Events & Theses

Public thesis defense of Alain KAGISYE

"Agronomic and environmental determinants of coffee yield, quality and cyclicity across Burundi"

26/02 – 16:30-19:30

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Promoteurs :

Prof. BIELDERS Charles : Université catholique de Louvain, Belgium

Dr. VANLAUWE Bernard: International institute of tropical agriculture, Kenya

Président du jury:

Prof. VANCLOOSTER Marnik : Université catholique de Louvain, Belgium

Membres du jury

Prof. DELVAUX Bruno: Université catholique de Louvain, Belgium

Dr NIBASUMBA Anaclet : Université du Burundi, Burundi

Dr. LOBET Guillaume : Université catholique de Louvain, Belgium

Dr. TAYE Kufa-Obso: Ethiopian institute of agriculture research, Ethiopia

Abstract
Coffee is Burundi’s main export crop and a cornerstone of rural livelihoods, yet Arabica coffee production faces persistent challenges, including declining yields, strong year-to-year production variability, and inconsistent quality. Despite favorable agroecological conditions, the agronomic, environmental, and nutritional factors influencing coffee performance have rarely been analyzed together in an integrated framework.
This thesis investigates the determinants of Arabica coffee performance in Burundi by simultaneously examining three key dimensions: yield and yield variability, production cyclicality, and physical and sensory quality. The study combines field surveys, soil and leaf analyses, sensory evaluations, and multivariate statistical approaches across 155 farms located in the country’s main coffee-growing regions.
Results reveal that agronomic management and soil fertility are the primary drivers of coffee performance, outweighing environmental factors such as climate and altitude. Significant yield gaps were observed, with average production about 59% below potential. Soil organic carbon, mulching practices, and soil magnesium emerged as key variables influencing yield, while soil acidity, nutrient deficiencies, aging plantations, and inadequate field management limit productivity. Production stability can be improved through better soil fertility management, particularly by optimizing nitrogen and phosphorus levels and balancing soil cations. Coffee quality, meanwhile, depends largely on soil nutrient balance rather than altitude alone, while diseases and pests remain major constraints.
By integrating yield, stability, and quality into a single analytical framework, this thesis highlights the central role of manageable agronomic factors in improving coffee production. It demonstrates that substantial improvements in productivity, quality, and income stability are possible without expanding cultivated areas, offering practical insights for agricultural advisory services and policies aimed at strengthening the resilience and sustainability of Burundi’s coffee sector.

Résumé
Le café constitue la principale culture d’exportation du Burundi et une source essentielle de revenus pour des centaines de milliers de ménages ruraux. Pourtant, malgré des conditions agroécologiques favorables, la caféiculture burundaise est confrontée à plusieurs défis majeurs : une baisse marquée de la production, des rendements faibles et très variables d’une année à l’autre, ainsi qu’une qualité insuffisamment compétitive sur le marché international.
Cette thèse analyse les facteurs déterminant la performance du café arabica au Burundi en intégrant simultanément trois dimensions essentielles : le rendement et ses variations, la cyclicité de la production et la qualité physique et sensorielle des grains. L’étude repose sur des enquêtes de terrain, des analyses de sols et de feuilles, des évaluations sensorielles standardisées et des analyses statistiques multivariées réalisées sur 155 exploitations réparties dans les principales zones caféicoles du pays.
Les résultats montrent que les facteurs agronomiques et la fertilité des sols jouent un rôle déterminant dans la performance des caféiers, bien plus que les facteurs environnementaux tels que l’altitude ou le climat. D’importants écarts de rendement ont été observés, les productions moyennes restant nettement inférieures au potentiel. La gestion de la fertilité des sols, notamment la teneur en carbone organique, le paillage et l’équilibre nutritionnel, apparaît comme un levier majeur pour améliorer la productivité et réduire la cyclicité de la production. La qualité du café dépend quant à elle principalement de l’équilibre des éléments nutritifs du sol, en particulier du calcium, tandis que les maladies et ravageurs constituent des contraintes importantes.
En proposant une approche intégrée combinant rendement, stabilité et qualité, cette recherche met en évidence le rôle central des pratiques agronomiques dans l’amélioration durable de la caféiculture burundaise. Elle souligne également l’existence d’importantes marges de progression permettant d’améliorer simultanément la productivité, la qualité et la stabilité des revenus des producteurs sans extension des surfaces cultivées. Les résultats fournissent ainsi des bases scientifiques solides pour l’élaboration de recommandations agronomiques et de politiques agricoles visant à renforcer la durabilité et la résilience du secteur caféier au Burundi.

Public thesis defense of Maud HENRION

"From geophysical subsurface imaging to hydrological and geochemical monitoring in peatlands"

26/03 – 16:30-19:30

SUD03 + Teams

Jury members:

Prof. Marnik VANCLOOSTER (President), UCLouvain

Prof. Sébastien Lambot (Supervisor), UCLouvain

Prof. Kristof VAN OOST (Supervisor), UCLouvain

Prof. Veerle VANACKER (secretaire), UCLouvain et Wageningen University

Prof. Sophie OPFERGELT, UCLouvain 

Dr. Michel BECHTOLD, KU Leuven

Dr. Craig WARREN (Northumbria University)

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Moukaïla BAGRI BOURAIMA a défendu le samedi 8 novembre sa thèse de doctorat à l'Université d'Abomey Calavi (Bénin) sur le thème "Agroecological Management of Tomato Bacterial Wilt Caused by Ralstonia solanacearum Species Complex in Southern Benin".  

Il a effectué ses recherches dans le cadre du projet EU DESIRA "TAERA" dirigé par le Pr Enoch ACHIGAN DAKO avec la participation des Prs Marnik VANCLOOSTER, Pierre BERTIN et Charles BIELDERS (co-promoteur de la thèse de Moukaïla).

Public thesis defense of Noé VANDEVOORDE

"Three tools for the reduction of pesticide impacts: A case study in the Province of Luxembourg." 
 

October 10 - 4 to 7 PM
Océan room - de Serres building
 

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Oral presentation will be given in French. 
La présentation orale sera donnée en français. 

Jury members:

Supervisors:
Prof. Philippe V. BARET : UCLouvain
Prof. Yannick AGNAN : UCLouvain

Other jury members:
Prof. Frédéric GASPART : UCLouvain ; Chairperson
Prof. Pierre BERTIN : UCLouvain ; secretary
Prof. Per KUDSK : Aarhus University (Danemark)
Dr. Lionel ALLETTO : INRAE Toulouse (France)

Abstract:
This dissertation develops three practical tools to reduce the health and environmental impacts of pesticide use, supporting diagnosis, design and decision-making from field to territorial scales. Combining regulatory, agronomic and environmental perspectives, the deliberately pluralistic approach aims to guide more sustainable agricultural practices, with applications in the Province of Luxembourg and beyond.

First, the Pesticide Load Indicator is adapted to support taxation, policy evaluation and farm-level decisions at EU-wide scale, by promoting lower-risk pesticide use. Building on Danish and British versions of the indicator, the proposed modifications incorporate updated toxicological and environmental hazard data as well as improved normalization and weighting procedures.

Second, crop sequence diversity and agronomic optimisation are addressed as core strategies of integrated pest management. Using detailed 2015–2020 field-level IACS data, two existing crop sequence indicators were refined to better capture organic and mixed crop-livestock systems by including temporary grasslands and fodder crops. The results show a strong link between organic certification, temporary grasslands and more diverse, resilient rotations, with implications for both territorial assessments and on-farm preventive strategies.

Third, the agri-environmental role of cover crops is investigated in a greenhouse experiment involving 18 pesticides ingredients across three treatments: bare soil, thin cover crop and thick cover crop. Results show thin cover crops retain residues in topsoil and reduce leaching, while thick cover crops promote degradation in the rhizosphere, especially for compounds with low to high water solubility (s⩽1400mg/L) and low to moderate soil mobility (Koc⩾160mL/g). These findings highlight the multifunctionality of cover crops in enhancing soil resilience and protecting water quality.

Together, these tools offer actionable insights to reduce pesticide dependency and negative impacts. While no single measure can transform high-input agriculture alone, their combined use (integrated into a systemic, stakeholder-driven policy mix) can support a transition toward more sustainable and ecologically sound farming systems.

Résumé :
Cette thèse développe trois outils complémentaires visant à réduire les impacts sanitaires et environnementaux des pesticides, en appui au diagnostic, à la conception et à la prise de décision, de la ferme au territoire. Adoptant une approche volontairement pluraliste croisant les dimensions réglementaires, agronomiques et environnementales, elle contribue à orienter les pratiques agricoles vers plus de durabilité, de la province de Luxembourg à des échelles plus larges.

Le premier outil consiste en une adaptation de l’Indicateur de Charge en Pesticides, conçue pour soutenir la taxation des pesticides, le suivi des politiques régionales et européennes et les décisions d’usage au niveau des exploitations. Inspirée des versions danoise et britannique, cette version actualisée intègre des données récentes de toxicologie et écotoxicité, ainsi que des méthodes affinées de normalisation et de pondération dans un cadre transparent et transférable à l’échelle internationale.

Le deuxième outil explore la diversité des successions culturales et leur optimisation agronomique comme leviers de lutte intégrée. À partir de données détaillées du SIGeC (2015–2020), deux indicateurs existants ont été adaptés pour mieux prendre en compte l’agriculture biologique et mixte (cultures-élevage), incluant prairies et cultures fourragères temporaires. Les résultats révèlent une forte corrélation entre certification biologique, prairies temporaires et rotations plus diversifiées et résilientes.

Le troisième outil analyse le rôle des cultures intermédiaires dans la réduction de la persistance et du transfert des pesticides vers les eaux souterraines. Une expérimentation en serre avec 18 substances actives montre que les couverts légers retiennent les résidus en surface, tandis que les couverts denses favorisent leur dégradation dans la rhizosphère. Ces effets différenciés confirment leur rôle multifonctionnel pour la résilience des sols et la protection de l’eau.

En synergie, ces outils offrent des leviers concrets pour réduire l’usage et l’impact négatif des pesticides. Leur efficacité dépend d’une intégration cohérente dans les politiques pour accompagner la transition vers une agriculture productive, résiliente et respectueuse de l’environnement.

Public thesis defense of Akominon (Mathias) TIDJANI

"Optimisation de la gestion de l’eau dans les bas-fonds des zones soudaniennes du Bénin "
 

August 26 - 4 to 7 PM
Océan room - de Serres building 

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Abstract:

TBA

 

Jury members:

Supervisors: 
Prof. Marnik VANCLOOSTER
Prof. Pierre AKPONIKPE (Univ. Parakou, Bénin)

Other jury members:
Prof. Frédéric GASPART, Chairperson
Prof. Charles BIELDERS, Secretary
Dr. Pierre TOVIHOUDJI (Univ. Parakou, Bénin)
Dr. Basile HECTOR (UGA Grenoble/IRD, France)
Ir. Philippe DIERICKX (SPW, Région wallonne, Belg.)

Public thesis defense of Barbara STINGLHAMBER

"Différenciation spatiale du potentiel de transfert modal vers le vélo : méthode d’analyse prospective sur base de facteurs territoriaux 
et comportementaux"
 

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Abstract:

Dans le contexte actuel d’urgence climatique, de congestion urbaine généralisée et de manque d’activité physique, promouvoir l'usage du vélo pour remplacer une partie des trajets réalisés en voiture devient un impératif reconnu à plusieurs niveaux politiques. Les avantages du vélo sont bien documentés : il nécessite peu d’espace, est silencieux, présente un faible impact environnemental et encourage une activité physique modérée. Sur le plan socioéconomique, investir dans le vélo offre un retour sur investissement estimé à près de trois fois la valeur des investissements réalisés. En Wallonie, l’objectif de multiplier par cinq l’usage du vélo d'ici à 2030 appelle une évaluation de la faisabilité de cette ambition, ainsi qu’une réflexion sur les actions et les territoires à prioriser pour engager un véritable transfert modal.
Cette thèse propose une grille d’analyse prospective du potentiel cyclable, structurée autour de quatre composantes clés : l’accessibilité, le domaine vital, la motilité et la perception. Cette méthodologie, en adoptant une approche multifactorielle de la cyclabilité, se distingue de la littérature existante, souvent limitée à l’analyse des infrastructures et de l’aménagement de l’espace urbain.
Des méthodes de modélisation spatialement explicite ont permis d'appliquer cette grille d'analyse de manière détaillée. Elle a été validée à partir d'une enquête de mobilité impliquant 1 600 employés d'une université, d’une part, et à partir des enquêtes de mobilité menées auprès de plus de 2 600 entreprises réparties sur l'ensemble du territoire wallon, d’autre part. Le comportement des cyclistes quant à leur choix d'itinéraire a été reproduit en paramétrant les algorithmes d'analyse réseau des systèmes d'information géographique, sur la base des interviews d'une cinquantaine de cyclistes quotidiens. Deux échelles d'analyse prospective ont été mobilisées sur l'ensemble du territoire wallon : celle de l'ancienne commune et celle de l'entreprise.
Mieux comprendre les choix de mobilité est un enjeu majeur, et cette thèse apporte une perspective novatrice en combinant facteurs sociaux et territoriaux dans une analyse prospective spatialement explicite. Cette approche permet à la fois un ciblage territorial et une priorisation des interventions pour atteindre des objectifs de transfert modal déclinés selon chaque commune. L’approche proposée est applicable à diverses échelles spatiales, facilitant ainsi la comparaison entre territoires et le suivi de l’évolution du potentiel du vélo. Elle permet également d’identifier les facteurs à améliorer pour optimiser l’usage du vélo comme moyen de transport, ainsi que d’évaluer la concrétisation de ce potentiel dans le temps.

 

Jury members:

Co-supervisors: 
Prof. Pierre DEFOURNY - UCLouvain
Prof. Yves HANIN – UCLouvain

President of the jury: 
Prof. Emmanuel HANERT - UCLouvain

Other jury members: 
Dr. Julien RADOUX - UCLouvain
Prof. Patrick RÉRAT - UNIL, Switzerland 
Dr. Tanguy ISAAC - SNCB
Prof. Sebastiaan de GEUS - UCLouvain

Public thesis defense of Maxime THOMAS

"Organo-mineral interactions in permafrost environments affected by physical degradation"
 

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Abstract:

Permafrost soils are found at high latitudes and altitudes, and contain three times more carbon than in the atmosphere. As permafrost thaws, a portion of this carbon - still largely uncertain - is released in the form of greenhouse gases (GHG), resulting in a permafrost carbon-climate-feedback. This feedback still awaits to be integrated in global models of GHG emissions used by the IPCC, but is estimated as equivalent to the emissions from one additional large industrialized country. The uncertainties are partly attributable to the unknown contribution of the thawing of ice-rich permafrost, which manifests by physical degradation, named thermokarst terrains. Another source of uncertainty relates to the proportion of organic carbon (OC) that is linked to mineral surfaces or mineral elements, as mineral-interacting OC. These stabilization mechanisms are presumed to render the corresponding OC fraction less accessible to decomposition and emissions as GHGs. This thesis investigates the abundance, nature and control of mineral-OC interactions in permafrost soils and sediments affected by thermokarst disturbances. Chemical stabilization mechanisms have been shown to stabilize on average 31 ± 12% of total OC, and this pool of mineral-interacting OC is preserved in materials exported by the thermo-erosion process. We also show that historical permafrost thaw dynamics have a decisive influence on the concentration and proportion of mineral-interacting OC in permafrost environments. Finally, we have shown that the formation of lowland thermokarst landscapes has progressed locally five times faster in recent years than in the last few decades, with an expected release of mineral-bound OC. Such findings demonstrate the urgent need to integrate OC-mineral interactions into global ecosystem carbon balance models. This requires establishing links between concentrations and proportions of mineral-interacting OC and GHG emissions.
 

Jury members:

Supervisor: 
Prof. Sophie OPFERGELT – UCLouvain

President of the jury: 
Prof. Emmanuel HANERT – UCLouvain

Other jury members: 
Prof. Veerle VANACKER | UCLouvain
Prof. Sandra ARNDT - Université Libre de Bruxelles
Prof. Julien FOUCHÉ - Institut Agro Montpellier, France
Prof. François JONARD - ULiège

Public thesis defense of Aubry VANDEUREN

"Occurrence and mobility of arsenic and other trace elements in high background concentration soils: A case study in Wallonia (Belgium)"
 

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Abstract:

TBA
 

Jury members:

Supervisors: 
Prof. Pierre DELMELLE - UCLouvain
Prof. Patrick BOGAERT – UCLouvain

President of the jury: 
Prof. Marnik VANCLOOSTER - UCLouvain

Other jury members: 
Prof. Valérie CAPPUYNS - KU LEUVEN - SIM²
Prof. Sophie OPFERGELT | UCLouvain
Prof. Aurélie PELFRÊNE | JUNIA