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01/06/2018

1

HDR

Sciences

du vivant

Gestion agroécologique des bioagresseurs:

« Concilier pratiques et régulations naturelles »

Thierry Brévault

UPR AIDA

« Agroécologie et Intensification Durable des Cultures annuelles »

Plan de la présentation

� Curriculum vitae

� Zoom sur quelques

résultats de recherche

� Projet de recherche

� Perspectives

� Parcours professionnel

� Publications

� Activités de formation

� Expertise et animation scientifique

� Adaptation des populations

d’insectes ravageurs : la résistance

aux insecticides

� Implications pour l’action

� Contexte

� Cadre d’analyse et d’action

� Cas d’étude

31/05/2018HDR Sciences du vivant, Université de Montpellier

2

Curriculum vitae


3

Parcours

professionnel

1993

Mémoire de fin

d’études

Ecologie de la

pollinisation

Montfavet

Curriculum vitae


4

Parcours

professionnel

1994-95

Coopérant du

Service National

Diagnostic

agronomique

Bambey

01/06/2018

2

Curriculum vitae


5

Parcours

professionnel

1996-99

DEA et Doctorat

Développement

d’un système de

piégeage

Saint-

Pierre

Montpellier

Curriculum vitae


6

Parcours

professionnel

2001-07

Epidémiologie,

génétique et

biologie de la

résistance aux

insecticides

Garoua

Curriculum vitae


7

Parcours

professionnel

2008-10

Adaptation des

insectes aux

cultures

transgéniques

insecticides

Tucson, AZ

Curriculum vitae


8

Parcours

professionnel

2011-12

Animation

scientifique

Ecologie

chimique

Montpellier

Gestion agroécologique

des bioagresseurs en

Afrique de l’Ouest

01/06/2018

3

Curriculum vitae


9

Parcours

professionnel

depuis 2013

Régulation

écologique des

insectes

ravageurs

Gestion

des insectes

d’intérêt

agricole

Curriculum vitae


10

Expertise et

champ

disciplinaire

L’écologie

appliquée pour

la gestion

intégrée des

bioagresseurs

Ecologie

des

insectes

Action

Curriculum vitae


11

Publications

h-index = 16

� 52 publications dans des revues à IF (WoS)

Synthèse

bibliométrique� 170 publications (Agritrop)

Curriculum vitae


12

Activités de

formation

5 thèses

32 Master

� Encadrement d’étudiants

Formation à et

par la recherche

� Enseignement et transfert de compétences (> 200 h):

Master 2 UCAD Dakar, Montpellier SupAgro, ENSA Thiès

Chercheurs, agents techniques (DPV, Sodécoton) et producteurs (OP)

01/06/2018

4

Curriculum vitae


13

Expertise et

animation

scientifique

� Membre de Comité scientifique

Vie collective

� Organisation d’ateliers et conférences (8)

Stratégies de protection des cultures:

du modèle biologique au territoire (2015)

� Organisation d’ateliers et conférences (8)� Groupes de travail et réseaux de recherche





� Projet de recherche

� Conclusion et perspectives


� Publications





aux insecticides


� Contexte


� Cas d’étude


14

Zoom sur résultats de recherche


15

Contexte

Enjeu

Sécurité

alimentaire

� Les ravageurs : contrainte majeure à l’intensification

des systèmes de production agricole



16

Contexte

Rupture des

équilibres

biologiques

� Les limites du recours aux pesticides

01/06/2018

5



17

Contexte

Résistance des

cibles

� Les limites du recours aux pesticides

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

1960 1970 1980 1990 2000 2010

carbamates

organophosphates

cyclodienes

pyrethroids

DDT

neonicotinoids

spinosyns

Bt



18

Problématique

et approche

Processus

d’adaptation des

populations

d’insectes

ravageurs

� Mieux comprendre les processus d’adaptation des

populations d’insectes ravageurs

Perturbations environnementales

Insectes ravageurs

Evolution de résistances

• Traitements insecticides

• Cultures transgéniques insecticides

• Durabilité des systèmes de production

Stratégies de prévention et de gestion



19

Problématique

et approche

Diminution

héréditaire de la

sensibilité à un

insecticide

� Evolution de la résistance

RS

SSSS

SS

SS

SS

SS

SS

SS

SS

SS

SS

SS

SS

SS

SS

SS

SS

SS SS

SS

SS

SS

SS

SS

SS

SSSS

SS

SS

SS

SS

SS

SS

SS

RS

SS SS

SS

SS

SS

SS

RS

RS

SS

SS

RS

RS

SS

SS

RS

RRRR

RS

RS RS

SS

SSSS

SS

SS

RS

RRRR

RS

SS

RS

SS

RS

RRRR

RS

RS RS

SS

SS

SSRR

RR

RR

RR

RR



20

Problématique

et approche

Des mécanismes

à la gestion

Bases génétiques

de la résistance

• fréquence initiale des allèles de résistance

• nombre de gènes impliqués

• dominance

• coût associé aux gènes de résistance

Vitesse d’apparition de la résistance

Système de vie du

ravageur

• traits de vie (mode de reproduction, temps de génération, gamme d’hôtes, mobilité, etc.)

• conditions biotiques et abiotiques du milieu(ressources, ennemis naturels, etc.)

Degré d’exposition

aux insecticides

01/06/2018

6



21

Systèmes

biologiques

Processus

d’adaptation des

populations

d’insectes

ravageurs

� Milieu hétérogène et instabilité des ressources

� Déplacement des insectes sur de grandes distances ou

localement selon une séquence de plante hôtes

Garoua, Nord Cameroun



22

Systèmes

biologiques

Processus

d’adaptation des

populations

d’insectes

ravageurs

� Le puceron du coton, Aphis gossypii

(Hemiptera, Aphididae) A B

C D

E

� Grande polyphagie

� Reproduction clonale

� Résistance

Zoom sur résultats


23

Puceron du

coton

Processus

d’adaptation des

populations

d’insectes

ravageurs

� Diversité génétique et spécialisation écologique

gombo

oseille

aubergine

morelle noire

11 génotypes multilocus – races d’hôte

poivron

Cucurbitaceae

coton

1600 indvidus

génotypés

(microsatellites)

Kodek

Maroua

DakarMeskine

GaschigaPitoa

Garoua

DjalingoBablaBoklé

cotonmaraîchage

Zoom sur résultats


24

Puceron du

coton

Processus

d’adaptation des

populations

d’insectes

ravageurs

� Populations sympatriques génétiquement

différenciées (races d’hôte)

01/06/2018

7

Zoom sur résultats


25

Puceron du

coton

Processus

d’adaptation des

populations

d’insectes

ravageurs

� Carte de résistance aux insecticides

1 10 100 1000

C9

PsP4

Auber

Burk

Ivo

C9

PsP4

Auber

Burk

Ivo

C9

PsP4

Auber

Burk

Ivo

C9

PsP4

Auber

Burk

Ivo

C9

PsP4

Auber

Burk

Ivo

Né

on

ico

tin

oïd

eC

arb

am

ate

OP

/pro

fen

ofo

sO

P/d

ime

tho

ate

Py

réth

rin

oïd

e

CR (log)

Matières

activesModification cible (A302S)

Modification cible (S431F)

Modification cible (super-kdr)

Détoxification enzymatique

Zoom sur résultats


26

Puceron du

coton

Processus

d’adaptation des

populations

d’insectes

ravageurs

� Traitements insecticides et compétition

-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0

Fréquence des génotypes 14 jours après inoculation

Ivo Burk

Plants inoculés

Traité

Non traité

Plants voisins

**

**

**Plants voisins

Plants inoculés

Zoom sur résultats


27

Puceron du

coton

Prévalence d’un génotype multi-

résistant

� Implications pour la gestion des pucerons en

culture cotonnière

Orientation des programmes de lutte vers des interventions sur seuil.

Utilisation d’insecticides en adéquation avec la carte de résistance et sélectifs.

Prise en compte du rôle des plantes-hôtes alternatives dans la dynamique du ravageur (plantes réservoirs vs banques).

(Lepidoptera, Noctuidae)



28

Systèmes

biologiques

Processus

d’adaptation des

populations

d’insectes

ravageurs

� La noctuelle du coton, Helicoverpa armigera

� Grande polyphagie

� Reproduction sexuée

� Résistance

01/06/2018

8

Zoom sur résultats


29

Noctuelle du

coton

Processus

d’adaptation des

populations

d’insectes

ravageurs

� Epidémiologie de la résistance

�, Cleome ; �, maïs ;, coton; �, Hyptis; �, tomate

Echecs traitement

Zoom sur résultats


30

Noctuelle du

coton

Processus

d’adaptation des

populations

d’insectes

ravageurs

� Mécanismes de résistance

Détoxification par une augmentation de

la production d’estérases

Metabolic resistance

Zoom sur résultats


31

Noctuelle du

coton

Processus

d’adaptation des

populations

d’insectes

ravageurs

� Héritabilité et coût de la résistance

Zoom sur résultats


32

Noctuelle du

coton

Processus

d’adaptation des

populations

d’insectes

ravageurs

� Implications pour la gestion de la résistance

Exclusion temporelle des pyréthrinoïdes dans les programmes de traitement en culture cotonnière.

Orientation des programmes de lutte vers l’utilisation de seuils d’intervention (LOIC).

Prise en compte des plantes-hôtes alternatives dans la gestion du ravageur (refuges naturels).

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Date

Nb c

henille

s s

ur

100 p

lants

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Parc

elles a

u s

tade sensib

le

chenilles sur coton chenilles sur maïs

stade sensible coton stade sensible maïs

01/06/2018

9



33

Gestion de la

résistance au

coton GM

insecticide

Processus

d’adaptation des

populations

d’insectes

ravageurs

� Les cultures GM dans le monde



34

Gestion de la

résistance au

coton GM

insecticide

Processus

d’adaptation des

populations

d’insectes

ravageurs

� La stratégie « refuges »Coton Bt

RR

RRRS

SS

SS

SSSS

SS

SSSS

SS

SS SSSS

SS

SSSS

SSSS

SS

SS

SS

Refuge

� Problème: planter des refuges!

Zoom sur résultats


35

Gestion de la

résistance au

coton GM

Processus

d’adaptation des

populations

d’insectes

ravageurs

� Les refuges naturels

Cameroun

300 km

NBurkina

13C/12C

plante C3 plante C4

gossypol

cotonautre plante

C3

Zoom sur résultats


36

Gestion de la

résistance au

coton GM

insecticide

Processus

d’adaptation des

populations

d’insectes

ravageurs

� Rôle des refuges naturels?

01/06/2018

10

Zoom sur résultats


37

Gestion de la

résistance au

coton GM

insecticide

Processus

d’adaptation des

populations

d’insectes

ravageurs

� Rôle des refuges naturels?

p0 Cry2Ab = 0.0033

DLC Cry2Ab=0.5

DLC Cry2Ab=0.1

Zoom sur résultats


38

Gestion de la

résistance au

coton GM

insecticide

Processus

d’adaptation des

populations

d’insectes

ravageurs

� L’empilage: limites du coton Bt à deux toxines

Redundant killing factor

Zoom sur résultats


39

Gestion de la

résistance au

coton GM

insecticide

Processus

d’adaptation des

populations

d’insectes

ravageurs

� Des refuges dans les semences?

Zoom sur résultats


40

Gestion de la

résistance au

coton GM

insecticide

Processus

d’adaptation des

populations

d’insectes

ravageurs

� Leçons du terrain : les refuges

01/06/2018

11

Zoom sur résultats


41

Gestion de la

résistance au

coton GM

insecticide

Processus

d’adaptation des

populations

d’insectes

ravageurs

� Implications pour la gestion de la résistance

Evaluer le besoin de refuges structurés avant même l’implantation de cultures GM.

S’assurer d’une production soutenue des toxines par la plante tout au long du cycle de culture.

Séparer les refuges de la culture GM.

S’assurer de la pureté variétale de la culture GM.

Zoom sur résultats


42

Organisation

du paysage et

flux

Processus

d’adaptation des

populations

d’insectes

ravageurs

� Le paysage comme mosaïque d’habitats





� Projet de rechercheLa biodiversité au service de la

régulation des bioagresseurs

� Conclusion et perspectives


� Publications





aux insecticides


� Contexte


� Cas d’étude: la MEM


43

Le projet


44

Contexte

Perte d’habitats

pour la

biodiversité

fonctionnelle

� La simplification des paysages agricoles

La biodiversité au service de la


� Des écosystèmes cultivés

plus sensibles aux ravageurs

01/06/2018

12

Le projet


45

Contexte

Modification des

interactions

entre espèces

� Les invasions biologiques


régulation des bioagresseursLe projet


46

Problématique

Sensibilité des

agroécosystèmes

aux ravageurs

� Mieux comprendre les processus écologiques et

évolutifs au sein des agroécosystèmes

� … pour en prévenir ou en gérer l’évolution dans des systèmes

de production agricole adaptés.

Agroécosystèmes

• Erosion de la biodiversité et rupture des équilibres

• Evolution de résistance des cibles vis-à-vis des pesticides

• Emergence de nouveaux ravageurs

Perturbations environnementales

• Pratiques agricoles

• Invasions biologiques

• Changement climatique

Stratégies de gestion

• des ravageurs

• de la biodiversité fonctionnelle



Le projet


47

Enjeu

Produire

autrement

� Produire plus, produire mieux


régulation des bioagresseursObserver autrement


48

L’écosystème

Du modèle

biologique au

système écologique

� Les régulations naturelles

Ennemis

naturels

Ravageurs

Ressources

Diagnostic moléculaire (barcoding, NGS)

01/06/2018

13

Observer autrement


49

Le paysage

Une approche

systémique

� Les habitats et les flux

Ennemis

naturels

Ravageurs

Ressources

Paysage

Télédétection, SIG, biotracking

Observer autrement


50

Le paysage

Une approche

systémique

� Les habitats et les flux

Observer autrement


51

Le socio-

agroéco-

système

Une démarche

participative

pour rendre

visible les

services

� Les acteurs du territoire

Ennemis

naturels

Ravageurs

Ressources

Paysage

Pra

tiq

ue

s

Plateformes de modélisation

Agir autrement


52

Du champ

au territoire

Des paysages

fonctionnels

localement

co-conçus

� Vers une gestion territoriale des ravageurs et des services de

régulation écologique (biodiversité)

Pra

tiq

ue

s

PaysageAction

Régulations

naturellesSolutions de

biocontrôle

Aménagement des habitats

01/06/2018

14

Cas d’étude: la MEM


53

Contexte

Le mil:

céréale de base

dans le bassin

arachidier du

Sénégal



54

Contexte

Une forte

variabilité des

dégâts entre

parcelles

� La mineuse de la chandelle de mil

Heliocheilus albipunctella (Lepidoptera, Noctuidae)

B

� Monophage, univoltine

� 30-95% d’épis infestés - 2-20% de perte en grain

larve

(23-29 j)

diapause

dans le sol

adulte

(400 w)

œufs

(3-4 j)saison

sèche

saison

des pluies



55

Hypothèse

1

Impact, diversité

et structure des

communautés

d’ennemis

naturels

� Les ennemis naturels



56

Hypothèse

2

Champs de case

vs champs de

brousse

Date de levée

Densité

� Le milieu (ou l’état du peuplement) modulo les

pratiques

01/06/2018

15



57

Hypothèse

2

Complexité du

paysage et

ennemis naturels

Concentration

des ressources

� Le paysage: habitats semi-naturels et ressources



58

Hypothèse

3

Rendre les

services

écosystémiques

« visibles »

� L’utilisation des ressources par les acteurs interagit

avec les propriétés du paysage recherchées

1. Trajectoire des paysages et mode de gestion des ressources

Ressources

Acteurs



59

Approche

Vers la conception

de paysages

multifonctionnels

Stratégies

4. Co-conception de paysages multifonctionnels

3. Structure des réseaux trophiques et contrôle biologique

• analyse d’images

• enquêtes

• plan d’échantillonnage

(réseau de parcelles )

2. Déterminants de l’incidence du ravageur et de la régulation naturelle

Ennemis naturels

Ravageurs• observations in situ

• BSI: plantes sentinelles

• enquêtes sur les pratiques

• montage d’une base de référence

• diagnostic moléculaire (prédation

et parasitisme)

• analyse de motifs

• modèle multi-agent

spatialement explicite

• jeux de rôles

agriculteur / parcelle

Exemples d’interactions

parcelle / ravageur

arbres / ennemis naturels

climat (eg pluie) / ravageur

Premiers résultats


60

La

régulation

écologique

Biodiversité et

régulation

écologique des

ravageurs

• augmente avec la diversité du paysage et l'abondance des arbres.

• plus importante dans les champs de case.

Effect of landscape diversity and crop management on the

control of the millet head miner, Heliocheilus albipunctella

(Lepidoptera: Noctuidae) by natural enemies

Valérie Soti, Ibrahima Thiaw,, Ahmadou Sow, …, Thierry Brévault

BSI

01/06/2018

16

Premiers résultats


61

Les ennemis

naturels

Des candidats

pour le contrôle

biologique

• Base de données de référence (séquences et mini-codes-barres).

• Reconstitution du réseau trophique à partir du diagnostic moléculaire

(metabarcoding) du parasitisme et de la prédation.

Copidosoma

primulum

Schoelandella

sahelensis

Trichogrammatoidea

armigera

Premiers résultats


62

Les oiseaux

et chauves-

souris

Du rôle des

vertébrés

insectivores

• Prédation des papillons (effet sur

l’infestation des épis en œufs)

• Prédation des larves (effet non

significatif sur les dégâts)

• Importance des arbres dans le

paysage

Premières difficultés


63

Un temps

d’avance

Financements

en interne

• Financement des projets de recherche� lourdeur des dispositifs

� temporalité processus vs projet de recherche

� « peu de chances de résultats spectaculaires »

� Complexité vs variabilité vs généricité des résultats?

Premières difficultés


64

Quels

bénéfices?

Re-conception

des systèmes de

cultures et des

paysages

• Opérationnalisation des résultats� perception et représentation des acteurs

� reconception des systèmes de culture et des paysages

� gestion territoriale et collective

Seig

no

bo

s (2

01

7)

01/06/2018

17


65

Composer

l’action

� Entre substitution et convergence avec l’approche systémique

Pra

tiq

ue

s

PaysageAction

Régulations

naturellesSolutions de

biocontrôle

Aménagement des habitats

Solutions de biocontrôle

(Aulagnier et al. 2017)



66

De

nouveaux

chantiers

Interactions

plante-insecte

� L’induction de défenses naturelles des plantes



67

De

nouveaux

chantiers

Interactions

plante-insectes

� Dissuasion de ponte chez Helicoverpa armigera

* **

*

-1.0

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

0 4 8 12 16 32

Ai

Days post topping



68

De

nouveaux

chantiers

Interactions

plante-insecte

� Recrutement d’ennemis naturels

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

Non écimé

non traité

Ecimé non

traité

Non écimé

traité

Ecimé

traité

Taux de

prédation

01/06/2018

18



69

De

nouveaux

chantiers

Interactions

plante-insecte

� Réponse à des COVs typiques de l’écimage



70

De

nouveaux

chantiers

Interactions

plante-plante

� Surproduction de gossypol

� Et communication plante-plante…

(Grandi et al., non publié)



71

De

nouveaux

chantiers

Interactions

insecte-insecte

� L’entomovection

Technologie de contrôle de maladies ou de

ravageurs basées sur la transmission de

biocides par des insectes

Pest-free fruit

Auto-dissémination de biopesticides

Transmission par mouches stériles (3 en 1)

Abeille: sentinelle de l’environnement


72

De

nouveaux

chantiers

Des ouvrières

agricoles à

protéger

� DE Gestion et ressources apicoles

01/06/2018

19

HDR

Sciences

du vivant

Merci pour votre attention

Thierry Brévault

UPR AIDA

« Agroécologie et Intensification Durable des Cultures annuelles »

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