Impact of the environment on farmers' breeding practices and the resulting varietal behaviour | Impacts de l'environnement sur les pratiques de sélection paysanne et le comportement des variétés qui en résultent

إنجليزي. Adapting varieties to the diversity of soil and climate environments and to farmers' uses is a major challenge for the agro-ecological transition. To be relevant, this approach must take account of the specific context of production systems and farmers' local knowledge. Farmers' breeding, which consists of managing and selecting varieties locally and thus promoting their adaptation to the local context, is an example of agroecological practice.The aim of my thesis is to gain a better understanding of how farmers' selection practices for bread wheat fit into production systems and to establish a link between the responses of farmers' varieties resulting from these practices and factors linked to growing environments.To meet these objectives, I carried out a participatory research project involving ten farmers, four farm seed house organisers and a researcher. These partners carried out 29 experiments in France and Belgium in 2022 and/or 2023, collecting data on the varieties tested (yield components, phenological stages, etc.) and the growing environment (soil, climate, etc.). Semi-directive surveys of ten farmers were used to study their breeding practices.In the first part of the thesis, we sought to understand how farmer selection practices for common wheat fit into production systems. We identified 20 farmer selection practices, corresponding to two main approaches: the selection, from existing diversity, of the varieties best adapted to the farm context, and for those who are not satisfied with existing varieties, the involvement in a process of active creation of new diversity (through mixtures or crosses) followed by selection for adaptation to the farm context. We have also shown the strong interactions between breeding practices and other agricultural practices, as well as the central role of experimentation in testing varieties on both agronomic and value-adding criteria.The second aim was to i) identify the environmental factors impacting each trial and ii) verify the hypotheses on the adaptation of varieties to certain conditions in the growing environment. To do this, we proposed a participatory agronomic diagnosis approach combining the experimenter's internal diagnosis and the research team's external diagnosis. This method enabled us to identify the stresses specific to each of the 29 trials, some of which were very frequent in the trial network, such as the lack of nitrogen, the water deficit between ear 1cm and flowering (mainly in 2022) and weed pressure (mainly in 2023). We were then able to test the validity of around ten hypotheses on the adaptation of farmers' varieties to certain growing environments.Finally, the last axis consisted in developing and using bayesian statistical models at the scale of the trial network, which are more robust for highly unbalanced networks and can explain part of the genotype-environment interaction (Finlay-Wilkinson regression and factorial regression). Models were compared using cross-validation to select the most predictive models. These models, applied to the experimental data, were used to quantify the impact of certain stresses on the trial networks and the sensitivity of the varieties to these stresses, as well as completing the analysis resulting from the participatory agronomic diagnoses.This research work, which presents a detailed example of a participatory action-research approach, can help to legitimise certain agricultural practices, particularly farmer selection, and demonstrates their value for the agro-ecological transition.

فرنسي. L'adaptation des variétés à la diversité des environnements pédo-climatiques ainsi qu'aux usages des agriculteur.rices est un enjeu majeur pour la transition agroécologique. Cette démarche, pour être pertinente, doit prendre en compte le contexte spécifique des systèmes de production ainsi que les savoirs locaux des agriculteur.rices. La sélection paysanne qui consiste à gérer et sélectionner localement les variétés et ainsi favoriser leur adaptation au contexte local, est un exemple de pratique agroécologique.Ma thèse vise à mieux comprendre l'insertion des pratiques de sélection paysanne du blé tendre dans les systèmes de production ainsi qu'à mettre en lien les réponses des variétés paysannes issues de ses pratiques avec des facteurs liés aux environnements de culture.Pour répondre à ces objectifs, j'ai mené une recherche participative impliquant dix paysans, quatre animateur.rices de maisons de semence paysanne et une chercheuse. Ces partenaires ont conduit 29 expérimentations en France et en Belgique en 2022 et/ou 2023 qui ont donné lieu à la collecte de données qualifiant les variétés testées (composantes du rendement, stades phénologiques…) et l'environnement de culture (sol, climat…). Par des enquêtes semi-directives auprès des dix paysans, les pratiques de sélection paysannes ont été étudiées.Dans le premier axe de la thèse, nous avons cherché à comprendre l'insertion des pratiques de sélection paysanne du blé tendre dans les systèmes de production. Nous avons identifié 20 pratiques de sélection paysanne, correspondant à deux grandes approches : la sélection, dans la diversité existante, des variétés les plus adaptées aux contextes de la ferme et pour ceux qui ne sont pas satisfaits des variétés existantes, l'engagement dans un processus de création active d'une nouvelle diversité (par des mélanges ou croisements) suivie d'une sélection pour l'adaptation au contexte de la ferme. Nous avons également montré les fortes interactions entre les pratiques de sélection et les autres pratiques agricoles ainsi que le rôle central de l'expérimentation pour mettre à l'épreuve les variétés à la fois sur des critères agronomiques et de valorisation.Le deuxième axe visait à i) identifier les facteurs environnementaux impactant chaque essai et ii) vérifier les hypothèses sur l'adaptation des variétés à certaines conditions de l'environnement de culture. Pour cela nous avons proposé une démarche de diagnostic agronomique participatif qui combine le diagnostic interne de l'expérimentateur.rice et le diagnostic externe de l'équipe de recherche. Cette méthode nous a permis d'identifier les stress spécifiques à chacun des 29 essais dont certains stress été très fréquents sur le réseau d'essais comme le manque d'azote, le déficit hydrique entre épi 1cm et floraison (principalement en 2022) ou la pression adventice (principalement en 2023). Nous avons ensuite pu tester la validité d'une dizaine d'hypothèses sur l'adaptation des variétés paysannes à certains environnements de culture.Enfin le dernier axe consistait à développer et utiliser à l'échelle du réseau d'essais des modèles statistiques bayésiens qui sont plus robustes pour des réseaux très déséquilibrés et permettent d'expliquer une part de l'interaction génotype-environnement (régression de Finlay-Wilkinson et régression factorielle). La comparaison entre modèles par validation croisée a permis de sélectionner les modèles les plus prédictifs. Ces modèles appliqués aux données expérimentales, ont permis de quantifier l'impact de certains stress sur les réseaux d'essai ainsi que la sensibilité des variétés à ces stress ainsi que compléter l'analyse issue des diagnostics agronomiques participatifs.Ce travail de recherche qui présente un exemple détaillé de démarche de recherche-action participative peut contribuer à légitimer certaines pratiques agricoles, notamment de sélection paysanne et montre leur intérêt pour la transition agroécologique.