Résumé : 

Limiter l’usage des herbicides et desengrais minéraux est nécessaire pour des systèmes de culture plus durables. Ces limitations peuvent entraîner le développement d’une flore adventice résiduelle et une compétition accrue entre cultures et adventices, notamment pour l’azote. L’objectif de cette thèse était d’analyser et modéliser (au sein du modèle mécaniste FLORSYS) les processus clefs sous-jacents à la compétition pour l’azote, afin de déterminer dans quelle mesure le raisonnement de la fertilisation azotée et le choix des variétés cultivées peuvent aider à favoriser la régulation biologique des adventices. 

Au début de cette thèse, le modèle FLORSYS (qui simule les effets des systèmes de culture en interaction avec le pédoclimat sur la dynamique des adventices) considérait que les plantes étaient en compétition pour la lumière uniquement. Une première étape de la thèse a donc visé à compléter le modèle afin d’y intégrer la compétition pour l’azote. Des expérimentations en serre ont permis d’établir des formalismes et paramètres originaux caractérisant la diversité des traits liés à la nutrition azotée des cultures et des adventices.

Ensuite, des expérimentations virtuelles (simulations) avec la nouvelle version de FLORSYS ont permis d’identifier les techniques culturales liées à la fertilisation azotée et les traits variétaux liées à la nutrition azotée, qui affectaient le plus les impacts des adventices sur la production et la biodiversité, dans un cas d’étude (monoculture de maïs en Aquitaine, France). 

Finalement, des algorithmes d'optimisation ont été appliqués aux techniques de fertilisation azotée et aux traits liés à la nutrition azotée de la culture pour ce cas d’étude, afin de proposer des systèmes de culture innovants favorisant la régulation biologique des adventices par compétition et conciliant production agricole et biodiversité. Cette thèse a permis des avancées notables dans (1) la modélisation individu-centrée de la nutrition azotée des plantes en couvert hétérogène et (2) la compréhension du rôle de l’azote dans la compétition culture-adventice. Ces travaux suggèrent qu’il peut être utile d’intégrer la fertilisation azotée et le choix des variétés parmi les leviers à mobiliser pour favoriser la régulation des adventices.

Composition du Jury : 

Philippe Debaeke, directeur de recherche, INRAE Toulouse, Rapporteur

Alexandra Jullien, professeure, AgroParisTech, Université Paris-Saclay, Thiverval-Grignon, Rapporteur

Florian Celette, enseignant-chercheur, ISARA Lyon, Examinateur

Nathalie Leborgne-Castel, professeure, Université Bourgogne Franche-Comté, Dijon, Examinatrice

Xavier Pinochet, expert à la direction des opérations de recherche, Terres Inovia, Thiverval-Grignon, Examinateur

Delphine Moreau, chargée de recherche, INRAE Dijon, Directrice de thèse

Nathalie Colbach, directrice de recherche, INRAE Dijon, Codirectrice de thèse

La soutenance aura lieu en visioconférence. Pour le public, la soutenance sera diffusée en direct sur YouTube au lien suivant : https://youtu.be/ZrpNZ15zVRw