La production agricole doit augmenter à un rythme jamais atteint pour faire face à la forte hausse attendue de la demande alimentaire. La sélection génomique (SG) pourrait y contribuer en donnant la possibilité de sélectionner des individus uniquement sur leur génotype, rendant ainsi l'amélioration génétique des rendements plus efficace. L'amélioration actuelle de la production du palmier à huile, première plante oléagineuse au monde, se fait par sélection récurrente réciproque pour produire des hybrides. L'intégration de la SG à ce schéma aurait des retombées majeures. Cette thèse vise à évaluer le potentiel de la SG pour prédire les aptitudes à la combinaison hybride dans les populations parentales (Deli et groupe B).Des données du dernier cycle d'amélioration ont permis d'obtenir la première estimation empirique de la précision de la SG. Malgré les petites populations disponibles pour calibrer le modèle génomique, cette étude a montré qu'avec des candidats à la sélection apparentés à la population de calibration (plein-frères, descendants), la précision était suffisante pour faire une présélection sur certaines composantes du rendement dans le groupe B. Par ailleurs, des simulations sur quatre générations ont montré que, pour plusieurs stratégies de SG (en particulier avec une calibration faite uniquement à la première génération en incluant des génotypes d'hybrides), la précision de sélection chez les individus non testés en croisement était suffisante pour sélectionner des parents uniquement sur leur génotype. Ceci a abouti à une augmentation de plus de 50% du gain génétique annuel. Une augmentation pus rapide de la consanguinité a aussi été mise en évidence, mais elle pourrait être limitée par des méthodes classiques de gestion de la consanguinité. Finalement, les données expérimentales et simulées indiquent que la SG pourrait diminuer l'intervalle moyen de génération et accroître l'intensité de sélection, accélérant ainsi considérablement le progrès génétique sur le rendement en huile de palme. Un schéma de sélection génomique récurrente réciproque est proposé pour le palmier à huile. Son application nécessite de confirmer expérimentalement les simulations en estimant sur plusieurs générations la précision de sélection sans recalibration du modèle. Ces futures recherches devraient utiliser les nouveaux modèles de SG, potentiellement plus efficaces (prise en compte des effets non additifs ou d'informations a priori sur les effets des marqueurs, etc.). / Agricultural production must increase at an unprecedented rate to meet the strong growth expected in food demand. Genomic selection (GS) could contribute to reaching this goal by allowing selection of individuals on their sole genotype, making breeding more efficient. Breeding for yield in oil palm, the first oil crop in the world, is currently based on hybrid production by reciprocal recurrent selection. The integration of GS to this scheme would have major repercussions. This thesis aims to assess the potential of GS to predict hybrid combining abilities in parental populations (Deli and group B). Data from the last breeding cycle were used to obtain the first empirical estimate of GS accuracy. Despite the small populations available to calibrate the genomic model, the study showed that with candidates related to the training population (sibs, progenies), the accuracy was sufficient to make a pre-selection in the group B on some yield components. In addition, simulations over four generations showed that the accuracy of several GS strategies (especially when training the model only in the first generation using hybrid genotypes) was high enough for non progeny tested individuals to allow selecting among them on their genotype. This resulted in an increase of more than 50% of annual genetic gain compared to traditional breeding. A faster increase in inbreeding was also demonstrated, but this could be limited by conventional methods of inbreeding management. Finally, the experimental and simulated data indicated that GS could reduce the average generation interval and increase the selection intensity, vastly speeding up the genetic progress for oil palm yield. A recurrent reciprocal genomic selection scheme was suggested for oil palm. Its application requires an experimental confirmation of the simulations, by estimating GS accuracy over several generations without retraining the model. Future research should use new GS models, potentially more effective (taking into account non additive effects or a priori information on marker effects, etc.).

L’humanité fait face aux défis urgents de réduire l’impact environnemental de l’agriculture, de changer les régimes alimentaires et d’accroître la production alimentaire. Le palmier à huile est une plante pérenne tropicale emblématique de ces défis. Alors que sa culture peut être à l’origine d’impacts environnementaux, le palmier à huile peut produire, en conditions optimales, 7 à 10 fois plus d’huile alimentaire que les cultures oléagineuses annuelles. Dans ce contexte, améliorer la durabilité de la production d’huile de palme est crucial, tant pour réduire les impacts environnementaux négatifs que pour garantir la sécurité alimentaire. L’application de fertilisants azotés (N) a été identifiée comme une source majeure d’impacts environnementaux dus à la culture du palmier. Des analyses de cycle de vie de l’huile de palme ont été réalisées pour quantifier les impacts et identifier des améliorations de pratiques agricoles. Cependant, les seuls modèles d’émissions disponibles pour estimer les pertes de N dans l’environnement sont généralement valides pour les cultures annuelles et en climat tempéré. L’utilisation de tels modèles dans l’analyse de cycle de vie peut mener à des résultats très incertains ou à une faible sensibilité aux pratiques. L’objectif global de ce travail de recherche était d’aider à l’identification de pratiques pour réduire les pertes de N dans l’environnement. Le cœur du travail était le développement d’un modèle estimant toutes les pertes de N dans les plantations, tout en étant sensible aux pratiques. L’étude s’est concentrée sur les flux de N dans les plantations de palmiers sur sols minéraux. Nous avons réalisé quatre étapes pour mener à bien cette recherche. Premièrement, nous avons mené une revue de littérature de tout le savoir existant concernant les flux et pertes de N dans les plantations. Deuxièmement, nous avons comparé 11 modèles existants, pouvant être utilisés pour prédire les pertes de N dans les plantations. Troisièmement, nous avons réalisé une analyse de sensibilité de Morris approfondie du modèle mécaniste APSIM-Oil palm. Quatrièmement, nous avons construit IN-Palm, un indicateur agri-environnemental pour les pertes de N dans les plantations. Nous avons utilisé la méthode INDIGO® et l’approche de modélisation par arbres de décisions flous pour développer IN-Palm, et nous avons validé cet indicateur en utilisant des mesures de lixiviation de N d’une plantation à Sumatra, Indonésie. Notre revue de littérature et notre comparaison de modèles ont montré que les particularités du palmier à huile peuvent affecter significativement les dynamiques et pertes de N. Nous avons identifié des manques de recherche et des incertitudes sur les pertes de N, leurs déterminants et la modélisation des particularités du palmier. Nous avons identifié les déterminants des pertes de N et du rendement dans le modèle mécaniste APSIM-Oil palm. Nous avons développé IN-Palm, qui utilise 21 variables d’entré facilement accessibles pour estimer chaque voie de perte de N. Les prédictions de lixiviation de N par IN-Palm étaient acceptables, et IN-Palm s’est montré efficace pour tester des changements de pratiques agricoles. Cette recherche constitue une synthèse exhaustive des connaissances et modèles disponibles pour les flux et pertes de N dans les plantations. L’un des principaux résultats est un nouvel indicateur agri-environnemental, IN-Palm, sensible aux pratiques et conditions locales, de même qu’utilisable en tant que modèle d’émission dans des approches holistiques. Cet indicateur peut être une base utile pour de futures recherches sur l’utilisation d’indicateurs agri-environnementaux pour réduire l’incertitude des analyses cycle de vie, et pour de futures adaptations à d’autres plantes pérennes tropicales. / Humanity faces the challenges of urgently decreasing the environmental impact of agriculture, shifting diets and increasing food production. Oil palm is a tropical perennial crop emblematic of these challenges. While its cultivation can be associated with environmental impacts, oil palm can produce 3 to 7 t of edible oil ha-1 in optimal conditions, which is 7 to 10 fold higher than in annual oil crops. In this context, improving palm oil production sustainability is crucial for both reducing negative environmental impacts and ensuring food security. Application of synthetic nitrogen (N) fertilisers was identified as a major source of environmental impacts associated with the cultivation of oil palm. Life cycle assessments of palm oil have already been performed to help quantify impacts and identify potential improvements of management practices. However, the only available emission models to estimate N losses to environment are generally valid for annual crops and temperate climate conditions. The use of such general models in life cycle assessment may lead to very uncertain results or to low sensitivity of assessments to management practices. The overall objective of this research work was to help identify management practices to reduce N losses in the environment. The core of the work was hence to develop a model that estimates all N losses in oil palm plantations, while being sensitive to management practices. The study focused on N fluxes in industrial oil palm plantations on mineral soils. We performed four steps in order to complete the objectives of this research work. First, we conducted a literature review of all the existing knowledge about N fluxes and losses in plantations. Second, we compared 11 existing models that may be used to predict N losses in plantations. Third, we performed an in-depth Morris’s sensitivity analysis of one of the models, the APSIM-Oil palm process-based model. Fourth, we used all the information identified in the previous chapters, together with expert knowledge, to build IN-Palm, an agri-environmental indicator for N losses in oil palm plantations. We used the INDIGO® method and the fuzzy decision tree modelling approach to develop IN-Palm, and we validated this indicator using a field dataset of N leaching from a plantation in Sumatra, Indonesia. Our literature review and model comparison showed that oil palm peculiarities may impact significantly N dynamics and losses. We identified research gaps and uncertainties about N losses, their drivers and the modelling of oil palm peculiarities. We identified the main drivers of N losses and yield in the APSIM-Oil palm processbased model. We built IN-Palm, which uses 21 readily available input variables to estimate each N loss pathway. IN-Palm predictions of N leaching were acceptable, and IN-Palm has shown efficient to help testing management changes. This research constitutes a comprehensive synthesis of the available knowledge and models for N fluxes and losses in oil palm plantations. One of the main results is a novel agri-environmental indicator, IN-Palm, operationally-oriented, sensitive to local practices and environmental conditions, as well as potentially useable as an emission model for holistic approaches such as life cycle assessment. The INDIGO® method and fuzzy decision tree modelling approach were shown to be very well adapted for building agri-environmental indicators in contexts of knowledge scarcity. This indicator can be a useful base for further research about using agrienvironmental indicators to reduce uncertainty in life cycle assessment, and for future adaptations for other tropical perennial crops.

L'évaluation d'impact des projets de développement est aujourd'hui dominée par les méthodes quantitatives : expérimentales ou quasi-expérimentales. Elles sont toutefois difficilement applicables aux projets de développement agricoles, et elles ne permettent pas de quantifier l'impact sur toute la durée de vie des réalisations. Cette thèse propose une nouvelle méthode, l'évaluation systémique d'impact. Elle permet à la fois de comprendre les processus par lesquels l'impact se matérialise et de quantifier rigoureusement l'impact des projets de développement agricole sur le revenu des producteurs. L'analyse repose notamment sur la compréhension des dynamiques agraires et des stratégies des agriculteurs, et permet de quantifier l'impact ex-post mais également d'en modéliser ex-ante l'évolution pour les années suivantes.<br /> L'évaluation systémique d'impact est appliquée à deux grands types de projets en Guinée forestière : les projets d'aménagements de bas-fonds et un projet agro-industriel de plantations de palmiers à huile et d'hévéas. Ces deux études de cas démontrent notamment l'importance de ne pas se contenter de rechercher un impact moyen sur les ménages : l'existence d'impacts fortement différenciés par système de production est l'une des principales conclusions de cette thèse.

La lutte contre les rongeurs est souvent un enjeu majeur dans les agroécosystèmes. Nous avons conduit une étude comparative dans des plantations de palmiers à huile dans les provinces de Riau et de Bangka en Indonésie. Dans les deux zones, des chouettes ont été introduites pour la lutte contre les rats ; toutefois, à Riau les rats sont maintenus à des niveaux de population acceptables sans recours au raticide, tandis qu’à Bangka les dégâts des rats sont très importants et l’usage de raticide intensif. Nous avons comparé ce deux systèmes en terme d’abondance et/ou de régime alimentaire de deux prédateurs, chouettes et petits carnivores. D’après nos résultats, les petits carnivores sont beaucoup plus abondants dans les plantations à Riau qu’à Bangka, et le chat léopard (Prionailurus bengalensis) est absent à Bangka tandis que cette espèce domine à Riau. Nos résultats suggèrent également que la prédation sur les rats par les chouettes et les petits carnivores serait moindre à Bangka qu’à Riau. D’une manière générale, cette étude confirme l’hypothèse selon laquelle les petits carnivores, notamment les chats léopard, joueraient un rôle important dans la lutte contre les rats en palmeraies. Par ailleurs, nous avons analysé la distribution spatiale des petits carnivores en plantation. Nos résultats suggèrent que, bien que l’habitat palmeraie soit largement utilisé la nuit par certains petits carnivores comme le chat leopard, qui y trouve une abondante ressource alimentaire, la plupart des espèces sont dépendantes de la forêt. Les gestionnaires des palmeraies devraient adapter leurs pratiques, afin de favoriser les petits carnivores dans une perspective de lutte contre les rats. / Rodent pest control is often a major issue in agroecosystems. We conducted a 3-year comparative study (2010-2012) in oil palm plantations in Riau and Bangka provinces, in Indonesia: in both areas barn owls have been introduced for rat control, and were at least as abundant in Bangka plantations than in Riau, but in Riau rat populations have been maintained at an acceptable level without the use of rodenticide, whereas in Bangka intensive rodenticide applications did not prevent high levels of rat damage. We compared these two contrasting systems in terms of predator community (barn owls and small carnivores) abundance and/or diet. We found that small carnivores were much more abundant in Riau plantations than in Bangka, and that the leopard cat (Prionailurus bengalensis) was the dominant species in Riau while absent from Bangka. Our results on diet suggested that rat prey intake from barn owls and from the small carnivore community would be less in Bangka plantations than in Riau. Broadly, our results suggest that small carnivores, notably the leopard cat, play an important role in rodent control. In addition, we investigated spatial distribution of small carnivores within the oil palm habitat. Our results support the hypothesis that, although the oil palm may be habitable for some small carnivore species such as the leopard cat, where they supposedly forage at night, most species still need forest for their survival in oil palm landscapes. Oil palm plantations managers should adapt agricultural practices and land-use to enhance small carnivores, with the view to improve rodent control.