Cette thèse défend l’intérêt d’appliquer une démarche d’analyse exploratoire de données spatiales pour examiner un phénomène complexe irréductible, dans un contexte limité en données : le paludisme-infection à Dakar. Chaque partie du système pathogène du paludisme est nécessaire mais non suffisante au fonctionnement du système. Il n’y a paludisme-infection que lorsque les trois composantes sont en contact : le parasite, le vecteur et l’hôte humain. La recherche des lieux où ces contacts peuvent s’opérer facilement est donc primordiale dans la lutte contre le paludisme et l’amélioration des programmes visant à la diminution voire l’élimination de la maladie. L’analyse exploratoire, encore très peu appliquée dans les pays dits du Sud, se définit ainsi comme une démarche de recherche mais aussi comme un moyen d’apporter des réponses aux besoins sanitaires. Elle pousse à l’observation, sous différents angles, des déterminants sociaux qui sont impliqués dans la réalisation du phénomène, tout comme à l’examen des interactions existantes entre eux. Nous avons récolté des informations quantitatives variées, en lien direct et indirect avec l’étude du paludisme. Interprétation d’images satellites, données censitaires, résultats d’enquêtes sociales et sanitaires ont été intégrées dans un système d’information géographique pour décrire la ville et ses habitants. Le croisement de ces sources a permis d’étudier les faces spatiales du risque épidémique palustre. Le recours à des analyses statistiques et géostatistiques, bivariées et multivariées, a permis de souligner que le risque d’infection des populations dépendait fortement d’une distance, que l’on a qualifié de sociale. / This thesis applies an Exploratory Spatial Data Analysis (ESDA) approach to study a complex phenomenon in a data scarce environment: malaria infection in Dakar. Each component of the malaria pathogenic system is necessary but not sufficient to result in an infection when acting in isolation. For malaria infection to occur, three components need to interact: the parasite, the vector, and the human host. The identification of areas where these three components can easily interact is therefore essential in the fight against malaria and the improvement of programs for the prevention and control or elimination of the disease. ESDA, still rarely applied in developing countries, is thus defined as a research approach but also as a way to provide answers to global health challenges. It leads to observation, from different angles, on the social and spatial determinants of malaria infection, as well as the examination of existing interactions between its three components. Several streams of quantitative information were collected, both directly and indirectly related to the study of malaria. More specifically, multi-temporal satellite imagery, census data, and results from social and health surveys have been integrated into a Geographic Information System (GIS) to describe the city and its inhabitants. Combining these datasets has enabled to study the spatial variability of the risk of malaria infection.

Dans le développement récent des sciences de réseau, réseaux contraints spatiales sont devenues un objet d'une enquête approfondie. Spatiales des réseaux de contraintes sont intégrées dans l'espace de configuration. Leurs structures et les dynamiques sont influencées par la distance spatiale. Ceci est prouvé par les données empiriques de plus en plus sur des systèmes réels montrant des lois exponentielles ou de distribution d'énergie distance spatiale de liens. Dans cette thèse, nous nous concentrons sur la structure de réseau spatial avec une distribution en loi de puissance spatiale. Plusieurs mécanismes de formation de la structure et de la dynamique de diffusion sur ces réseaux sont pris en considération. D'abord, nous proposons un réseau évolutif construit en l'espace de configuration d'un mécanisme de concurrence entre le degré et les préférences de distance spatiale. Ce mécanisme est décrit par un a^'fc- + (1 -- a)^'lL_,1, où ki est le degré du noeud i et rni est la distance spatiale entre les noeuds n et i. En réglant le paramètre a, le réseau peut être fait pour changer en continu à partir du réseau spatiale entraînée (a = 0) pour le réseau sans échelle (a = 1). La structure topologique de notre modèle est comparé aux données empiriques de réseau de courrier électronique avec un bon accord. Sur cette base, nous nous concentrons sur la dynamique de diffusion sur le réseau axé sur spatiale (a -- 0). Le premier modèle, nous avons utilisé est fréquemment employée dans l'étude de la propagation de l'épidémie: ['spatiale susceptible-infecté-susceptible (SIS) modèle. Ici, le taux de propagation entre deux noeuds connectés est inversement proportionnelle à leur distance spatiale. Le résultat montre que la diffusion efficace de temps augmente avec l'augmentation de a. L'existence d'seuil épidémique générique est observée, dont la valeur dépend du paramètre a Le seuil épidémique maximum et le ratio minimum fixe de noeuds infectés localiser simultanément dans le intervalle 1.5 < a < 2.Puisque le réseau spatiale axée a bien défini la distance spatiale, ce modèle offre une occasion d'étudier la dynamique de diffusion en utilisant les techniques habituelles de la mécanique statistique. Tout d'abord, compte tenu du fait que la diffusion est anormale en général en raison de l'importante long plage de propagation, nous introduisons un coefficient de diffusion composite qui est la somme de la diffusion d'habitude constante D des lois de la Fick appliqué sur différentes distances de transfert possibles sur le réseau. Comme prévu, ce coefficient composite diminue avec l'augmentation de a. et est une bonne mesure de l'efficacité de la diffusion. Notre seconde approche pour cette diffusion anormale est de calculer le déplacement quadratique moyen (l²) à identifier une constante de diffusion D' et le degré de la anomalousness y avec l'aide de la loi de puissance (l²) = 4D'ty. D' comportements de la même manière que D, i.e.. elle diminue avec l'augmentation de a. y est inférieur à l'unité (subdiffusion) et tend à un (diffusion normale) que a augmente.

Les adultes conspécifiques (ou évolutivement proches) réduisent le recrutement des graines/plantules à leur proximité, à cause d’une forte pression de prédation par des ennemis spécialistes ou peu mobiles (Hypothèse de Janzen-Connell). Cependant, l’importance de l’effet Janzen-Connell reste controversé, suggérant que les interactions entre adultes et plantules ne se restreignent pas aux adultes conspécifiques proches, ni aux ennemis spécialistes : les adultes hétérospécifiques, la taille des adultes et la représentation de leur lignée dans la canopée pourraient aussi contrôler le recrutement des plantules. De plus, les effets des adultes sur les graines/plantules pourraient être médiés par des ennemis généralistes et très mobiles, par des champignons mutualistes et par certaines conditions micro-environnementales. Nous avons étudié les effets des arbres adultes sur le recrutement des graines/plantules de chêne, via les ennemis mobiles, les champignons mutualistes et enfin les conditions micro-environnementales. Nos résultats démontrent que : (i) un adulte conspécifique empêche le recrutement des plantules à proximité, via une accumulation des décomposeurs spécialistes qui augmentent la qualité nutritionnelle des plantules, attirant ainsi les ennemis. De plus, un adulte de grande taille attire des herbivores mollusques ; (ii) un adulte hétérospécifique favorise le recrutement des plantules à sa proximité, en réduisant l’herbivorie et en améliorant le microenvironnement ; (iii) une canopée évolutivement proche favorise le recrutement des graines et plantules, en rassasiant les prédateurs de graines et en augmentant le soutien par les mycorhizes, respectivement. Ainsi, nos résultats permettent d’identifier les structures forestières optimales pour le recrutement du chêne. De plus, nos résultats suggèrent que le recrutement maintient les chênes proches de leurs espèces apparentées et donc dans leur niche ancestrale. / Conspecific (or closely related) adults reduce seed/seedling recruitment in their proximity, due to high pressure from specialized or little mobile enemies (Janzen-Connell Hypothesis). However, the importance of the Janzen-Connell effect remains controversial, suggesting that interactions between adults and seedlings are not restricted to close conspecific adults, nor to specialized enemies: heterospecific adults, size of adults and dominance of their lineage in the canopy may also control seed/seedling recruitment. Moreover, effects of adults on seeds/seedlings may be mediated by generalist or mobile enemies, fungal mutualists, and microenvironmental conditions. We studied the effect of adult trees on recruitment of oak seeds/seedlings, via mobile enemies, fungal mutualists, and finally microenvironmental conditions. Our results demonstrated that (i) a conspecific adult impedes recruitment of proximate seedlings by accumulating specialist decomposers that favor nutritional quality of seedlings and thereby attract herbivores. Moreover, a large adult attracts mollusk herbivores; (ii) a heterospecific adult favors recruitment of proximate seedlings, by reducing herbivory and improving the micro-environment; (iii) a closely related canopy favors seeds and seedlings recruitment, by oversaturating seed predators and increasing mycorrhizal support, respectively. Hence, our results permit to identify forest structures that are optimal for oak recruitment. Moreover, our results suggest that recruitment maintain oaks close to related species, in their ancestral niche.

Dans le développement récent des sciences de réseau, réseaux contraints spatiales sont devenues un objet d'une enquête approfondie. Spatiales des réseaux de contraintes sont intégrées dans l'espace de configuration. Leurs structures et les dynamiques sont influencées par la distance spatiale. Ceci est prouvé par les données empiriques de plus en plus sur des systèmes réels montrant des lois exponentielles ou de distribution d'énergie distance spatiale de liens. Dans cette thèse, nous nous concentrons sur la structure de réseau spatial avec une distribution en loi de puissance spatiale. Plusieurs mécanismes de formation de la structure et de la dynamique de diffusion sur ces réseaux sont pris en considération. D'abord, nous proposons un réseau évolutif construit en l'espace de configuration d'un mécanisme de concurrence entre le degré et les préférences de distance spatiale. Ce mécanisme est décrit par un a^'fc- + (1 — a)^'lL_,1, où ki est le degré du noeud i et rni est la distance spatiale entre les noeuds n et i. En réglant le paramètre a, le réseau peut être fait pour changer en continu à partir du réseau spatiale entraînée (a = 0) pour le réseau sans échelle (a = 1). La structure topologique de notre modèle est comparé aux données empiriques de réseau de courrier électronique avec un bon accord. Sur cette base, nous nous concentrons sur la dynamique de diffusion sur le réseau axé sur spatiale (a — 0). Le premier modèle, nous avons utilisé est fréquemment employée dans l'étude de la propagation de l'épidémie: ['spatiale susceptible-infecté-susceptible (SIS) modèle. Ici, le taux de propagation entre deux noeuds connectés est inversement proportionnelle à leur distance spatiale. Le résultat montre que la diffusion efficace de temps augmente avec l'augmentation de a. L'existence d'seuil épidémique générique est observée, dont la valeur dépend du paramètre a Le seuil épidémique maximum et le ratio minimum fixe de noeuds infectés localiser simultanément dans le intervalle 1.5 < a < 2.Puisque le réseau spatiale axée a bien défini la distance spatiale, ce modèle offre une occasion d'étudier la dynamique de diffusion en utilisant les techniques habituelles de la mécanique statistique. Tout d'abord, compte tenu du fait que la diffusion est anormale en général en raison de l'importante long plage de propagation, nous introduisons un coefficient de diffusion composite qui est la somme de la diffusion d'habitude constante D des lois de la Fick appliqué sur différentes distances de transfert possibles sur le réseau. Comme prévu, ce coefficient composite diminue avec l'augmentation de a. et est une bonne mesure de l'efficacité de la diffusion. Notre seconde approche pour cette diffusion anormale est de calculer le déplacement quadratique moyen (l²) à identifier une constante de diffusion D' et le degré de la anomalousness y avec l'aide de la loi de puissance (l²) = 4D'ty. D' comportements de la même manière que D, i.e.. elle diminue avec l'augmentation de a. y est inférieur à l'unité (subdiffusion) et tend à un (diffusion normale) que a augmente. / In the recent development of network sciences, spatial constrained networks have become an object of extensive investigation. Spatial constrained networks are embedded in configuration space. Their structures and dynamics are influenced by spatial distance. This is proved by more and more empirical data on real Systems showing exponential or power laws spatial distance distribution of links. In this dissertation, we focus on the structure of spatial network with power law spatial distribution. Several mechanisms of structure formation and diffusion dynamics on these networks are considered. First we propose an evolutionary network constructed in the configuration space with a competing mechanism between the degree and the spatial distance preferences. This mechanism is described by a ki + (1 — a), where ki is the degree of node i and rni is the spatial distance between nodes n and i. By adjusting parameter a, the network can be made to change continuously from the spatial driven network (a = 0) to the scale-free network (a = 1). The topological structure of our model is compared to the empirical data from email network with good agreement. On this basis, we focus on the diffusion dynamics on spatial driven network (a = 0). The first model we used is frequently employed in the study of epidemie spreading : the spatial susceptible-infected-susceptible (SIS) model. Here the spreading rate between two connected nodes is inversely proportional to their spatial distance. The result shows that the effective spreading time increases with increasing a. The existence of generic epidemic threshold is observed, whose value dépends on parameter a. The maximum épidemic threshold and the minimum stationary ratio of infected nodes simultaneously locate in the interval 1.5 < a < 2. Since the spatial driven network has well defined spatial distance, this model offers an occasion to study the diffusion dynamics by using the usual techniques of statistical mechanics. First, considering the fact that the diffusion is anomalous in general due to the important long-range spreading, we introduce a composite diffusion coefficient which is the sum of the usual diffusion constant D of the Fick's laws applied over different possible transfer distances on the network. As expected, this composite coefficient decreases with increasing a and is a good measure of the efficiency of the diffusion. Our second approach to this anomalous diffusion is to calculate the mean square displacement (l²) to identify a diffusion constant D' and the degree of thé anomalousness y with the help of the power law {l²} = 4D'ty. D' behaviors in the same way as D, i.e., it decreases with increasing a. y is smaller than unity (subdiffusion) and tends to one (normal diffusion) as a increases.