En France, le maraichage en agriculture biologique est un secteur dynamique, composé de fermes présentant différents niveaux d’agroécologie laissant supposer une potentielle bifurcation entre des fermes biologiques « conventionnalisées » reposant sur l’utilisation d’intrants, et des fermes « agroécologiques » valorisant les ressources de l’écosystème. Cette hétérogénéité interroge sur la diversité potentielle des impacts environnementaux associés. S’appuyant sur des données essentiellement qualitatives collectées auprès de 165 fermes et sur un cadre d’analyse conceptuel, la thèse propose une caractérisation de la diversité des fermes et identifie quatre types : 1) les microfermes diversifiées et utilisant peu d’intrants ; 2) les maraîchers diversifiés de taille moyenne ; 3) les producteurs spécialisés dans la culture sous abri ; et 4) les maraîchers spécialisés dans la culture de plein champ. Les caractéristiques des fermes et leur variabilité confirment l’existante de deux pôles « conventionnalisées » et « agroécologiques », tout en montrant qu’il s’agit d’une vision simplificatrice, la majorité des fermes se trouvant entre ces deux pôles. Afin d’évaluer les performances environnementales de ces systèmes maraichers, l’analyse du cycle de vie (ACV) a été mobilisée. Les fermes complexes, cultivant une grande diversité de légumes en les associant sur de petites surfaces dans une approche agroécologique systémique, posent des défis à cette méthode dans la prise en compte de leurs impacts sur la biodiversité et les interactions spatiales et temporelles sur lesquelles elles reposent. En adaptant le système expert SALCA-BD, j’ai comparé des fermes par rapport à leur impact sur la biodiversité, et mis en évidence l’importance des habitats semi-naturels pour la biodiversité. SALCA-BD permet une évaluation détaillée de l’impact sur la biodiversité qui peut servir de base pour développer des méthodes d’évaluation combinant impacts globaux et locaux dans un cadre d’ACV. Une approche système de l’ACV a été employée. Cette approche aborde la ferme comme un tout produisant différents produits et où tous les intrants, opérations, et émissions sont rapportés à la production annuelle totale. Cette optique correspond à la logique de l'agroécologie, où beaucoup d’intrants sont raisonnés à l’échelle de la ferme et non à la culture, et où les cultures sont complémentaires les unes des autres. Préférée à une ACV par culture, l’approche système prend en compte les interactions au sein du système, et permet de comparer les systèmes entre eux. D’un point de vue pratique, elle est adaptée au format des données souvent disponibles dans les fermes diversifiées et évite des allocations.iv L’application de cette approche de l’ACV à trois fermes contrastées a permis l’analyse des forces et faiblesses de ces fermes vis-à-vis de l’environnement, faisant apparaître de grandes différences entre les systèmes dans leurs principaux postes d’impact. Avec l’utilisation de plusieurs catégories d’impact et unités fonctionnelles, aucune ferme ne ressort clairement meilleure qu’une autre pour l’environnement. Exprimé par unité de surface, la ferme de plein champ, plus extensive, a le moins d’impact et la ferme spécialisée sous tunnel a le plus d’impact, quelle que soit la catégorie d’impact. En revanche, quand les impacts sont exprimés par kg de produit ou par la valeur des produits (en Euro) les différences entre les trois fermes sont plus faibles. La comparaison des systèmes doit se faire en gardant à l’esprit que les fermes ont des productions différentes et complémentaires. Les interactions et complémentarités entre ces modèles méritent d’être étudiées. Enfin, l’application de l’ACV système a permis d’identifier des perspectives de développement méthodologiques pour mieux estimer les émissions de nitrate, pour harmoniser l’évaluation des impacts environnementaux des fertilisants organiques et pour intégrer la question de la pollution par les (micro)plastiques.