Dans cet article, on traite de l’adaptation des systèmes de grande culture, finalisée par une baisse de l’utilisation des énergies fossiles. On combine une analyse des leviers agronomiques utilisables, et les résultats de trois dispositifs : un dispositif d’expérimentation factorielle permettant d’évaluer le bénéfice de l’introduction de légumineuses à l’échelle de l’itinéraire technique (mélanges d’espèces) ; un dispositif d’essai-système visant l’économie d’énergie fossile à l’échelle du système de culture tout en préservant un potentiel de production élevé et en atteignant de hauts standards environnementaux ; plusieurs expériences de conception de systèmes de culture mobilisant différents leviers, dans des conditions variées de marché et de pédoclimats. A l’échelle de l’itinéraire technique, en culture annuelle, la consommation énergétique des mélanges graminées-légumineuses par tonne de biomasse produite est baissée d’environ un tiers par rapport aux légumineuses pures ou graminées fertilisées ; en culture pluriannuelle, les mélanges non fertilisés ont les mêmes performances énergétiques que la luzerne par tonne produite, et leur consommation est deux à quatre fois plus faible que pour des graminées pures, selon la graminée considérée et le niveau de fertilisation. A l’échelle du système de culture, l’évaluation du système conçu pour diminuer la consommation d’énergie fossile permet une économie d’environ un tiers, avec toutefois une baisse des rendements sur certaines cultures. Enfin, les travaux de conception avec les agriculteurs de systèmes innovants intégrant des changements de pratique montrent qu’on peut aboutir à des systèmes aux performances simulées robustes, intégrant certains impératifs ou souhaits spécifiques des agriculteurs.