Le concept de services écosystémiques est de plus en plus utilisé par différentes disciplines scientifiques et pris en compte dans les sphères politiques pour attirer l'attention sur les bénéfices que l'Homme reçoit des écosystèmes. Ce concept mène à étudier les liens complexes entre l'homme et son environnement. Cependant, la majorité des recherches actuelles restent théorique et peu de cas d'étude mettent à l'épreuve ce concept dans une démarche transdisciplinaire. Cette thèse à donc pour objectif principal de combler ce manque en explorant et analysant les dynamiques et processus des services écosystémiques en terme d'offre et de demande, y compris les effets de rétroactions, par une approche socio-écologique dans un contexte de changement planétaire. A cette fin, une étude transdisciplinaire a été conduite sur les prairies subalpines de la commune de Villar d'Arène (Hautes-Alpes) où l'élevage ovin et bovin domine. Des techniques de modélisations statistiques et de systèmes d'informations géographiques ont été combinées pour analyser la fourniture potentielle de services écosystémiques, conduisant à une cartographie de ceux-ci à l'échelle du paysage. La demande en services écosystémiques à quant à elle été étudiée par l'intermédiaire d'entretiens individuels et de groupes avec les acteurs locaux ainsi que des jeux de rôle avec les éleveurs de la commune. La co-construction de scénarios prospectifs avec les acteurs locaux ont permis d'étudier l'évolution de l'offre et la demande en services à un horizon 2030. / The ecosystem service (ES) concept is increasingly used in different scientific disciplines and is spreading into policy and business circles to draw attention to the benefits that people receive from biodiversity and ecosystems. Nevertheless, while the number of case studies considering various dimensions of the interactions between ecosystems and land use via ES has been steadily increasing, integrated research addressing interrelationships between biodiversity, ES and land use has remained mostly theoretical. This thesis aims through a socio-ecological approach to understand: (1) Which ES are potentially delivered given ecological dynamics, (2) how these ES are perceived by stakeholders in terms of value and knowledge, (3) how human management affects ES delivery, and (4) how ES are taken into account in land management decisions, thereby considering feedbacks from ecosystem to the land use system through ES. To address these questions, an interdisciplinary study was conducted on Villar d'Arène (French Alps) a municipality where the subalpine landscape is shaped by extensive mountain livestock farming. Statistical modelling and geographical information systems where combined to analyse the determinants of the spatial distribution of biodiversity and ES within the landscape using ecological (including plant functional traits), biophysical and land-use data. The following ES were mapped: agronomic value, aesthetic value, water quality, carbon storage, soil fertility, soil moisture, conservation of plant diversity and pollination. These allowed us to quantify trade-offs and synergies in the current landscape and to identify key management types supporting multifunctionality. The dynamics of ES was projected under four different scenarios integrating climatic, socio-economic and land-use changes, which were developed using a participative approach with regional experts and local farmers. Analyses of projected scenario impacts showed that ES synergies and trade-offs evolve differently when considering direct effects of climate on ecosystems, and/or their indirect effects through farmers adaptive responses. Interviews with local stakeholders (experts from nature conservation and agricultural extension, farmers and inhabitants) of mountain grasslands showed that the ES concept is still relatively unknown in explicit terms. Nevertheless after defining ES to interviewees, they expressed a variety of relevant interests and knowledge. Although all stakeholders valued a common set of ecosystem services (agronomic value, aesthetic value, water quality, and conservation of plant diversity), we identified negative and positive representations of the effects of grassland management on ecosystem services, depending on stakeholders perceptions of the relationships between soil fertility and biodiversity, and biodiversity and the other services. Finally, a role-playing game explored how ES cognition mediated environmental feedbacks on farmers' behaviours. Results emphasized the influence of other factors such as socio-economic or climatic context, topographic constraints, social value of farming or farmer individual and household characteristics, on the link between ES and land-management decisions. This case study demonstrates the interest of an integrated approach decomposing the feedback loop from ecosystems to land use when studying ES for scientific or policy purposes.

L’agroécologie implique la conception de systèmes agricoles intégrant autant que possible les services écosystémiques. Aux produits chimiques souvent employés contre les ravageurs de cultures peut être privilégié la régulation par leurs ennemis naturels. Des résultats en écologie indiquent que des paysages agricoles dont la composition est riche en habitats semi-naturels (bois, forets, prairies, etc) les favorisent en leur fournissant abris, sites de pontes et nourriture. Il serait donc possible de mettre en place une Gestion Paysagère des Ravageurs (GPR), c’est-à-dire de concevoir et d’aménager des paysages agricoles en faveur de ces habitats afin de favoriser les ennemis naturels et le contrôle biologique. Toutefois, l’implémentation d’une telle innovation potentielle par les acteurs de ces paysages reste largement à explorer. Dans cette thèse, dans un esprit de recherche-action, nous avons pris le parti d’explorer la conception de tels paysages régulateurs de ravageurs en s’impliquant avec des acteurs locaux et scientifiques. Nous avons initié une démarche de recherche participative avec des acteurs agricoles d’une région du Tarn-et-Garonne spécialisée dans l’arboriculture fruitière, intensive en traitements chimiques. A partir de leurs représentations et de leurs connaissances nous avons cherché à déterminer quels étaient les facteurs favorables ou non à la GPR. En particulier, nous avons qualifié les conditions dans lesquelles le paysage et les ennemis naturels étaient construit socialement par ces acteurs comme des ressources pourvoyeuses de services écosystémiques de régulation. Nous avons cherché également à identifier si ces acteurs étaient liés entre eux par des dépendances pouvant nécessiter une gestion coordonnée du paysage. Nous avons exploré la possibilité de la gestion paysagère par plusieurs cycles de modélisations participatives. La thèse a ainsi : mis à jour et qualifié la diversité des modèles mentaux des acteurs locaux sur leurs stratégies de gestion des ravageurs, co-construit des modèles Bayésien participatifs afin d’explorer via des scénarios les incertitudes autour de la question de la régulation biologique des ravageurs et, enfin, réalisé la coconstruction d’un modèle multi-agents autour de le la dynamique de population du ravageur invasif Drosophila suzukii et de sa potentielle gestion paysagère. Nous avons pu ainsi déterminer qu’en l’état actuel des représentations des acteurs, qu’ils soient scientifiques ou locaux, la composition du paysage en éléments semi-naturels leur apparaît comme faiblement reliée à un service écosystémique de régulation des ravageurs, quand bien même ce paysage est souvent favorable à la biodiversité fonctionnelle. Actuellement, faute de bénéfices agricoles clairement identifiés, les acteurs impliqués sont en conséquence peu dépendants entre eux et le besoin de se coordonner pour mettre en place une GPR est faible. La plupart des agriculteurs indiquent plutôt une nette préférence pour les solutions individuelles vis-à-vis des ravageurs, par l’utilisation de pesticides et de filets protecteurs entourant les cultures. Ce focus individuel suggère qu’innover dans l’intégration de l’activité des ennemis naturels pourrait être plus aisé au niveau de la végétation naturelle des exploitations individuelles, comme peut l’être l’inter-rang des vergers. Par ailleurs, ces résultats font apparaître le besoin d’études scientifiques liant écologie et économie qui chercheraient à mesurer explicitement les bénéfices obtenus par les acteurs agricoles par le biais de paysages favorables aux ennemis naturels. Des résultats positifs de telles études seraient mobilisateurs pour de futures recherches participatives dans ce domaine. Enfin, cette thèse participative et exploratoire nous a permis également d’identifier de nouveaux terrains et questions de recherches dans le domaine de la GPR qui pourront être poursuivis.

La menace représentée par le changement climatique, et en particulier l’élévation du niveau de la mer, sur les pays entièrement composés d’atolls est largement médiatisée. La République de Kiribati est un pays atollien situé dans l’océan Pacifique, peuplé par 100 000 habitants. Au cours des derniers siècles, les communautés atolliennes de Kiribati ont développé un système de gestion des ressources naturelles qui a assuré leur survie. Depuis quelques décennies, la mondialisation est cause de mutations rapides, en particulier dans le mode de vie et dans la relation des communautés atolliennes à leur environnement naturel. Étant donné le caractère fortement intégré du système sociétal et de l’écosystème dans les atolls, cette thèse aborde la question de l’avenir des pays atolliens dans le contexte du changement climatique par l’étude de la résilience de leurs systèmes socio-écologiques. La résilience d’un système correspond à sa capacité à absorber des perturbations et à se réorganiser tandis qu’il subit des changements tout en conservant la même fonction, structure, identité et les mêmes rétroactions. Cette thèse postule qu’une estimation de la résilience des systèmes socio-écologiques aux perturbations d’origine météo-marine nécessite au préalable une analyse de leur résilience générale. De telles estimations s’appuient sur des modèles conceptuels réalisés à partir de résultats d’entretiens et d’enquêtes menés à Kiribati, et sur l’analyse d’images aériennes. L’avenir des pays atolliens est discuté en envisageant différents scénarios : l’adaptation, la transformation, la migration et l’effondrement. / The threats to states entirely composed of atolls from climate change and associated sea-level rise have been widely publicized. The Republic of Kiribati is an atoll country situated in Pacific Ocean settled by 100,000 inhabitants. Over the past centuries, the atoll communities of Kiribati have developed natural resource management systems that have enabled their survival. Over the past decades, globalization has caused rapid changes, especially regarding lifestyles and relationships of atoll communities to their natural environment. Given the highly integrated nature of the societal system and the ecosystem in the atolls, this thesis addresses the question of the future of atoll countries in the context of climate change by studying the resilience of their social-ecological systems. Resilience is the capacity of a system to absorb disturbance and reorganize while undergoing change so as to still retain essentially the same function, structure, identity, and feedbacks. This thesis postulated that an assessment of social-ecological resilience of climate- and marine-related disturbances required a preliminary analysis of their general resilience. Such assessments are based on conceptual models made from interviews and surveys and from the analysis of aerial imagery. The future of atoll countries is discussed considering different scenario: adaptation, transformation, migration and collapse.

La circulation des flux de matières et d’énergie reflète aussi bien le fonctionnement de la biosphère que celui des sociétés humaines. L’écologie industrielle, dans son approche territoriale, interpelle ces interactions socioécologiques au sein d’un espace géographique et participe ainsi à la définition et à la structuration de l’espace en territoire. Par une approche expérimentale déclinée sur les espaces portuaires, nous cherchons à rendre manifeste, pour la valider et mieux l’appréhender, cette dynamique de configuration du territoire en écologie industrielle. Le territoire constitue une matrice complexe, composée de représentations et de pratiques, manifestées dans le discours des acteurs. A partir de l’étude de 21 cas portuaires d’écologie industrielle à l’échelle internationale, 9 modèles territoriaux ont été proposés pour l’observer et la décrypter. Déclinés dans l’espace portuaire de Marseille-Fos, ces modèles permettent la production et l’interprétation des discours des acteurs de la démarche d’écologie industrielle en vue d’identifier les modalités de construction territoriale à l’œuvre et de construire une configuration du territoire à l’interface des représentations et pratiques des acteurs. Cette expérimentation met en évidence un phénomène d’imbrication territoriale de l’écologie industrielle et la participation de celle-ci à une dynamique territorialité-territorialisation structurante de la construction territoriale. Elle propose ainsi une définition socioécologique du territoire, distinguant des biotopes et des niches occupés par des acteurs, dont les interactions appellent à un renouvellement de la gouvernance portuaire de l’écologie industrielle. / The circulation of material and energy flows reflects the functioning of both biosphere and human societies. Industrial ecology, in its territorial approach, questions these socioecological interactions within a geographical area. It contributes to the definition and structuration of land into territory. Through an experimental approach led upon port areas, the aim is to reveal this dynamic of territorial configuration in industrial ecology. Territory constitutes a complex matrix of representations and practices, uncovered in actors’ speeches. From the analysis of 21 industrial ecology port case studies at an international scale, 9 territorial patterns are defined in order to observe and interprete this dynamic. Implemented in Marseille-Fos port area, these patterns allow the production and the interpretation of actors’ speeches in order to identify the territorial construction modes and to build a common territorial configuration, at the interface of actors’ representations and practices. This experimentation highlights a territorial embeddedness phenomenon for industrial ecology. It reveales industrial ecology’s contribution to a “territoriality-territorialisation” dynamic, leading to territorial configuration. It thus proposes a socioecological definition of territory, identifying biotopes and niches occupied by different actors. The overlapping of these biotopes and niches questions the evolution of port governance for the implementation of industrial ecology.

No description available.

L’intégration culture – élevage à l’échelle territoire représente une voie pour améliorer le fonctionnement métabolique et les services écosystémiques fournis par les systèmes agricoles, malgré les contraintes de spécialisation des exploitations. Cette thèse propose une méthodologie de conception de systèmes culture – élevage au niveau du territoire, dans une démarche participative structurée en trois grandes étapes : diagnostic des enjeux, conception d’options techniques et organisationnelles, évaluation multicritère. Chaque étape est outillée par un cadre conceptuel et une grille d’évaluation multicritère adaptée aux dispositifs de terrain menés sur le bassin versant de l’Aveyron. Les scénarios construits présentent deux modèles de l’intégration culture – élevage : une « filière territorialisée » pour la production de luzerne dans les systèmes de culture de l’aval du bassin à destination des élevages de l’amont, un « collectif d’agriculteurs bio » échangeant directement de la luzerne, des méteils et du fumier dans des groupes locaux. Chaque scénario présente des performances de durabilité améliorées et pourraient être complémentaires pour le changement de pratiques sur le territoire. La méthodologie développée permet la conception multi-niveaux et multi-domaines de scénarios d’intégration, et pourrait être renforcée par une évaluation quantitative des bénéfices attendus et des coûts de coordination entre acteurs. / Crop-livestock integration at territory level may be a pathway to impove metabolic functions and delivery of ecosystem services in agricultural systems, overcoming the constraints of farm specialization. This thesis builds on a methodology of participatory design of integrated crop-livestock systems at territory level in three steps: diagnosis of issues, design of technical and organizational options for change, multicriteria assessment. Each step is supported with a conceptual framework and a multicriteria grid adapted to the case study in Aveyron river basin. The designed scenarios show two approaches of crop –livestock integration: the introduction of alfalfa in downstream cropping systems sold to upstream livestock systems through a local supply chain and the direct exchanges of alfalfa, cereal-legume mixtures and animal manure in local groups of organic farmers. Both scenario present improved sustainability performances and could be complementary to initiate more sustainable practices in local farming systems. The methodology allows designing multi-level and multi-domain scenarios of crop-livestock integration. It could be improved with models for quantitative assessment of benefits and coordination costs among stakeholders.

La gouvernance pour le développement durable comporte de nombreux défis. L'un de ces défis consiste à mieux comprendre les systèmes socio-écologiques gouvernés. Dans de tels systèmes, l'apprentissage par essais et erreurs implique le risque de conséquences inattendues, irréversibles et néfastes. De plus, en raison de la complexité des systèmes socio-écologiques, les leçons tirées d'expériences à petite échelle ne peuvent pas toujours être applicables à des problèmes à grande échelle. Un autre aspect difficile des problèmes de développement durable est que ces problèmes sont souvent multidisciplinaires et composés de composants qui sont chacun étudiés individuellement dans une discipline différente, mais il existe peu d'informations sur leur comportement ensemble. Un troisième défi de la gouvernance pour le développement durable est qu'il est souvent nécessaire d'impliquer les parties prenantes dans des actions de gestion et des mesures d'intervention coûteuses pour les individus qui y participent. De plus, dans de nombreuses situations de ce type, les incitations financières et l'application des réglementations se soldent par un échec et ne constituent donc pas des options de gouvernance. Dans cette thèse, les défis ci-dessus sont abordés dans un exemple de contrôle des perturbations forestières avec une approche intégrée. Pour éviter le problème des effets indésirables irréversibles et pour permettre des expériences répétées, une approche de simulation est utilisée. Pour relever le défi de la multidisciplinarité des problèmes des systèmes socio-écologiques, deux modèles sont développés indépendamment - portant sur les aspects sociaux et écologiques du système de l'étude - et ils sont ensuite couplés de telle sorte que la sortie de chaque modèle est utilisée comme entrée pour l'autre modèle. Pour résoudre le problème de l'engagement des parties prenantes, un plan est proposé pour la promotion d'un comportement respectueux de l'environnement. Ce plan est basé sur l'offre de reconnaissance à ceux qui adoptent volontairement le comportement responsable. Le modèle écologique de cette étude, qui simule la propagation d'une perturbation forestière, est construit à l'aide de l’apprentissage automatique supervisé. Le modèle social de cette étude, qui simule l'émergence d'une nouvelle norme de comportement, est construit à l'aide de l'apprentissage par renforcement. Les deux modèles sont testés et validés avant couplage. Le modèle couplé est ensuite utilisé comme un laboratoire virtuel, où plusieurs expériences sont réalisées dans un cadre hypothétique et selon différents scénarios. Chacune de ces expériences est une simulation. A travers ces simulations, cette étude montre qu'avec un algorithme de prise de décision approprié et avec suffisamment de temps pour l'interaction entre une entité gouvernante et la société, il est possible de créer une motivation pour un comportement responsable dans la société. En d'autres termes, il est possible d'encourager la participation volontaire des acteurs à l'action pour le développement durable, sans que l'entité gouvernante ait besoin d'utiliser des incitations financières ou d'imposer son autorité. Ces résultats peuvent être applicables à d'autres contextes où un comportement responsable des individus ou des entreprises est recherché afin d'atténuer l'impact d'une perturbation, de protéger une ressource écologique, ou de faciliter une transition sectorielle vers la durabilité. / Governance for sustainable development involves many challenges. One of those challenges is to gain insight about the social-ecological systems being governned. In such systems, learning by trial and error involve the risk of unexpected, irreversible and adverse consequences. Moreover, due to complexity of social-ecological systems, lessons learned from small scale experiments may not be applicable in large-scale problems. Another challenging aspect of problems of sustainable development is that these problems are often multidisciplinary and comprised of components that are each studied individually in a different discipline, but little information exists about their behavior together as a whole. A third challenge in governance for sustainable development is that often it is necessary to involve stakeholders in management actions and intervention measures that are costly for individuals who participate in them. Moreover, in many of these situations financial incentives or enforcement of regulations result in failure, and are thus not options for governance. In this thesis, the above challenges are addressed in an example case of forest disturbance control with an integrated approach. To avoid the problem of irreversible adverse effects and to allow repeated experiments, a simulation approach is used. To tackle the challenge of multidisciplinarity of problems of social-ecological systems, two models are independently developed – pertaining to social and ecological aspects of the system of the study – and they are subsequently coupled in such a way that the output of each model served as an input for the other. To address the problem of engagement of stakeholders, a scheme is proposed for promotion of environmentally responsible behavior. This scheme is based on offering recognition to those who voluntarily perform the responsible behavior. The ecological model of this study, which simulates the spread of a forest disturbance, is built using Supervised Machine Learning. The social model of this study, which simulates the emergence of a new norm of behavior, is built using Reinforcement Learning. Both models are tested and validated before coupling. The coupled model is then used as a virtual laboratory, where several experiments are performed in a hypothetical setting and under various scenarios. Each such experiment is a simulation. Through these simulations, this study shows that with an appropriate decision-making algorithm and with sufficient time for interaction between a governing entity and the society, it is possible to create motivation for responsible behavior in the society. In other words, it is possible to encourage voluntary participation of stakeholders in action for sustainable development, without the need for the governing entity to use financial incentives or impose its authority. These results may be applicable to other contexts where responsible behavior by individuals or enterprises is sought in order to mitigate the impact of a disturbance, protect an ecological resource, or facilitate a sectoral transition towards sustainability.

L'économie circulaire (EC) émerge depuis les années 2000 dans le débat public, en opposition à l'économie linéaire, modèle dominant aux limites économiques et écologiques reconnues. Cette thèse constitue une première confrontation opérationnelle de l'EC à un système socio-écologique dépendant de la pêche, le Pays de la Cornouaille en Bretagne. Le système est délimité dans sa façade maritime avec la pêche côtière, seule considérée comme production locale.L'approche est systémique, multidimensionnelle et dynamique. L'analyse comporte trois volets : le premier sur l'amont du circuit en mer, le deuxième sur l'aval du système à terre et le dernier sur le système complet. Premièrement, le coût caché des rejets est visualisé via une analyse comptable de flux de matière ("Material Flow Cost Accounting" MFCA) adaptée à la pêche, proposé comme outil pertinent pour améliorer la performance économique et environnementale des pêcheurs. Deuxièmement, l’analyse de flux révèle une forte dépendance des activités à terre vis-à-vis des importations et exportations de bioressources halieutiques malgré un apport significatif de la pêche côtière à l'économie locale. Troisièmement, des scenarii sur le sous-système Sardine, du "business as usual" a l'EC, servent à proposer une trajectoire alternative de développement basée sur un "panier" de biens et services territorialises et la construction d'une valeur territoire à partir de ressources halieutiques locales. Pour atteindre cette EC durable, il s'agira d'optimiser l'utilisation des ressources locales et diminuer les externalités négatives, en plus d'aller vers une gouvernance partagée, adaptée à l'échelle du système socio-écologique considéré. / The years 2000 have favored the emergence of "Circular Economy" (CE) in the public debate, as opposed to the "linear economy", the dominant model that led to acknowledged economie and ecological limits. Our work is a first attempt to address the CE to a fishery-dependent socio-ecological System, the Cornouaille region in Brittany. The approach is systemic, multidimensional and dynamic. It implies the identification of marine boundaries, in which only Coastal fisheries are considered as a local production. The analysis is conducted along three main axes: an analysis of the upstream part at sea (fishing), an analysis looking at the downstream value chain, on land, and a third looking at the whole System. First, a Material Flow Cost Accounting (MFCA) analysis adapted to fisheries is proposed as a relevant tool to improve economy and environmental performance of fishers, providing evidence of hidden costs of fish discards.Second, the fish bioresource flow analysis indicates a strong dependency on importation and exportation flows to maintain land-based activities depending on sea products, albeit evidence of a significant contribution of Coastal fisheries to the local economy. Third, the exploration of the sardine sub-system through scenarii, ranging between from "business as usual" to those lined with CE, shows an alternative development trajectory, based upon a potential "basket of goods and services", a "territorial value", specifically linked to local fisheries. To achieve such a sustainable CE, we would need to not only aim at a more efficient use of local marine resources and decrease negative externalities, but also advocate for a shared governance, suited to the scale of the considered localised socio-ecological System.

L’agroécologie implique la conception de systèmes agricoles intégrant autant que possible les services écosystémiques. Aux produits chimiques souvent employés contre les ravageurs de cultures peut être privilégié la régulation par leurs ennemis naturels. Des résultats en écologie indiquent que des paysages agricoles dont la composition est riche en habitats semi-naturels (bois, forets, prairies, etc) les favorisent en leur fournissant abris, sites de pontes et nourriture. Il serait donc possible de mettre en place une Gestion Paysagère des Ravageurs (GPR), c’est-à-dire de concevoir et d’aménager des paysages agricoles en faveur de ces habitats afin de favoriser les ennemis naturels et le contrôle biologique. Toutefois, l’implémentation d’une telle innovation potentielle par les acteurs de ces paysages reste largement à explorer. Dans cette thèse, dans un esprit de recherche-action, nous avons pris le parti d’explorer la conception de tels paysages régulateurs de ravageurs en s’impliquant avec des acteurs locaux et scientifiques. Nous avons initié une démarche de recherche participative avec des acteurs agricoles d’une région du Tarn-et-Garonne spécialisée dans l’arboriculture fruitière, intensive en traitements chimiques. A partir de leurs représentations et de leurs connaissances nous avons cherché à déterminer quels étaient les facteurs favorables ou non à la GPR. En particulier, nous avons qualifié les conditions dans lesquelles le paysage et les ennemis naturels étaient construit socialement par ces acteurs comme des ressources pourvoyeuses de services écosystémiques de régulation. Nous avons cherché également à identifier si ces acteurs étaient liés entre eux par des dépendances pouvant nécessiter une gestion coordonnée du paysage. Nous avons exploré la possibilité de la gestion paysagère par plusieurs cycles de modélisations participatives. La thèse a ainsi : mis à jour et qualifié la diversité des modèles mentaux des acteurs locaux sur leurs stratégies de gestion des ravageurs, co-construit des modèles Bayésien participatifs afin d’explorer via des scénarios les incertitudes autour de la question de la régulation biologique des ravageurs et, enfin, réalisé la coconstruction d’un modèle multi-agents autour de le la dynamique de population du ravageur invasif Drosophila suzukii et de sa potentielle gestion paysagère. Nous avons pu ainsi déterminer qu’en l’état actuel des représentations des acteurs, qu’ils soient scientifiques ou locaux, la composition du paysage en éléments semi-naturels leur apparaît comme faiblement reliée à un service écosystémique de régulation des ravageurs, quand bien même ce paysage est souvent favorable à la biodiversité fonctionnelle. Actuellement, faute de bénéfices agricoles clairement identifiés, les acteurs impliqués sont en conséquence peu dépendants entre eux et le besoin de se coordonner pour mettre en place une GPR est faible. La plupart des agriculteurs indiquent plutôt une nette préférence pour les solutions individuelles vis-à-vis des ravageurs, par l’utilisation de pesticides et de filets protecteurs entourant les cultures. Ce focus individuel suggère qu’innover dans l’intégration de l’activité des ennemis naturels pourrait être plus aisé au niveau de la végétation naturelle des exploitations individuelles, comme peut l’être l’inter-rang des vergers. Par ailleurs, ces résultats font apparaître le besoin d’études scientifiques liant écologie et économie qui chercheraient à mesurer explicitement les bénéfices obtenus par les acteurs agricoles par le biais de paysages favorables aux ennemis naturels. Des résultats positifs de telles études seraient mobilisateurs pour de futures recherches participatives dans ce domaine. Enfin, cette thèse participative et exploratoire nous a permis également d’identifier de nouveaux terrains et questions de recherches dans le domaine de la GPR qui pourront être poursuivis. / Agroecology requires the design of farming system integrating as much as possible ecosystem services. Biological control by natural enemies may substitute commonly used pesticides. Ecology findings demonstrate that farming landscapes with a high proportion of natural habitats (woods, forests meadows, etc) favor natural enemies by providing them shelter, nesting sites and food. Landscape Pest Control (LPC), i.e. the design of farming landscapes in favor of these habitats, may be implemented to foster natural enemies and biological pest control. However, how stakeholders may design such landscapes remains unexplored. In this PhD, we followed an action-research approach and explored the design of such pest regulating landscapes together with local and scientific stakeholders. We initiated a participatory approach with agricultural stakeholders in a part of the Tarn-et-Garonne region specialized in fruit production. Our research seeks to identify the factors in favor of a LPC according to stakeholders’ representations and knowledge. In particular, we qualified the conditions under which natural enemies and the landscape are socially constructed resources providing ecosystem services. We also seek to identify if these stakeholders were linked through dependencies which may necessitate a coordinated management of the landscape. We explored the possibility of a LPC through several cycle of participatory modelling. This PhD successively established mental models of local stakeholders about their pest control strategies, co-constructed participatory Bayesian models in order to explore uncertainties surrounding LPC, and finally we co-constructed an agent-based model about the population dynamic of the invasive pest Drosophila suzukii and its potential landscape management. Our results show that, according to scientific and local stakeholder’s actual representations, the composition of the landscape in natural habitats is weakly related with pest regulation ecosystem services, even though the landscape is related with higher functional biodiversity. Nowadays, as stakeholders see little benefit, they don’t consider to be dependent to benefit from an enhanced biological control through a LPC strategy. Farmers rather mention their preference towards individual solutions such as pesticides or exclusion nets surrounding their orchards. This individual focus suggests that designing innovation favorable to natural enemies might be more relevant within farms, like focusing on the vegetation between rows of fruit trees. Besides, these results show the need for scientific studies relating economics and ecology to explicitly measure the benefits farmers could obtain from a landscape favorable to natural enemies. Positive results of such study would enhance further participatory research around LPC strategies. Finally, this participatory and exploratory research identified new sites for investigation and raised questions about the LPC which could be further looked into.

Dans les territoires irrigués exposés aux crises de gestion quantitative de l’eau, la sévérité des étiages dépend des interactions entre systèmes de culture, situations pédoclimatiques, hydrologie, lâchers d’eau et restriction d’irrigation. Dans de nombreuses situations, l’absence de nouvelles solutions de stockage et les tensions entre gestionnaires et usagers de l’eau rendent nécessaire la planification des étiages. Mes travaux explorent le potentiel de « la gestion spatiale » de l’eau pour mettre en adéquation la dynamique des prélèvements pour l’irrigation avec celle de l’offre en eau disponible (naturelle et stockée). Je propose une méthodologie participative de conception-évaluation d’organisations territoriales des activités agricoles, déployée sur l’aval du bassin versant de l’Aveyron (800 km²), en trois étapes: (1) modéliser le système socio-agro-hydrologique, (2) concevoir des alternatives de distribution spatiale des systèmes de culture, (3) conduire une évaluation intégrée des alternatives face à la variabilité climatique observée. Ces travaux combinent des méthodes, connaissances et outils « hard and soft », et font usage de la plateforme de simulation multi-agent MAELIA. Le processus a permis de formaliser des visions d’acteurs et de poser les bases d’une concertation multi acteur. Cependant la simulation des impacts de ces alternatives a montré leurs limites pour régler le problème de déficit structurel en eau. Cette démarche pourrait être prolongée pour aboutir à des propositions opérationnelles. / In irrigated landscapes exposed to quantitative water management crisis, the intensity of low flows depends on interactions between cropping systems, pedoclimatic situation hydrology, water releases and withdrawal restrictions. In many situations there are no opportunities for more water storage, thus tensions occur between water managers and users, which makes the planning of water demand dynamics necessary. My work explores the potentials in the “spatial management of water” to align the water demand dynamics with natural and stored water availability. I present a 3 step, participatory method to design and assess agricultural landscapes: (1) model the Social-Agro Hydrological system, (2) design alternative spatial distribution of the cropping systems, (3) carry an integrated assessment of those alternatives based on observed climatic variability. This method combines “hard” and “soft” methods, knowledge and tools, and uses the MAELIA multi-agent simulation platform. I tested the method tested in the downstream area of the Aveyron River (800 km² Southwestern France). It allowed to formalize the actors’ visions on alternative distributions of the cropping systems. However they showed to be limited in solving the water deficit issue. The method could be continued to reach operational proposals.