Les protéagineux pourraient contribuer à réduire le déficit en protéines de l’Europe mais ils sont peu cultivés. L’association à une céréale permettrait de contourner leur variabilité de rendement et leur faible compétitivité vis-à-vis des adventices. Cette stratégie serait particulièrement pertinente pour le lupin blanc d’hiver, qui présente un fort potentiel de production de protéines mais un fort risque d’enherbement. Ce travail de thèse étudie en dynamique les interactions entre lupin, céréale et adventices afin de mettre en évidence les traits des espèces permettant d’accroitre leur complémentarité et la compétitivité vis-à-vis des adventices tout en sécurisant la productivité. L’étude d’un réseau de parcelles démontre que l’ajout de triticale permet d’augmenter la compétitivité vis-à-vis des adventices par rapport au lupin pur, d’obtenir un rendement supérieur et plus stable et de maintenir la production de protéines. Un essai en micro parcelles démontre le rôle majeur de la capture précoce d’azote (N) de la céréale pour accroitre la compétitivité vis-à-vis des adventices. Nous montrons que les rapports de compétition varient au cours du cycle et en fonction des espèces ou variétés ainsi que des conditions climatiques et influencent ainsi l’élaboration du rendement. De forts contrastes entre lupin et céréale pour des traits liés à l’acquisition précoce d’N sont décrits ainsi que leurs conséquences sur la mise en place de la complémentarité. Ce travail met en évidence que le choix d’espèces et de variétés aux traits complémentaires permet d’orienter les interactions entre lupin, céréale et adventices et ouvre des perspectives pour l’optimisation des performances.