A partir d'une base de données statistiques homogènes et de fonds cartographiques à différents niveaux spatiaux élaborés par nos critères, nous avons dressé un constat du fait urbain au Maghreb. La population urbaine progresse à un rythme soutenu mais donne lieu à une urbanisation qui est loin d'être un processus uniforme dans les territoires et entre les pays. La diversité des situations nationales, l'existence de traditions citadines... expliquent l'hétérogénéité des contextes urbains. L'explosion urbaine fulgurante que connaît l'ensemble du Maghreb est un phénomène récent mais dont le processus a démarré au début du 20ème siècle engendré par la colonisation et les mutations démographiques. Le système urbain des pays du Maghreb se modifie, les mutations sont particulièrement vigoureuses et elles affectent tous les échelons de la hiérarchie urbaine qui tend vers un équilibre. La volonté étatique de diffuser et d'harmoniser le fait urbain dans leur territoire s'est traduit par une stratégie reposant principalement sur les politiques économiques et administratives. Les littoraux concentrent toujours l'essentiel des villes, mais un début d'équilibrage des disparités régionales se met progressivement en place. Les dernières décennies ont vu exploser les tissus urbains et croître les populations urbaines, apparaître des métropoles, émerger des réseaux dynamiques de petites villes ce qui a profondément bouleversé l'armature urbaine de chaque pays. Cependant en près de 40 années, les pays du Maghreb ont construit et organisé des armatures urbaines répondant davantage à leurs objectifs.

Les travaux effectués dans le cadre de ce doctorat se sont intéressés au comportement géomorphologique des littoraux Sud bretons, situés entre la pointe du Talut (Lorient) et l'estuaire de la Vilaine (Penestin). Principalement constitués de côtes basses, composées de falaises altérées ou de systèmes dunes-plages, ces littoraux sont sensibles aux processus d'érosion favorisant le recul du trait de côte. De plus, les pressions anthropiques exercées sur la frange littorale augmentent fortement depuis les années 50 et favorisent une artificialisation croissante des espaces côtiers. Dans ce contexte, ces travaux ont cherché à appréhender l'incidence de la complexité des relations " nature " - " société " dans le fonctionnement géomorphologique de ces littoraux, en s'intéressant plus particulièrement à l'occurrence des processus érosifs. L'analyse est fondée sur une approche multiscalaire et multifactorielle, basée sur trois années de travail terrain, ainsi que sur une analyse spatiale et statistique des variations du trait de côte, sur différents pas de temps. Sur le long terme (échelle de temps pluri-décennale), l'analyse a consisté à mettre en relation les variations du trait de côte mesurées à partir de photographies aériennes avec une base de données SIG décrivant les facteurs contrôlant l'évolution du trait de côte. De cette manière, les relations de dépendances spatiales et statistiques entre les mouvements du trait de côte et ces facteurs ont pu être établies afin de hiérarchiser leurs rôles respectifs. L'analyse a été effectuée sur plusieurs pas de temps en fonction de la disponibilité des clichés aériens. Elle s'est intéressée à cinq systèmes côtiers : le Massif Dunaire Gâvres-Penthièvre, la presqu'île rocheuse de Quiberon, la baie de Quiberon, le Golfe du Morbihan et les plages Sud Est de la presqu'île de Rhuys. Sur le court terme (échelle de temps biannuelle), l'analyse a cherché à caractériser le comportement morphodynamique de 25 plages situées au sein du Massif Dunaire Gâvres-Penthièvre, de la baie de Quiberon et de la Presqu'île de Rhuys, à partir de données granulométriques, de données topographiques et de données modélisées de la houle au large et à la côte. Les résultats obtenus ont été comparés de manière à établir une typologie des comportements morphodynamiques et géomorphologiques. La combinaison des résultats obtenus a permis de proposer des modèles conceptuels du fonctionnement géomorphologique de ces systèmes côtiers et d'analyser la complexité des relations entre " contraintes naturelles " et " contraintes anthropiques ". A l'échelle des systèmes côtiers, les variations du trait de côte, sur les longs et moyens termes, sont principalement expliqués par des contraintes morphologiques et hydrodynamiques. Sur certains pas de temps, les mesures de protections des dunes bordières favorisent la progradation du front dunaire. A une échelle plus fine, le recul du trait de côte est contrôlé par des processus d'érosion accélérée ou par des processus d'érosion anthropique. L'analyse de ces interactions a permis de proposer une typologie des formes de vulnérabilité affectant les côtes de Bretagne Sud, intégrant l'importance relative du contrôle de l'élément anthropique dans l'occurrence et la localisation des processus érosifs.

L'objectif de ce travail est de comprendre les rapports entre l'organisation du territoire, détectable dans le paysage, et la gestion des ressources renouvelables. L'étude est appliquée aux paysages de châtaigneraies en Cévennes. La démarche d'analyse a une entrée spatiale. Elle part d'un état des lieux qui conduit à choisir, dans le domaine d'étude, l'entité spatiale la plus pertinente pour expliquer les aspects naturels et sociaux de la mise en valeur du territoire par l'homme. Pour les Cévennes, l'entité choisie est le quartier rural, qui est le motif élémentaire d'organisation des paysages. Il est composé d'éléments de paysage en interaction. Il peut être combiné à d'autres motifs pour former les paysages. Cela relie le quartier aux autres niveaux d'organisation spatiale. Pour comprendre les aspects spatiaux de la mise en valeur du territoire, une analyse spatiale de type hypothético-déductif suit cet état des lieux. Le motif de quartier est modélisé suivant les principes de la modélisation graphique. Les hypothèses d'organisation spatiale sont validées en partie grâce à la mise en œuvre d'un SIG. La règle spatiale fondamentale de la mise en valeur du territoire est un modèle centre-périphérie, avec une dualité marquée entre l'espace de mise en valeur intensive (bâti, terrasses, prairies, vergers) et l'espace de mise en valeur extensive (châtaigneraies, landes, boisements divers). Cette structure élémentaire est déformée par un système de pente jouant au niveau régional par des gradients d'altitude, et au niveau local par la topographie qui contraint la mise en valeur des terres. L'analyse spatiale est raccordée à une analyse en profondeur des éléments de paysage, par laquelle sont étudiés l'histoire, le fonctionnement et les dynamiques de chacun d'eux, considérés dans leurs aspects spatiaux. Cela permet de valider des hypothèses de mise en valeur du territoire et d'en faire émerger de nouvelles. L'étude des éléments de paysage permet d'établir des modèles de gestion des ressources. En particulier, une typologie des châtaigneraies est proposée, selon des critères spatiaux. Des modèles de fonctionnement sont construits pour chaque type. L'articulation entre le modèle spatial du quartier et le fonctionnement des éléments de paysage permet de comprendre les rapports entre l'organisation du territoire et les pratiques rurales. Des modèles graphiques spatio-temporels sont proposés pour les pratiques de gestion des ressources renouvelables qui s'exercent sur les paysages à châtaigneraie cévenol (élevage, gestion du feu, récoltes, cueillettes, chasse). Ces modèles synthétisent la transcription spatiale de ces pratiques au cours de l'année. Leur mise en correspondance permet de déceler les enjeux spatiaux de la gestion des ressources et les confrontations entre acteurs qu'ils génèrent. Enfin, les rapports entre l'organisation du territoire et la gestion des ressources sont considérés sous l'angle de leurs dynamiques. Pour comprendre l'évolution de la mise en valeur de petits territoires cévenols, trois méthodes d'analyse sont mises en œuvre : la comparaison par un SIG de deux états successifs d'un même territoire ; la mise en relation par un SIG d'un état de référence du territoire avec la chronique des événements qui l'ont modelé ; le croisement des modèles de fonctionnement des types de châtaigneraies avec une matrice d'évolution des surfaces au cours du temps. Une synthèse montre comment ces trois méthodes peuvent être intégrées pour la gestion de l'espace rural.

La pollution des sols correspond à une problématique récente. Au même titre que l'eau et l'air, la contamination des sols industriels constitue un risque pour la santé humaine et une menace pour la protection de l'environnement, et doit donc faire l'objet d'une réhabilitation. Toutefois la volonté politique française en la matière ne s'étant affirmée qu'à partir des années 1990, les outils de gestion des sols contaminés restent encore à développer. Pour cela une réflexion a été engagée afin de mettre au point, à partir de l'expérience acquise dans les autres pays industrialisés et à partir des connaissances actuelles, des outils méthodologiques d'aide à la gestion des sites contaminés, en particulier lors des étapes : - d'évaluation de l'état de pollution du site, notamment par la caractérisation du niveau de danger et de risque que présente un site contaminé. Pour cela nous avons développé un outil, appelé TRACES (Tool for Risk Assessment from Chemical Exposure to Soils) permettant un diagnostic progressif dans le but d'établir l'opportunité d'une réhabilitation et de déterminer les objectifs de cette réhabilitation éventuelle, - d'identification des filières de réhabilitation les plus adaptées pour le traitement des sols pollués basée sur une méthode d'analyse multicritère, ELECTRE III, permettant d'intégrer les intérêts de chaque acteur de la réhabilitation, ce qui a abouti à l'outil RACES (Remediai Alternative Classification and Evaluation System). A travers ce travail, nous avons pu mettre en évidence l'importance d'outils méthodologiques pour faciliter et accélérer la prise de décision grâce à une approche structurée, objective et transparente des sols contaminés.

Cette recherche a été menée dans le cadre d'un programme ORSTOM/IRD "environnement et santé" dans le sud-ouest du Burkina Faso entre 1993 et 1995. Ce pays communément classé parmi les plus pauvres de la planète bénéficie de multiples aides financières, techniques... tant des ONG que des organismes internationaux comme la Banque Mondiale. L'orientation des politiques sanitaires est fortement influencée par l'OMS qui a lancé de nombreux slogans associés à des engagements dont "la santé pour tous d'ici Tan 2000", plus connu sous le nom de politique d'Alma-Ata, est le plus marquant. Cette étude qui s'inscrit dans les travaux de géographie de la santé a tenté d'évaluer l'impact de cette politique au Burkina Faso. Une géographie de l'offre de soins publics a ainsi été réalisée en s'appuyant sur l'organisation territoriale. Dans cette optique, deux approches ont été privilégiées: * celle de l'État puisque dans les politiques de développement les structures de soins constituent des éléments de base attribués aux villages selon des critères qui ne respectent pas uniquement les règles statistiques, * celle de la population dont l'organisation sociale et la pratique du territoire viennent parfois en contradiction avec la représentation du territoire par l'État. Cette double approche vise à comprendre l'inadéquation constatée entre offre et demande de soins au Burkina Faso. Elle a été rendue possible grâce à des niveaux d'analyse différents.

Les réseaux techniques sont des infrastructures critiques qui peuvent être vulnérables aux inondations. Leur bon fonctionnement représente donc un enjeu majeur pour la gestion des risques et des territoires. Cette recherche postule que l'analyse de la résilience des réseaux techniques constitue un préalable nécessaire, mais non suffisant, à la mise en place de politiques d'amélioration de la résilience urbaine face aux inondations. Une méthodologie d'analyse de la résilience des réseaux techniques est proposée. Elle requiert l'analyse des capacités de résistance, d'absorption et de récupération de ces réseaux. Dans ce cadre, des développements ont été réalisés afin d'analyser les propriétés structurelles des réseaux techniques, les interdépendances entre les réseaux techniques et la remise en service de ces réseaux. Ces développements reposent principalement sur la théorie des graphes, les méthodes issues de la Sûreté de Fonctionnement, l'optimisation linéaire et l'analyse spatiale. Enfin, un prototype web-SIG a été développé puis appliqué à la ville de Dublin.

Les ‘laves torrentielles' constituent un risque naturel majeur dans la plupart des zones de montagne. Ce terme désigne des volumes importants d'un mélange d'eau, de sédiments de toute taille et de matières organiques, fortement concentré s'écoulant dans les torrents de montagne. L'énergie considérable mise en jeu et la taille parfois considérable des bassins versants torrentiels rendent souvent peu efficaces les solutions techniques de protection contre ces écoulements. Traditionnellement, les études cherchant à évaluer les volumes sédimentaires potentiellement mobilisables portent soit sur la production détritique des versants, soit sur la fourniture sédimentaire uniquement en sortie de bassin versant, mais rarement sur l'évaluation des matériaux sources potentiellement mobilisables provenant à la fois du lit et des versants. Ainsi, des travaux scientifiques ont été engagés sur la base d'une meilleure connaissance du fonctionnement des laves torrentielles. Pour cela, nous avons développé une approche fondée sur l'analyse spatiale (mesuresn observations in-situ et cartographie SIG), des essais de caractérisation physique, géomécanique et rhéologique et une modélisation numérique. Le site expérimental du torrent de Faucon (Alpes du Sud), où deux importantes laves se sont déclenchées au cours de ces dix dernières années, a été choisi pour cette étude. La complexité des laves ne permet pas d'utiliser un seul code couplé, ainsi pour chacune des trois phases des laves (déclenchement, propagation et dépôt/étalement) des modèles spécifiques ont été utilisés. Cette thèse contribue à améliorer la connaissance scientifique des processus torrentiels et propose de nouvelles pistes de recherche pour le développement de futurs modèles.

Les versants du plateau du Pays d'Auge (Normandie, France) sont régulièrement affectés par des phénomènes d'instabilité. En dépit d'un risque avéré, peu de travaux de recherches ont été effectués sur ces phénomènes complexes dans ce secteur à la topographie peu prononcée. Ce travail de recherche vise ainsi à combler le manque de connaissance sur les processus locaux et à proposer des approches permettant d'établir une cartographie préventive. Les objectifs sont concentrés sur deux points majeurs : (1) observation et caractérisation des phénomènes hydro-gravitaires (inventaire, typologie et cartographie géomorphologique) ; (2) cartographie de la susceptibilité aux glissements de terrain à échelle du 1/50.000ème et du 1/10.000ème. Ce travail de thèse a permis d'établir une typologie détaillée des mouvements de versant de la partie continentale du Pays d'Auge. Celle-ci a servi de support de base pour la réalisation d'inventaires des phénomènes à différentes échelles. Plusieurs jeux de données, représentant les facteurs de prédisposition des glissements de terrain ont été acquis, avec une attention particulière portée sur la qualité des données, leur coût et leur adaptation à l'échelle de travail. Le travail s'est focalisé sur la comparaison entre les approches dites "expertes", "semi-expertes" et les approches probabilistes (régression logistique) pour la cartographie de la susceptibilité. Les résultats montrent que les approches probabilistes peuvent être complémentaires avec des approches expertes, constituant une aide dans le choix des facteurs à prendre en compte pour la cartographie, mais restent très largement dépendantes de la qualité des données.

Cette thèse s'est intéressée à l'intégration des Systèmes d'Information Géographique, dans les domaines de la formation en géosciences appliquées et sciences de l'environnement. L'étude de cette intégration et des difficultés qui l'accompagnent, s'est articulée autour de trois dimensions : 1. une dimension cognitive, pour explorer les approches et les méthodes qui permettent d'étudier la façon de raisonner d'utilisateurs expérimentés ou novices, face à la résolution de problèmes spatiaux avec les SIG ; 2. une dimension didactique pour, à partir des différences entre les raisonnements des experts et des novices, identifier et intégrer les démarches expertes utilisables dans les stratégies de résolution des apprenants ; 3. une dimension pédagogique, pour concevoir, en s'appuyant sur les acquis cognitifs et didactiques, des dispositifs de formation innovateurs, en adéquation avec les demandes du monde professionnel. Afin de limiter notre champ d'étude, il a été nécessaire d'effectuer une analyse des pratiques de cartographie et SIG dans les domaines des Géosciences et de l'Ingénierie de l'Environnement et effecteur des choix pertinentes dans une perspective pédagogique, professionnelle et sociétale. Nous nous sommes intéressés à une activité de cartographie particulière : la cartographie d'aptitude réalisée avec des méthodes d'analyses spatiales multicritères pour la localisation de site(s) apte(s) à répondre à une problématique environnementale. En effet, cette méthode implique, d'un point de vue pédagogique, une approche progressive et complète à l'usage des SIG. Elle a un caractère professionnalisant, car elle est d'usage dans les projets environnementaux et, enfin, elle appuie le débat sur les choix territoriaux qui impliquent des prises de décisions. C'est lors de la réalisation de cette activité de cartographie d'aptitude que différents types d'utilisateurs ont été observés : des experts et des étudiants issus de notre entourage académique et professionnel. Nous avons élaboré un protocole expérimental exploratoire qui a permis de recueillir des données écrites et orales. Les analyses des données issues de la phase expérimentale ont été guidées par les cadres qui relèvent des sciences cognitives : sur le plan théorique, pour la définition des mécanismes visuo-cognitifs impliqués dans les raisonnements, et sur le plan méthodologique pour l'approche qualitative et quantitative d'analyse de données verbales. En termes de résultats, des composants des processus de raisonnement qui interviennent dans la réalisation et perception de la carte d'aptitude, ont été identifiés. De plus, les différences d'occurrences d'actions, d'opérations et de concepts mobilisés par les experts et les novices dans le même contexte, ont pu être mesurées. La comparaison des différentes stratégies adoptées par les expertes et par les étudiants a permis ensuite de ré-penser les dispositifs de formation, avec des aides didactiques qui ciblent les lacunes des étudiants. Le vrai défi de cette thèse a été l'apport pluridisciplinaire à la cartographie et aux SIG dans les Sciences de l'Information Géographique. En apportant des connaissances de la psychologie cognitive, de la didactique des sciences et des sciences de l'éducation, cette thèse a contribué à une meilleure compréhension de certains processus de représentations et d'appropriation des SIG, lors de la production cartographique et de son interprétation. Cette compréhension peut contribuer à améliorer les représentations ou à en proposer de nouvelles, favorisant ainsi la construction de la connaissance spatiale.

Cette thèse s'est intéressée à l'intégration des Systèmes d'Information Géographique, dans les domaines de la formation en géosciences appliquées et sciences de l'environnement. L'étude de cette intégration et des difficultés qui l'accompagnent, s'est articulée autour de trois dimensions : 1. une dimension cognitive, pour explorer les approches et les méthodes qui permettent d'étudier la façon de raisonner d'utilisateurs expérimentés ou novices, face à la résolution de problèmes spatiaux avec les SIG ; 2. une dimension didactique pour, à partir des différences entre les raisonnements des experts et des novices, identifier et intégrer les démarches expertes utilisables dans les stratégies de résolution des apprenants ; 3. une dimension pédagogique, pour concevoir, en s'appuyant sur les acquis cognitifs et didactiques, des dispositifs de formation innovateurs, en adéquation avec les demandes du monde professionnel. Afin de limiter notre champ d'étude, il a été nécessaire d'effectuer une analyse des pratiques de cartographie et SIG dans les domaines des Géosciences et de l'Ingénierie de l'Environnement et effecteur des choix pertinentes dans une perspective pédagogique, professionnelle et sociétale. Nous nous sommes intéressés à une activité de cartographie particulière : la cartographie d'aptitude réalisée avec des méthodes d'analyses spatiales multicritères pour la localisation de site(s) apte(s) à répondre à une problématique environnementale. En effet, cette méthode implique, d'un point de vue pédagogique, une approche progressive et complète à l'usage des SIG. Elle a un caractère professionnalisant, car elle est d'usage dans les projets environnementaux et, enfin, elle appuie le débat sur les choix territoriaux qui impliquent des prises de décisions. C'est lors de la réalisation de cette activité de cartographie d'aptitude que différents types d'utilisateurs ont été observés : des experts et des étudiants issus de notre entourage académique et professionnel. Nous avons élaboré un protocole expérimental exploratoire qui a permis de recueillir des données écrites et orales. Les analyses des données issues de la phase expérimentale ont été guidées par les cadres qui relèvent des sciences cognitives : sur le plan théorique, pour la définition des mécanismes visuo-cognitifs impliqués dans les raisonnements, et sur le plan méthodologique pour l'approche qualitative et quantitative d'analyse de données verbales. En termes de résultats, des composants des processus de raisonnement qui interviennent dans la réalisation et perception de la carte d'aptitude, ont été identifiés. De plus, les différences d'occurrences d'actions, d'opérations et de concepts mobilisés par les experts et les novices dans le même contexte, ont pu être mesurées. La comparaison des différentes stratégies adoptées par les expertes et par les étudiants a permis ensuite de ré-penser les dispositifs de formation, avec des aides didactiques qui ciblent les lacunes des étudiants. Le vrai défi de cette thèse a été l'apport pluridisciplinaire à la cartographie et aux SIG dans les Sciences de l'Information Géographique. En apportant des connaissances de la psychologie cognitive, de la didactique des sciences et des sciences de l'éducation, cette thèse a contribué à une meilleure compréhension de certains processus de représentations et d'appropriation des SIG, lors de la production cartographique et de son interprétation. Cette compréhension peut contribuer à améliorer les représentations ou à en proposer de nouvelles, favorisant ainsi la construction de la connaissance spatiale.