarbon dating technique.

La matière organique (MO) remplit de multiples fonctions dans les systèmes agro-pastoraux ouest-africains. Or l'offre en ressource organique y diminue depuis plusieurs décennies. Afin d'estimer la viabilité d'un terroir agro-pastoral dans le sud du Sénégal, les bilans (stocks et flux) du carbone (C), de l'azote (N) et du phosphore (P ; assimilable seulement dans le sol et noté POD) y ont donc été établis.<br />Le terroir choisi était organisé en auréoles, avec une intensification croissante des pratiques de la périphérie (auréole de brousse) vers le village (champs de case).<br />Les stocks dans le système sol-plante étaient de 54,7 tC, 2,63 tN et 43,5 kgP ha-1 dans les jachères âgées, soit des croîts respectifs de 97, 29 et 251 % par rapport aux cultures de brousse (l'augmentation ayant lieu essentiellement dans la biomasse végétale). Les stocks mesurés dans le sol des champs de case étaient supérieurs à ceux des cultures de brousse, essentiellement dans l'horizon 0-10 cm. Cependant, la faible réponse globale des stocks de carbone des sols sableux à la jachère et à la fumure ne peut être interprétée qu'en réévaluant le rôle bio-thermodynamique joué par le carbone dans l'intégrité des agroécosystèmes locaux.<br />Les stocks moyens sur le terroir contrôlables par l'homme furent estimés à 29,7 tC, 1,52 tN and 28,6 kgP ha-1 en 1997. Le carbone était stocké surtout dans le sol. Elevage, récoltes et collecte de bois ont représenté respectivement 59, 27 et 14 % des prélèvements de carbone dans le terroir. Grâce à eux, des flux importants de carbone ont été établis vers les champs de case (3,8 tC ha-1 an-1), et les pertes minérales globales ont été estimées à 4 kgN et 1 kgP ha-1 an-1. Le terroir était donc proche de l'équilibre minéral.<br />Mais selon la dynamique démographique actuelle, la perte de carbone pourrait atteindre 0,38 tC ha-1 an-1, et la demande en carbone doubler durant les 30 prochaines années. Sans intensification des pratiques, ceci remettrait en cause la viabilité du système.

Le Sahel est particulièrement exposé à la variabilité de la mousson Ouest-Africaine dont les répercussions socio-économiques peuvent prendre un caractère dramatique. Cette région est en outre confrontée à l'une des plus fortes croissances démographiques jamais observées, se traduisant par une pression toujours plus forte sur de faibles ressources naturelles et un environnement fragile. Dans ce contexte, un enjeu important se situe dans notre capacité à proposer des outils aidant au suivi des ressources hydriques et végétales, et permettant d'anticiper les impacts climatiques et anthropiques à moyen terme sur ces ressources. Pour cela, il est indispensable d'étudier et mieux comprendre les processus d'échanges d'énergie et de matière à l'interface terre-atmosphère, qui contribuent à la régulation de la mousson d'une part et gouvernent le cycle hydrologique local et le développement végétal d'autre part. Les travaux réalisés s'inscrivent dans cette problématique, portant précisément sur l'analyse des cycles de l'eau et de l'énergie en région sahélienne sous les effets combinés du climat et de l'activité humaine. La démarche s'appuie sur une méthodologie alliant observations in situ et modélisation à base physique. L'étude a été réalisée dans la région centrale du Sahel, dont le système agricole traditionnel associe pastoralisme et cultures pluviales en alternance avec la jachère. Elle s'est appuyée sur le réseau d'observations éco-hydrologiques et énergétiques acquises en continu durant 7 années (2005-2012) par l'Observatoire AMMA CATCH au Sud-Ouest Niger. La qualité et la cohérence de ces observations ont permis de dresser des grands traits du fonctionnement éco-hydrologique des deux couverts végétaux les plus répandus dans la région : cultures de mil et jachères arbustives. Les observations ne permettent cependant pas à elles seules d'établir des bilans complets aux différentes échelles temporelles d'intérêt (infra-journalière à interannuelle). Une modélisation couplée détaillée des cycles de l'énergie et de l'eau a par conséquent été élaborée pour ces deux couverts, à l'aide du modèle de transferts sol-plante-atmosphère SiSPAT. Etalonné sur une période de 2 ans, le modèle a ensuite été validé sur les 5 autres années d'observation, en contraignant les paramètres du modèle à des valeurs physiquement réalistes. En bon accord avec les observations, cette modélisation pluriannuelle s'est révélée être un outil d'analyse précieux, intégrant toute la pertinence, la richesse et la cohérence du jeu de données. La représentativité de la période étudiée a permis d'en exploiter les résultats pour (1) analyser l'impact de la variabilité climatique sur les bilans d'eau et d'énergie aux différentes échelles temporelles et (2) fournir une première climatologie des flux et stocks d'eau et d'énergie à l'interface sol-végétation-atmosphère, à ces mêmes échelles. Les similitudes et différences de fonctionnement éco-hydrologique et énergétique entre écosystèmes ont été mises en évidence. Par exemple, l'évapotranspiration représente plus de 80% des précipitations annuelles et près de la moitié du rayonnement global au cœur de la mousson pour les deux sites. Sa distribution saisonnière et son partitionnement en évaporation du sol et transpiration des plantes diffèrent néanmoins entre les deux écosystèmes, tout comme le ruissellement, et le drainage sous la zone racinaire. Ce dernier apparaît significatif pour le champ de mil mais pas pour la jachère. Une analyse de sensibilité des processus aux caractéristiques du sol et du couvert a été réalisée. La robustesse des résultats produits devrait leur permettre de servir de référence pour les études des processus hydrologiques et énergétiques dans cette région. La modélisation ainsi construite présente un potentiel évident pour des études prospectives, relatives notamment au changement climatique ou à une évolution des pratiques agricoles. / The Sahel region is particularly exposed to the variability of the West African Monsoon, which may lead to dramatic socio-economical consequences. This region also has one of the highest demographic growth rates, resulting in an ever-increasing pressure on the scarce natural resources and fragile environment. In this context, a major challenge lies in our ability to provide appropriate tools for the monitoring of hydrological and vegetation resources. These tools should also be suitable for the prediction of climatic and anthropogenic impacts in the medium term. This requires a better understanding of energy and matter transfer processes at the earth-atmosphere interface. Indeed, the latter both play a role in the regulation of the monsoon and also drive the local hydrological cycle and vegetation development. The present research follows such a framework and consists specifically in analyzing the water and energy cycles in the Sahel region under the combined effects of climate and human activity. This is undertaken by developing a methodology combining the use of in situ observations and physically-based modelling. The study was conducted in the central Sahel, where traditional agricultural systems are formed by the association of pastoralism and rain-fed crops in rotation with fallow cycles. This study was based on the network of eco-hydrological and energy data acquired continuously during 7 years (2005-2012) by the South-West Niger AMMA-CATCH Observatory. Quality and consistency of these observations allowed analyzing the main features of the eco-hydrological functioning of the two main land-covers in the region: millet and fallow savannah. However, observations alone were not sufficient to compute comprehensive water and energy budgets at all the different time scales of interest (sub-daily to inter-annual). A detailed modelling of coupled water and energy cycles was therefore undertaken for these two land-covers, using the soil-vegetation-atmosphere transfer model SiSPAT. The model was first calibrated on a 2-year period, and further validated on the remaining 5-year observations, by constraining model parameters to physically realistic values. This multi-year modelling was in good agreement with the observations, and provided a precious analysis tool that integrated the relevance, richness and consistency of the dataset. Thanks to the representativeness of the studied period, results served at the different temporal scales to (1) analyze the impact of climatic variability on water and energy budgets and (2) produce a preliminary climatology for the water and energy fluxes and storages at the soil-vegetation-atmosphere interface. Similarities and differences in eco-hydrological and energy functioning between ecosystems were evidenced. For instance, evapotranspiration represented more than 80% of annual precipitations and close to half of the global radiation at the heart of the monsoon for both sites. Seasonal distribution and partitioning of evapotranspiration between soil evaporation and plants transpiration differed between the two ecosystems, as well as the runoff, and the drainage below the root zone which appeared significant for the millet field but not for the fallow site. A sensitivity analysis of the energy and water budgets to soil and vegetation characteristics was conducted. Robustness of the produced results should enable them to serve as reference for studies of water and energy processes in this region. The resulting calibrated model showed an obvious potential for prospective studies, such as those on climate change or on the evolution of agricultural practices.

La gestion intensive des populations adventices, liée aux risques de perte de rendement et à la dégradation de la qualité de la récolte, a largement conduit à leur régression dans les milieux cultivés au cours de ces dernières décennies. Ce déclin floristique dans le paysage agricole a conduit à une perte de biodiversité plus large car de nombreux organismes (oiseaux, insectes, mammifères) sont dépendants de la ressource trophique que représentent ces communautés végétales. Pour contrer cette perte de biodiversité et limiter les effets néfastes de l’agriculture sur l’environnement, de nombreuses mesures agro environnementales ont été mises en place à travers l’Europe. En France, des bandes enherbées ont été implantées par les agriculteurs le long des cours d’eau pour limiter la dérive des produits phytosanitaires et limiter l’érosion hydrique des sols. Ces bandes sont principalement semées avec des mélanges de graminées et ne reçoivent ni traitement chimique, ni engrais. En conséquence, leur mise en place généralisée dans le paysage agricole pour de nombreuses années et sans contrepartie financière pour les agriculteurs, suscitent des craintes quant aux risques malherbologiques qu’elles peuvent représenter. A l’opposé, ces espaces peuvent être considérés comme des opportunités pour maintenir, dans des compartiments proches des zones cultivées, des populations adventices dont les services écosystémiques rendus à l’agriculture sont de plus en plus mis en évidence.Ce travail de thèse montre que les bandes enherbées hébergent une grande diversité floristique. Les communautés adventices sont principalement structurées par le type de bordure adjacente à la bande enherbée et par les modes de gestion qui y sont conduits. L’alternance perturbation-compétition générée respectivement par le broyage et la compétition des espèces semées ne permet pas aux espèces annuelles de se maintenir dans cet habitat où elles ne peuvent que difficilement y produire des semences. Les espèces fréquemment rencontrées sont vivaces, mais ne dominent que très rarement sur le couvert semé. Bien que les bandes enherbées hébergent une flore riche, composée majoritairement d’espèces des champs, il apparaît que ces espaces ne favorisent pas la dispersion d’espèces adventices vers la parcelle cultivée. En effet, la mise en place d’un couvert semé à l’endroit même où l’on observait auparavant une transition de la flore des bordures vers la flore des champs, limite l’effet des bordures sur les champs, au moins à court terme. En outre, la mise en place et l’entretien de ce couvert ont un coût pour l’agriculteur raisonnable à l’échelle de l’exploitation agricole.Malgré la crainte émise quant au déclin des mauvaises herbes annuelles, les bandes enherbées sont une opportunité pour la gestion des adventices à l’échelle de la parcelle cultivée comme à celle du paysage. Des études conjointes mettant en relation la flore avec d’autres communautés (microflore du sol, criquets) ont été initiées et pourraient permettre de valoriser d’un point de vue biodiversité la mise en place d’une mesure au départ purement agro-environnementale. / The intensification of the management of weed populations, led by a potential decrease in the yield and quality of crop harvest, has largely induced their decline in arable zones across the last decades. This floristic decline in arable landscape, has induced a loss of a larger biodiversity because the presence of others organisms (birds, insects, mammals) are strongly linked with the abundance of trophic resources as weed are. To counter with this loss of biodiversity and to limit the negative impacts of farming practices on environment, numerous agri environmental schemes were launched through Europe. In France, sown grass strips were established by farmers along streams and rivers to limit the pesticide drifts and the hydric soil erosion. The field margin strips are mainly sown with grass mixtures and do not receive neither pesticides nor fertilizers. Consequently, their establishment in the arable landscape for many years, without compensation payments for farmers, spark many fears concerning the weed risk that they could represent for adjacent field. At the opposite, these non-cropped areas adjacent to cultivated fields could be an opportunity to maintain weed populations providing ecosystem services for agriculture which were more and more highlighted.This PhD work shows that sown grass strips harbour large flora diversity. The weed communities are mainly structured by the type of adjacent boundary (hedge, river, ditch, etc.). The succession of disturbance and competition phase caused by mowing and competition of sown species respectively, do not allow annual species to maintain their populations in this habitat where they rarely reach fructification stages. The frequently observed species are perennials but rarely dominated over the sown cover. Even if the sown grass strips show high level of species richness, mainly composed by arable species, these strips do not enhance the spread of species from the boundary to the field core. Indeed, at least at short term, the sown grass strips decrease the edge effect because they were established where the flora transition between the boundary and the field previously occurred. Moreover, the establishment and management practices cost for farmers, reasonably at the farm scale.Although some fears on the decline of annual species, the sown grass strips represent an opportunity for the weed management at the field scale as well as at the landscape scale. Joint study linking the flora with other organisms (soil microflora, grasshoppers) have been initiated and could allow to put the environmental sown grass strips to good use for biodiversity.

Dans la région de Kaolack, au Sénégal, une jachère forestière améliorée a été implantée par des paysans de Koutal pour la restauration de terres dégradées. Cinq ans après sa mise en place, elle a fait l’objet d’une étude portant sur l’évaluation de ses impacts socio-économiques sur la vie des paysans. La recherche qualitative, basée sur des enquêtes socioéconomiques avec des variables relatives au chef de ménage, au capital économique, au capital social et au capital humain a été utilisée pour appréhender les impacts socioéconomiques. Les statistiques descriptives et l’analyse de contenu thématique ont permis d’analyser les données recueillies sur le terrain. Les résultats de l’étude ont révélé que la jachère forestière améliorée a procuré des bénéfices importants aux paysans. Ces bénéfices comprennent le capital boisé du site, les produits forestiers vendus ou autoconsommés, le renforcement de la cohésion sociale et le développement du tissu relationnel entre les paysans.

La gestion intensive des populations adventices, liée aux risques de perte de rendement et à la dégradation de la qualité de la récolte, a largement conduit à leur régression dans les milieux cultivés au cours de ces dernières décennies. Ce déclin floristique dans le paysage agricole a conduit à une perte de biodiversité plus large car de nombreux organismes (oiseaux, insectes, mammifères) sont dépendants de la ressource trophique que représentent ces communautés végétales. Pour contrer cette perte de biodiversité et limiter les effets néfastes de l'agriculture sur l'environnement, de nombreuses mesures agro environnementales ont été mises en place à travers l'Europe. En France, des bandes enherbées ont été implantées par les agriculteurs le long des cours d'eau pour limiter la dérive des produits phytosanitaires et limiter l'érosion hydrique des sols. Ces bandes sont principalement semées avec des mélanges de graminées et ne reçoivent ni traitement chimique, ni engrais. En conséquence, leur mise en place généralisée dans le paysage agricole pour de nombreuses années et sans contrepartie financière pour les agriculteurs, suscitent des craintes quant aux risques malherbologiques qu'elles peuvent représenter. A l'opposé, ces espaces peuvent être considérés comme des opportunités pour maintenir, dans des compartiments proches des zones cultivées, des populations adventices dont les services écosystémiques rendus à l'agriculture sont de plus en plus mis en évidence. Ce travail de thèse montre que les bandes enherbées hébergent une grande diversité floristique. Les communautés adventices sont principalement structurées par le type de bordure adjacente à la bande enherbée et par les modes de gestion qui y sont conduits. L'alternance perturbation-compétition générée respectivement par le broyage et la compétition des espèces semées ne permet pas aux espèces annuelles de se maintenir dans cet habitat où elles ne peuvent que difficilement y produire des semences. Les espèces fréquemment rencontrées sont vivaces, mais ne dominent que très rarement sur le couvert semé. Bien que les bandes enherbées hébergent une flore riche, composée majoritairement d'espèces des champs, il apparaît que ces espaces ne favorisent pas la dispersion d'espèces adventices vers la parcelle cultivée. En effet, la mise en place d'un couvert semé à l'endroit même où l'on observait auparavant une transition de la flore des bordures vers la flore des champs, limite l'effet des bordures sur les champs, au moins à court terme. En outre, la mise en place et l'entretien de ce couvert ont un coût pour l'agriculteur raisonnable à l'échelle de l'exploitation agricole. Malgré la crainte émise quant au déclin des mauvaises herbes annuelles, les bandes enherbées sont une opportunité pour la gestion des adventices à l'échelle de la parcelle cultivée comme à celle du paysage. Des études conjointes mettant en relation la flore avec d'autres communautés (microflore du sol, criquets) ont été initiées et pourraient permettre de valoriser d'un point de vue biodiversité la mise en place d'une mesure au départ purement agro-environnementale.

Le Sahel est particulièrement exposé à la variabilité de la mousson Ouest-Africaine dont les répercussions socio-économiques peuvent prendre un caractère dramatique. Cette région est en outre confrontée à l'une des plus fortes croissances démographiques jamais observées, se traduisant par une pression toujours plus forte sur de faibles ressources naturelles et un environnement fragile. Dans ce contexte, un enjeu important se situe dans notre capacité à proposer des outils aidant au suivi des ressources hydriques et végétales, et permettant d'anticiper les impacts climatiques et anthropiques à moyen terme sur ces ressources. Pour cela, il est indispensable d'étudier et mieux comprendre les processus d'échanges d'énergie et de matière à l'interface terre-atmosphère, qui contribuent à la régulation de la mousson d'une part et gouvernent le cycle hydrologique local et le développement végétal d'autre part. Les travaux réalisés s'inscrivent dans cette problématique, portant précisément sur l'analyse des cycles de l'eau et de l'énergie en région sahélienne sous les effets combinés du climat et de l'activité humaine. La démarche s'appuie sur une méthodologie alliant observations in situ et modélisation à base physique. L'étude a été réalisée dans la région centrale du Sahel, dont le système agricole traditionnel associe pastoralisme et cultures pluviales en alternance avec la jachère. Elle s'est appuyée sur le réseau d'observations éco-hydrologiques et énergétiques acquises en continu durant 7 années (2005-2012) par l'Observatoire AMMA CATCH au Sud-Ouest Niger. La qualité et la cohérence de ces observations ont permis de dresser des grands traits du fonctionnement éco-hydrologique des deux couverts végétaux les plus répandus dans la région : cultures de mil et jachères arbustives. Les observations ne permettent cependant pas à elles seules d'établir des bilans complets aux différentes échelles temporelles d'intérêt (infra-journalière à interannuelle). Une modélisation couplée détaillée des cycles de l'énergie et de l'eau a par conséquent été élaborée pour ces deux couverts, à l'aide du modèle de transferts sol-plante-atmosphère SiSPAT. Etalonné sur une période de 2 ans, le modèle a ensuite été validé sur les 5 autres années d'observation, en contraignant les paramètres du modèle à des valeurs physiquement réalistes. En bon accord avec les observations, cette modélisation pluriannuelle s'est révélée être un outil d'analyse précieux, intégrant toute la pertinence, la richesse et la cohérence du jeu de données. La représentativité de la période étudiée a permis d'en exploiter les résultats pour (1) analyser l'impact de la variabilité climatique sur les bilans d'eau et d'énergie aux différentes échelles temporelles et (2) fournir une première climatologie des flux et stocks d'eau et d'énergie à l'interface sol-végétation-atmosphère, à ces mêmes échelles. Les similitudes et différences de fonctionnement éco-hydrologique et énergétique entre écosystèmes ont été mises en évidence. Par exemple, l'évapotranspiration représente plus de 80% des précipitations annuelles et près de la moitié du rayonnement global au cœur de la mousson pour les deux sites. Sa distribution saisonnière et son partitionnement en évaporation du sol et transpiration des plantes diffèrent néanmoins entre les deux écosystèmes, tout comme le ruissellement, et le drainage sous la zone racinaire. Ce dernier apparaît significatif pour le champ de mil mais pas pour la jachère. Une analyse de sensibilité des processus aux caractéristiques du sol et du couvert a été réalisée. La robustesse des résultats produits devrait leur permettre de servir de référence pour les études des processus hydrologiques et énergétiques dans cette région. La modélisation ainsi construite présente un potentiel évident pour des études prospectives, relatives notamment au changement climatique ou à une évolution des pratiques agricoles.