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Le défi majeur pour l’agriculture consiste à concilier la multiplicité des enjeux pour garantir la durabilité des systèmes agricoles. Les systèmes de culture et de production actuels doivent être revisités dans cet objectif, ainsi que les méthodes pour les concevoir et les évaluer, nécessitant l’acquisition de nouvelles connaissances.L’objectif général de ce travail de thèse est d’étudier les performances de prototypes de systèmes de grandes cultures, sur une large gamme de critères d’évaluation couvrant les différentes composantes de la durabilité. Nous avons valorisé la diversité de situations de production et de systèmes de culture explorée dans un réseau expérimental national, celui du réseau mixte technologique « systèmes de culture innovants ». L’utilisation des données produites dans un réseau d’expérimentations système génère des questions méthodologiques qui sont traitées dans la thèse. A terme, il s’agit de contribuer à la transition vers des systèmes de culture plus durables en produisant des ressources utiles pour le conseil et la formation.Dans une 1ère partie, nous avons conduit une analyse critique des méthodes d’étude des performances des systèmes de culture (i) via une analyse bibliographique visant à identifier les éléments importants à considérer pour évaluer la durabilité de systèmes de culture dans des études multi-sites, (ii) via une analyse des besoins et utilisations de références en expérimentation système. Cette analyse nous a amenés à proposer une méthode originale pour établir des références locales pour l’étude des performances de systèmes de culture en multi-sites, lorsque les dispositifs expérimentaux n’intègrent pas de système de référence.Dans une seconde partie, nous avons analysé les performances des prototypes de systèmes de culture testés dans le réseau. Nous avons montré et caractérisé les différences de stratégies de gestion entre les systèmes prototypes testés et les systèmes actuels, par une approche de description comparative des systèmes de culture. Nous avons identifié différents types de profils de performances. Les profils les plus intéressants regroupent des systèmes de culture associés à des stratégies de gestion mobilisant explicitement les principes de la production intégrée, et ceci s’est vérifié dans différents types de situations de production. Une analyse plus précise des déterminants des performances a permis de mettre en évidence l’importance de la diversification de la succession culturale, mais également d’autres techniques à combiner de manière cohérente comme par exemple le recours à du labour occasionnel, la technique du faux-semis ou encore le désherbage mécanique. L’étude des relations entre critères de performance a permis de mettre en évidence le fait que ces relations varient en fonction des situations de production : les stratégies de gestion basées sur les principes de la production intégrée permettent de concilier différents enjeux en situation de production à faibles potentiels (rentabilité et IFT, rentabilité et pertes de nitrates) mais ceci n’est pas vérifié dans le cas de situations de production à meilleur potentiel. Les systèmes de culture prototypes apportent un réel gain par rapport aux systèmes de culture actuels sur les nouveaux enjeux de l’agriculture, notamment les enjeux environnementaux, mais nous avons identifié des antagonismes possibles avec les performances économiques dans certaines situations. Des adaptations des systèmes de culture prototypes sont donc encore à envisager pour permettre leur adoption par les agriculteurs.; Le défi majeur pour l’agriculture consiste à concilier la multiplicité des enjeux pour garantir la durabilité des systèmes agricoles. Les systèmes de culture et de production actuels doivent être revisités dans cet objectif, ainsi que les méthodes pour les concevoir et les évaluer, nécessitant l’acquisition de nouvelles connaissances.L’objectif général de ce travail de thèse est d’étudier les performances de prototypes de systèmes de grandes cultures, sur une large gamme de critères d’évaluation couvrant les différentes composantes de la durabilité. Nous avons valorisé la diversité de situations de production et de systèmes de culture explorée dans un réseau expérimental national, celui du réseau mixte technologique « systèmes de culture innovants ». L’utilisation des données produites dans un réseau d’expérimentations système génère des questions méthodologiques qui sont traitées dans la thèse. A terme, il s’agit de contribuer à la transition vers des systèmes de culture plus durables en produisant des ressources utiles pour le conseil et la formation.Dans une 1ère partie, nous avons conduit une analyse critique des méthodes d’étude des performances des systèmes de culture (i) via une analyse bibliographique visant à identifier les éléments importants à considérer pour évaluer la durabilité de systèmes de culture dans des études multi-sites, (ii) via une analyse des besoins et utilisations de références en expérimentation système. Cette analyse nous a amenés à proposer une méthode originale pour établir des références locales pour l’étude des performances de systèmes de culture en multi-sites, lorsque les dispositifs expérimentaux n’intègrent pas de système de référence.Dans une seconde partie, nous avons analysé les performances des prototypes de systèmes de culture testés dans le réseau. Nous avons montré et caractérisé les différences de stratégies de gestion entre les systèmes prototypes testés et les systèmes actuels, par une approche de description comparative des systèmes de culture. Nous avons identifié différents types de profils de performances. Les profils les plus intéressants regroupent des systèmes de culture associés à des stratégies de gestion mobilisant explicitement les principes de la production intégrée, et ceci s’est vérifié dans différents types de situations de production. Une analyse plus précise des déterminants des performances a permis de mettre en évidence l’importance de la diversification de la succession culturale, mais également d’autres techniques à combiner de manière cohérente comme par exemple le recours à du labour occasionnel, la technique du faux-semis ou encore le désherbage mécanique. L’étude des relations entre critères de performance a permis de mettre en évidence le fait que ces relations varient en fonction des situations de production : les stratégies de gestion basées sur les principes de la production intégrée permettent de concilier différents enjeux en situation de production à faibles potentiels (rentabilité et IFT, rentabilité et pertes de nitrates) mais ceci n’est pas vérifié dans le cas de situations de production à meilleur potentiel. Les systèmes de culture prototypes apportent un réel gain par rapport aux systèmes de culture actuels sur les nouveaux enjeux de l’agriculture, notamment les enjeux environnementaux, mais nous avons identifié des antagonismes possibles avec les performances économiques dans certaines situations. Des adaptations des systèmes de culture prototypes sont donc encore à envisager pour permettre leur adoption par les agriculteurs.

National audience

National audience; systèmes de culture innovants minimisant le recours aux pesticides, en combinant des leviers agronomiques et en valorisant les régulations biologiques, en grande culture et polyculture-élevage. Il a vu le jour en 2012 et regroupe 8 dispositifs expérimentaux (INRA et lycée agricole d’Auzeville) dans lesquels sont testés des systèmes de culture ayant en commun de ne pas recourir aux pesticides. Ses objectifs sont de : - concevoir et expérimenter des systèmes de culture sans pesticide dans différentes situations de production ; d’en évaluer les performances agronomiques, économiques, environnementales et sociales ; - analyser l’effet de ces systèmes sur l’évolution des communautés, notamment les bioagresseurs, et les régulations biologiques. Outre l’interdiction du recours aux pesticides, les systèmes testés doivent chercher à maximiser une production respectueuse des exigences des filières locales (les cultures de vente représentatives de la région doivent être maintenues et les critères de qualité des productions sont recherchés) et à maintenir le revenu de l’agriculteur. Les successions de cultures sont donc différentes selon les sites. Les systèmes de culture sont construits selon les principes de la protection intégrée en combinant des techniques alternatives, éprouvées ou suggérées par la bibliographie et les connaissances actuelles sur les bioagresseurs, en vue de réduire les risques de développement des bioagresseurs et de favoriser la mise en place de régulations biologiques. Bien qu’ils aient été conçus indépendamment les uns des autres, les systèmes de culture Rés0Pest utilisent des techniques communes pour la lutte contre les adventices, certaines étant raisonnées au niveau de la rotation (allongement de la rotation, diversification des cultures et des périodes de semis, alternance labour/non-labour, implantation de CIPAN, …), d’autres au niveau de l’itinéraire technique de chaque culture (faux-semis, désherbage mécanique, date et densité de semis…). Malgré son positionnement « zéro pesticide » très en rupture avec l’agriculture conventionnelle, Rés0Pest se distingue de l’Agriculture Biologique par l’alimentation azotée des cultures. En effet, la fertilisation minérale chimique est utilisée pour viser un rendement plus élevé, ce qui n'est pas sans conséquence sur le développement des adventives et des autres bioagresseurs. Rés0Pest permet donc d’obtenir des références originales intéressantes tant pour l’agriculture dite conventionnelle que pour l’Agriculture Biologique. Un tronc commun de mesures et d’observations a été mis en place sur le réseau dans le but de conduire un diagnostic agronomique et en particulier de suivre l’évolution de la flore adventice. Les trois premières campagnes expérimentales ont déjà permis de tirer des premiers enseignements sur la faisabilité et la maitrise de certaines combinaisons de techniques. Les expérimentations seront maintenues à minima pour les 3 prochaines campagnes culturales de manière à rendre possible l’étude des effets cumulatifs sur le long terme, en particulier sur la flore adventice.

National audience; systèmes de culture innovants minimisant le recours aux pesticides, en combinant des leviers agronomiques et en valorisant les régulations biologiques, en grande culture et polyculture-élevage. Il a vu le jour en 2012 et regroupe 8 dispositifs expérimentaux (INRA et lycée agricole d’Auzeville) dans lesquels sont testés des systèmes de culture ayant en commun de ne pas recourir aux pesticides. Ses objectifs sont de : - concevoir et expérimenter des systèmes de culture sans pesticide dans différentes situations de production ; d’en évaluer les performances agronomiques, économiques, environnementales et sociales ; - analyser l’effet de ces systèmes sur l’évolution des communautés, notamment les bioagresseurs, et les régulations biologiques. Outre l’interdiction du recours aux pesticides, les systèmes testés doivent chercher à maximiser une production respectueuse des exigences des filières locales (les cultures de vente représentatives de la région doivent être maintenues et les critères de qualité des productions sont recherchés) et à maintenir le revenu de l’agriculteur. Les successions de cultures sont donc différentes selon les sites. Les systèmes de culture sont construits selon les principes de la protection intégrée en combinant des techniques alternatives, éprouvées ou suggérées par la bibliographie et les connaissances actuelles sur les bioagresseurs, en vue de réduire les risques de développement des bioagresseurs et de favoriser la mise en place de régulations biologiques. Bien qu’ils aient été conçus indépendamment les uns des autres, les systèmes de culture Rés0Pest utilisent des techniques communes pour la lutte contre les adventices, certaines étant raisonnées au niveau de la rotation (allongement de la rotation, diversification des cultures et des périodes de semis, alternance labour/non-labour, implantation de CIPAN, …), d’autres au niveau de l’itinéraire technique de chaque culture (faux-semis, désherbage mécanique, date et densité de semis…). Malgré son positionnement « zéro pesticide » très en rupture avec l’agriculture conventionnelle, Rés0Pest se distingue de l’Agriculture Biologique par l’alimentation azotée des cultures. En effet, la fertilisation minérale chimique est utilisée pour viser un rendement plus élevé, ce qui n'est pas sans conséquence sur le développement des adventives et des autres bioagresseurs. Rés0Pest permet donc d’obtenir des références originales intéressantes tant pour l’agriculture dite conventionnelle que pour l’Agriculture Biologique. Un tronc commun de mesures et d’observations a été mis en place sur le réseau dans le but de conduire un diagnostic agronomique et en particulier de suivre l’évolution de la flore adventice. Les trois premières campagnes expérimentales ont déjà permis de tirer des premiers enseignements sur la faisabilité et la maitrise de certaines combinaisons de techniques. Les expérimentations seront maintenues à minima pour les 3 prochaines campagnes culturales de manière à rendre possible l’étude des effets cumulatifs sur le long terme, en particulier sur la flore adventice.

Textes issus des travaux du programme Casdar "Innovation et Partenariat" de 2007 et présentés lors d'un colloque le 4 décembre 2012, sous l'égide du GIS Relance Agronomique; To face evolutions of agriculture, complex and uncertain stakes, innovative conception (Meynard, 2006) must favor development of an anticipated and exploratory abilities. To contribute to this in arable and mixed cropping systems, the CASDAR 7103 program was materialized by: − an experimental network of 27 cropping systems tested in field in 17 plans, with experimental resources such as guides, analysis frames and tools of characterization and evaluation. It widened today to 70 innovative cropping systems in the “innovative cropping systems” Joint Network of Technology (JNT); − a conception and evaluation competence network, with four conception workshops which produce 45 cropping systems low in pesticides, efficient in energy and greenhouse gas emission or in favor of biodiversity. Its deployment wad realized thanks to formations of development employees and farmers (STEPHY, Certiphyto, Dephyécophyto, …) in expanding to others fields (vineyard, legumes, horticulture, arboriculture) and in new experimentations; − the development of an advisor network going with farmers in transition to sustainable development, with an approach of reflexive analysis of the advise situations in groups, and then by extension with the production and edition of the vademecum « Agroseil » (Cerf et al., 2012), as well as the formation « Advise tomorrow » of the GIS Relance agronomique. The development of such competence networks will depend also on the abilities to renew the research – development – formation plan … in order to reach an innovative and sustainable agriculture.; Face aux évolutions de l’agriculture, aux enjeux complexes et incertains, la conception innovante (Meynard, 2006) doit favoriser le développement d’une capacité d’anticipation et d’exploration. Pour y contribuer dans le domaine des systèmes de culture en grandes cultures et polyculture-élevage, le programme CASDAR 7103 Systèmes de culture innovants s’est concrétisé par : − un réseau expérimental de 27 systèmes de culture innovants testés au champ dans 17 dispositifs, des ressources pour l’expérimentation avec des guides, des cadres d’analyses, des outils de caractérisation et d’évaluation. Aujourd’hui, il a été élargi à 70 systèmes de culture innovants dans le cadre du RMT SdCi ; − un réseau de compétences en conception – évaluation, avec quatre ateliers de conception qui ont produit 45 systèmes de culture économes en phytosanitaires, efficients en énergie et gaz à effet de serre ou favorisant la biodiversité. Son déploiement a été réalisé dans le cadre de formations d’agents de développement et d’agriculteurs (STEPHY, Certiphyto, Dephyécophyto, …), en élargissant à d’autres filières (viticulture, légumes, horticulture, arboriculture) et a pu déboucher sur des expérimentations ; − le développement d’un réseau de conseillers en accompagnement des agriculteurs dans la transition vers le développement durable, avec une démarche d’analyse réflexive en groupe des situations de conseil, et plus largement ensuite avec la production et l’édition du vademecum « Agroseil » (Cerf et al., 2012), de même que la formation « Conseiller demain » du GIS Relance agronomique. Le développement de tels réseaux de compétences dépendra aussi de la capacité à renouveler les dispositifs de recherche – développement – formation … pour une agriculture innovante et plus durable.

Mettre en place une expérimentation en forêt ne s'improvise pas. Les embûches sont multiples et les échecs sur le long terme fréquents. Le défi du changement climatique et les nombreuses questions qu'il pose au forestier relance l'intérêt pour l'expérimentation. Les conditions économiques, toujours plus tendues, impliquent cependant d'éviter tout gaspillage de temps, d'énergie et de moyens. Ce guide arrive donc à point pour aider l'expérimentateur à faire face au mieux à ce nouveau contexte qui impose un gain d'efficacité et une harmonisation des méthodes entre organismes. Il satisfera aussi les enseignants, étudiants, gestionnaires et tous ceux qui s'interrogent sur la façon d'analyser le fonctionnement d'un peuplement forestier. Exemples et modèles pratiques, conseils concrets, détails des calculs, bases statistiques... Tout ce qui touche à l'expérimentation forestière est méticuleusement passé en revue dans cet ouvrage à la fois synthétique et complet. Les auteurs se sont par ailleurs entourés des meilleurs spécialistes qui ont apporté leurs compétences, chacun dans leur domaine.

Les divers essais installés depuis 1966 pour le pin sylvestre en plaine forment, avec le recul, un réseau expérimental qui couvre une large gamme de situations sylvicoles en peuplements purs et issus de régénération artificielle. Le bilan du réseau permet de proposer un optimum technique pour la production de bois de qualité, qui peut être infléchi par des considérations économiques. Les recommandations portent sur la densité initiale de plantation, les dépressages et les éclaircies, et s'appuient sur l'analyse de la croissance et de la branchaison.