Les associations céréales-légumineuses constituent un des systèmes de culture les plus couramment pratiqués en Afrique sub-saharienne. Malgré les multiples avantages agroécologiques de l'association, les rendements de l'association sorgho-niébé sont faibles en zone soudano-sahélienne du Burkina Faso. Notre étude vise à améliorer la productivité de ce système de culture, en se basant sur la diversité variétale. De façon spécifique, notre étude vise à (i) caractériser le type d'association sorgho-niébé le plus pratiqué dans la zone soudano-sahélienne, (ii) sélectionner des variétés contrastées de sorgho et de niébé, acceptables par les producteurs pour l'association, (iii) évaluer les performances agronomiques de 13 variétés de sorgho en association et identifier les traits agro-morphologiques des variétés améliorant la productivité dans ce système de culture, (iv) évaluer l'effet de 11 variétés de niébé sur les performances agronomiques du sorgho et du niébé en association et (v) évaluer le potentiel d'adaptation des associations sorgho-niébé aux climats futurs. Pour atteindre ces objectifs, des groupes de discussion, des enquêtes individuelles auprès de 170 producteurs et un suivi de 80 parcelles paysannes ont été réalisés dans trois communes de la région du Centre-Nord du Burkina Faso. Ensuite, une sélection participative de variétés de sorgho et de niébé a été conduite à la station de recherche de Saria dans le Centre-Ouest du pays. Deux expérimentations distinctes ont été conduites afin d'évaluer les performances agronomiques des variétés sélectionnées soit, 13 variétés de sorgho en association avec une même variété de niébé d'une part, et d'autre part, 11 variétés de niébé en association avec une même variété de sorgho. Enfin, le modèle de culture STICS a été calibré et utilisé pour évaluer l'effet des climats futurs sur les rendements du sorgho et du niébé en fonction des variétés et des systèmes de culture. Les résultats ont montré que l'association sorgho-nié