L'agriculture périurbaine doit faire face au grand défi de l'extension urbaine et de l'expansion des espaces naturels et de loisirs à proximité des villes. La Multifonctionnalité de cette agriculture (AMF) et les services écosystémiques (ES) sont deux stratégies qui reconnaissent et gèrent plusieurs services et disservices de l'agriculture, au-delà de la production de la nourriture et de matières premières. AMF et ES sont des concepts étroitement liés et très complémentaires. Chacun a ses avantages et aussi ses lacunes. Cependant, les deux communautés qui portent ces concepts ont entre elles peu d’interactions et des échanges limités. L'objectif de la thèse est de contribuer à des approches intégrées de l'AMF et ES pour la recherche agricole périurbaine. Le présent mémoire (i) développe un cadre intégré des ES et de l'AMF pour l'agriculture péri-urbaine, cadre basé sur une étude comparative des travaux de recherche en agriculture portant sur chacun de ces concepts et montrant son application dans le cas de l’agriculture de la Région Ile-de-France, (ii) démontre aussi comment l’approche intégrée de l'AMF et des ES fonctionne sur des problèmes concrets liés à l'agriculture péri-urbaine, sur la base de deux études approfondies portant l’une sur la gestion des terres agricoles abandonnées et l’autre sur le recyclage agricole des déchets urbains en Ile-de -France. Des analyses multi-échelles (de la région, voire du national, au petit territoire) ont été réalisées pour ces deux thématiques. Le cadre intégré des ES et de l'AMF pour l'agriculture péri-urbaine distingue quatre catégories de combinaisons ES / fonction : (i) une fondée sur le service d'approvisionnement et ses fonctions connexes, (ii) une autre sur les services d’aménités paysagères et culturelles et les fonctions connexes ( iii ) une troisième portant sur le recyclage agricole des déchets urbains, comportant les services d’absorption des déchets urbains et de fertilisation des terres agricoles (iv) enfin les fonctions environnementales, qui caractérisent les contributions des agriculteurs au maintien de multiples ES de régulation et de soutien pour les agro-écosystèmes et les systèmes semi-naturels environnants. L'étude approfondie de la gestion des terres agricoles abandonnées identifie que cet abandon des terres dans les zones urbaines est particulièrement lié aux « villes nouvelles » et à l'aéroport Roissy Charles-de-Gaulle. En zone rurale, la cause principale de l’abandon est généralement liée à des qualités agronomiques médiocres. Les perceptions des acteurs locaux concernant les ES et les disservices portés par les terres agricoles abandonnées diffèrent avec la zone géographique et l'échelle. Les acteurs préfèrent une stratégie AMF pour la réutilisation des terres agricoles abandonnées. La deuxième étude approfondie montre l’inadéquation spatiale entre la production des boues d'épuration urbaines et la distribution des terres agricoles susceptibles de les recevoir. L'épandage des boues d'épuration franciliennes s’éloigne de fait de la zone péri-urbaine, au moins dans la partie occidentale de l'Ile-de-France. Au contraire, le compost de déchets verts est devenu de plus en plus apprécié des agriculteurs. On propose un cadre d’analyse des influences des échelles spatiales sur la relation offre-demande en ce qui concerne les déchets urbains, suivie d'une classification desagriculteurs en sept catégories concernant la perception et l’utilisation des déchets urbains dans leurs exploitations. Le cadre intégré des ES et de l'AMF, et l'approche multi-échelle dans les études approfondies pourrait être intéressant pour des applications dans d'autres conditions. Des comparaisons à l’avenir entre les différents pays aideront à comprendre les différences et les points communs dans le classement de l'importance des différentes fonctions des agricultures péri-urbaines et devraient conduire à des instruments efficaces pour la préservation de l'agriculture péri-urbaine.