L’agriculture du XXIe siècle est soumise à des bouleversements sans précédent, entraînant des dégradations des espaces cultivés. La géographie des agroécosystèmes, ensemble des approches de cartographie et d’analyse spatiale des sols et des espaces cultivés, vise une évaluation quantitative, spatialisée, des évolutions des agroécosystèmes. Ayant pour clé de voûte la télédétection, elle est fondée sur un arsenal technologique et méthodologique, comprenant les acquisitions d’images et de mesures de télé- et proxy-détection, les méthodes numériques de traitement d’images de télédétection, la pédométrie et le couplage de modèles déterministes sol-plante. Les travaux réalisés ont porté tour à tour sur la prédiction par imagerie spatiale optique et/ou radar des propriétés de sol telles que la réflectance de l’état de surface, la teneur en carbone organique de l’horizon travaillé, les états de rugosité correspondant à des opérations culturales, ou encore la détection des cultures annuelles à des stades précoces. La mise en oeuvre d’une géographie des agroécosystèmes a aussi porté, d’une part, sur la caractérisation et la modélisation spatiales des terroirs viticoles, actuels ou passés, ainsi que de la fréquence de la mortalité des vignes ; d’autre part, sur l’évaluation spatialement explicite de la pratique d’apport de produits résiduaires organiques en termes de stockage de carbone dans le sol, d’économies en engrais de synthèse azotés et phosphatés, de lixiviation de nitrates et d’émissions azotées au niveau d’organisation spatiale d’un territoire francilien en grandes cultures. La durabilité des agroécosystèmes est ainsi questionnée tant en contexte de grandes cultures qu’en contexte viticole, en mettant en oeuvre des restitutions spatialisées rétrospectives comme des simulations spatialisées prospectives.