Face aux problèmes croissants de pollution nitrique des milieux aquatiques, la directive européenne "Nitrate" incite ou maintenant impose de Bonnes Pratiques Agricoles dont l'implantation de cultures intermédiaires (CI) ou la réduction de fertilisation azotée. D'autres pratiques visent à réduire l'érosion des sols ou accroitre les stocks de matière organique du sol (MOS), comme le semis direct. Ces pratiques peuvent limiter la lixiviation de nitrate mais jouent sur les autres postes du bilan d'azote. Pour assurer la durabilité des systèmes de culture, il est nécessaire de mieux connaître les effets de ces pratiques sur tous les postes du bilan, à long terme. L'objectif de ce travail est 1) d'analyser les effets des CI, du semis direct (SD) et de la fertilisation réduite (N-) sur le bilan d'azote à moyen terme (15 ans) et de déterminer le devenir de l'azote non lessivé; 2) d'étudier l'impact de CI successives sur l'évolution de la minéralisation, l'absorption d'azote et la lixiviation de nitrate au cours du temps pour mettre en évidence d'éventuels effets cumulatifs à moyen terme; 3) de caractériser un éventuel état d'équilibre du système à plus long terme et les conséquences de différentes modalités de gestion des CI sur 60 ans avec ou sans changement climatique. Un objectif intermédiaire de ce troisième point est de valider un modèle par rapport aux données obtenues à moyen terme. La démarche consiste à associer expérimentation et modélisation. L'expérimentation se base sur 3 dispositifs de moyenne durée (13 à 17 ans) de la moitié Nord de la France portant sur la même problématique dans des pédoclimats variés. Les CI sont présentes sur tous les sites tandis que le SD et N- ne sont testés que sur un seul site. Ces sites sont équipés de bougies poreuses et de lysimètres pour le calcul du lessivage. Les biomasses et l'absorption d'azote par les cultures sont mesurées annuellement; les stocks d'eau et d'azote minéral 3 fois par an et les stocks d'azote et de carbone organique ainsi que les masses volumiques du sol sont mesurés en fin d'expérimentation. Les données sont insérées dans un système de gestion de base de données POSTGRESQL qui a été couplé avec le modèle de culture STICS. Les données extraites font l'objet d'une décomposition de la variance et d'une modélisation statique puis dynamique. Les effets des pratiques agricoles sur le lessivage de nitrate et les stocks d'azote organique du sol sont d'abord étudiés. La balance d'azote est calculée comme la différence entre les entrées d'azote et les sorties. L'effet des pratiques sur les émissions gazeuses est déduit par défaut de bilan. La minéralisation nette apparente est calculée par bilan d'azote minéral du sol, deux fois par an. L'évolution de la minéralisation d'azote attribuée aux CI est étudiée par régression linéaire pour identifier des effets cumulatifs sur chacun des sites. La même étude est menée sur l'absorption d'azote et le lessivage de nitrate. Le modèle de culture STICS est paramétré, validé puis utilisé pour simuler divers scénarios sur 60 ans impliquant des CI continues ou abandonnées. Les CI sont particulièrement efficaces pour réduire le lessivage de nitrate (-36 à -62%), en comparaison du semis direct (-26%) ou de la fertilisation réduite sous la dose optimale (-13%). Elles permettent de stocker du carbone et de l'azote organique durablement dans les sols agricoles si elles ne sont pas abandonnées, contrairement aux deux pratiques alternatives étudiées. La présence d'effets cumulatifs confirme la nécessité d'étude à long terme pour identifier tous les impacts de cette pratique. Des effets cumulatifs liés à l'implantation systématique de CI ont été mis en évidence pour la minéralisation et l'absorption d'azote sur 2 des 3 sites. L'effet cumulatif non détecté sur le troisième site est néanmoins prédit par le modèle. Aucun effet cumulatif n'apparaît sur la lixiviation de nitrate après 13 à 17 ans mais apparaît à plus long terme selon le modèle. Le maintien de l'efficacité des CI vis-à-vis du lessivage nécessite un ajustement de la fertilisation azotée après une quinzaine d'années. Ces résultats soulèvent les questions des mécanismes de stabilisation de la matière organique dans le sol en fonction du type de résidus, de la validité des formalismes du modèle, de la prise en compte nécessaire d'effets non azote ou de la puissance du dispositif pour mettre ces effets cumulatifs en évidence. Les CI s’avèrent donc une solution doublement intéressante à long terme en terme de protection de l’environnement, et parfois en terme de production pour améliorer la gestion de l'azote.