Le territoire de Villarceaux est un lieu propice aux expérimentations. De nombreux partenariats avec les instituts de recherche agronomique, les écoles d'ingénieurs ou encore avec les réseaux d'acteurs dans le développement rural permettent de créer et de mettre en place des protocoles.
Ainsi, depuis 2003, un essai sur l'autonomie en céréaliculture biologique est mené en partenariat avec Arvalis-Institut du Végétal. Il a été baptisé "Dispositif de la Motte", du nom des parcelles sur lequel il est réalisé. L'objectif est de tester, d'analyser et d'améliorer un système de grandes cultures biologiques affranchi de l'activité d'élevage qui conserve la fertilité du sol et du milieu.
Olivier Ranke, actuel gérant de l'EARL du Chemin Neuf qui exploite les terres de Villarceaux, est également impliqué dans le Réseau Semences paysannes pour la multiplication de variétés anciennes de blé. Depuis décembre 2006, ces cultures sont intégrées à un "Partenariat Institut Citoyens pour la Recherche et pour l'Innovation" (P.I.C.R.I), soutenu par la Région Ile de France. Cette expérimentation en partenariat avec l'INRA de Versailles a pour objectif de sélectionner des blés mieux adaptés aux conditions pédoclimatiques du territoire et de tester la qualité gustative et nutritionnelle du pain issu de ces variétés.
La ferme de la Bergerie accueille aussi une expérimentation menée par Carole Chateil qui effectue une thèse au Muséum National d'Histoire Naturelle sur les relations entre biodiversité sauvage et pratiques culturales . L'essai mis en place à la Bergerie vise plus particulièrement à étudier si la la diversité génétique d'une espèce cultivée favorise la biodiversité sauvage des espèces compagnes des cultures (communautés de plantes et d'arthropodes associés). Concrètement, l'essai consiste en des parcelles expérimentales semées de mélanges de variétés de complexité croissante (variété pure, mélange simple avec trois variétés, mélange plus complexe) .
La Bergerie participe également à des essais organisés par le GAB Ile de France, notamment sur l'effet de différents composts sur la fertilité des sols.
Enfin, signe que la qualité des expérimentations mises en place à la Bergerie est reconnue, le Centre d'Ecodéveloppement de Villarceaux vient d'adhérer à l'Institut Technique de l'agriculture biologique en tant que Centre Technique Spécialisé. Cette adhésion à l'ITAB est un jalon important dans le cheminement vers le projet ambitieux de faire de la Bergerie de Villarceaux une plate forme de recherche en agrobiologie pour la région Ile de France.