Il existe aujourd'hui une demande sociale pour l'amélioration du coût-efficacité des politiques agri-environnementales. Or, l'absence de référents sur les coûts à mettre en œuvre et l'efficacité à atteindre contribue à l'émergence de débats sur le choix des modalités d'application de ces politiques, et notamment sur le choix des critères d'éligibilité de la population cible. La démarche suivie vise à traduire certaines des revendications existantes concernant les critères d'éligibilité sous forme de programmes d'optimisation, afin de mesurer ex-ante leur impact sur le coût-efficacité des politiques.<br />Les résultats montrent que la solution collective la plus coût-efficace est réalisée quand seules les exploitations les plus coût-efficaces sont intégrées dans la politique. Or, cette solution ne représente pas la meilleure des solutions d'un point de vue environnemental ; les exploitations les plus polluantes n'étant pas toujours les plus coût-efficaces, et les bénéfices environnementaux de la politique étant susceptibles d'être dilués par l'intégration d'un nombre restreint d'exploitations. La prise en compte de la localisation des exploitations sur un territoire constitue une solution pertinente pour l'amélioration de l'efficacité environnementale d'une politique, même si cette solution s'avère être plus coûteuse. Aussi, si les pouvoirs publics optent pour des politiques plus performantes d'un point de vue environnemental, ils doivent s'attendre à ce que le coût de la politique soit supérieur à celui proposé par une solution économiquement efficace.

L'utilisation des produits phytosanitaires dans l'agriculture moderne pose un problème pour l'équilibre des écosystèmes et la santé de l'homme. Un des problèmes majeurs est la dégradation de la qualité de l'eau de surface et de l'eau souterraine pour la consommation et la qualité des écosystèmes aquatiques.<br /><br />Il existe un réel besoin d'outils opérationnels facilitant l'agrégation des processus de transferts au niveau des bassins versants à des fins de maîtrise des contaminations des eaux par les produits phytosanitaires. La plupart des outils opérationnels sont des indicateurs environnementaux, rapides et simples d'utilisation. Cependant, ils ne donnent que un niveau de risque et n'intègrent pas ou très peu l'incertitude liée à des critères spatiaux et temporels.<br /><br />Cette thèse propose un modèle orienté décision des transferts par ruissellement et subsurface des herbicides. Il vise à produire une évaluation semi-quantitative de la contamination des eaux de rivière par les herbicides à l'échelle de petits bassins versants agricoles (quelques dizaines km²) au cours des quelques mois suivant les traitements. Une nouvelle représentation spatiale a été proposée. Elle est basée sur la spatialisation des pratiques agricoles et des processus physiques de transferts du bassin versant sous la forme d'un arbre d'exutoires de parcelles. Ce niveau de représentation permet une modélisation réaliste, opérationnelle et répondant aux besoins des acteurs locaux.<br /><br />Le modèle intègre le réseau hydrographique, le réseau de fossés et le réseau de haies structurant l'espace du bassin versant. Les processus majeurs de transfert des herbicides dans les bassins sur socle sont le ruissellement et les écoulements de subsurface. Ces processus sont modélisés de manière simple mais explicite. Le ruissellement est calculé en fonction des états de surface du sol et le degré de contamination par subsurface est calculé en fonction de la profondeur de nappe.<br /><br />Pour permettre de générer des scénarii réalistes d'itinéraires techniques de désherbage sur des bassins versants comprenant un nombre important de parcelles, un modèle décisionnel est développé et couplé au modèle de transfert. Ce modèle décisionnel simule les décisions des agriculteurs à différents niveaux d'organisation (parcelle, exploitation).<br /><br />L'application du modèle porte sur le bassin versant du Frémeur, bassin versant du réseau Bretagne Eau Pure.