Je ne suis pas sûr de comprendre exactement ce que vous voulez faire, mais voici un premier jet :
1) dans chaque fichier `poeme.tex`, on ajoute les lignes suivantes :
\writebib{clef_bib}
{@Book{clef_bib,
champ = {valeur},
champ = {valeur},}
}
Cette fonction (définie ci-dessous) écrira l'entrée bibliographique dans un fichier `.bib`, et fera un `\nocite` pour que la référence biblio soit incluse dans la bibliographie.
2) Dans le fichier principal, on définit cette fonction, et on ajoute la biblio. Grosso modo, ça donne :
\documentclass{article}
\makeatletter
\newwrite\@bib
\immediate\openout\@bib=list.bib
\def\writebib#1#2{%
\expandafter\ifx\csname @poemebib@#1\endcsname\relax
\expandafter\def\csname @poemebib@#1\endcsname{}%
\immediate\write\@bib{#2}%
\nocite{#1}\fi}
\fi
\nocite{#1}}
\AtEndDocument{\immediate\closeout\@bib}
\makeatother
\begin{document}
\title{Mon titre}
\maketitle
\include{poeme1}
\include{poeme2}
\bibliographystyle{plain}
\bibliography{list}
\end{document}