La densification des zones urbaines et leur extension périphérique tendent à modifier fortement les paysages et les modes de vie dans ces zones. Les espaces verts urbains deviennent des éléments incontournables de l'urbanisme moderne. Ceux-ci contribuent à l'apparence « durable » des politiques de la ville et sont plébiscités par les citoyens. Malgré la diffusion des enquêtes d'opinion sur les espaces verts et des rapports des pouvoirs publics sur les enjeux sous-jacents, peu d'analyses économiques leurs sont consacrées. Face à ce constat, une meilleure connaissance et compréhension des espaces verts s'avèrent nécessaires. Leur caractère non marchand nous renvoie à la problématique de la gestion des biens collectifs. Nous identifions les sources de défaillances du marché afin de mettre en exergue le fond des problèmes économiques inhérents à l'allocation des espaces verts. Il ressort de cette analyse le besoin d'identifier les préférences individuelles et d'appréhender les choix publics par le biais d'une démarche positive et empirique. L'application de la méthode des prix hédonistes dans la ville d'Angers permet de mettre en évidence que les ménages résidents accordent de la valeur aux espaces verts. Grâce à l'utilisation d'indicateurs issus de l'écologie du paysage, nous montrons que l'accessibilité à des espaces verts, mais aussi leur répartition, influencent les choix de localisation résidentielle. L'identification d'une demande nous conduit à considérer l'offre locale des espaces verts. Pour ce faire, nous construisons trois échantillons à partir d'une enquête et d'un système d'information géographique. Nous testons le modèle de l'électeur médian pour les communes de la région des Pays de la Loire, puis nous testons le modèle d'interactions horizontales dans des échantillons de communes du département de la Loire-Atlantique et de l'aire urbaine d'Angers. Nos résultats permettent d'identifier l'existence de comportements mimétiques entre les communes.

Ce travail de thèse est destiné à l'élaboration d'une méthodologie d'analyse des risques issus des pollutions accidentelles par hydrocarbures. Cette méthodologie s'appuie sur l'intégration d'outils de modélisation des phénomènes complexes de pollution des eaux souterraines par les LN APL ("Light Non Aqueous Phase Liquids"). En zone non saturée, il s'agit de représenter un écoulement polyphasique puisque les phases air, eau et huile coexistent. La modélisation de la propagation d'une pollution polyphasique se heurte aux limites dues aux nombreuses incertitudes introduites par les phénomènes de non-linéarité. Néanmoins, les échelles spatiales et temporelles sont plus petites qu'en zone saturée. De ce fait, 1' erreur introduite pour 1' estimation des risques est moins importante. En zone saturée, la propagation de la pollution se fait sous forme dissoute. Nous effectuons la simulation par approche hydrodispersive. Dans cette zone, la direction de propagation est essentiellement horizontale. Il est donc nécessaire de disposer d'un outil d'analyse spatiale pour estimer les risques de propagation. Pour obtenir une erreur homogène sur tout le trajet de propagation d'une pollution ponctuelle, il faut prendre en compte l'influence de l'échelle à laquelle les coefficients de dispersivité sont déterminés. A l'aide d'un système d'information géographique, les paramètres d'un site d'application test sont introduits dans les modèles hydrodynamiques. L'interprétation des résultats s'effectue par analyse spatiale pour représenter l'évolution spatio-temporelle de la propagation de la pollution.

Classiquement étudié par différentes disciplines scientifiques, le domaine de l'eau est au cœur des préoccupations environnementales contemporaines. En Europe, l'évaluation et le suivi de l'état écologique des "masses d'eau" sont désormais exigés par la législation communautaire, la directive cadre sur l'eau (DCE - 2000/60/CE) fixant des objectifs pour leur préservation ou leur restauration le cas échéant. Dans ce contexte, des expériences d'utilisation de l'imagerie satellitaire en appui au suivi écologique des eaux se sont succédées en Europe, notamment pour les masses d'eau côtières et pour les grands lacs. Malgré cela, la précision spatiale de l'imagerie utilisée pour ce type de suivi ne permet pas l'observation fine de secteurs littoraux très proches de la côte ou de lacs avec une surface réduite (par ex. inférieure à 5 km²). Pour ces espaces aquatiques particuliers, pourtant très nombreux, l'utilisation de la télédétection satellitaire est moins sollicitée. Cette recherche doctorale a été réalisée sur une zone littorale réunissant plusieurs de ces espaces aquatiques peu investigués par la télédétection satellitaire. Situé à la frontière orientale de l'Europe et à distance égale du pôle nord et de la ligne de l'équateur, le delta du Danube, en tant qu'espace naturel remarquable, bénéficie de différents statuts de protection (réserve de biosphère, site RAMSAR, patrimoine mondial naturel de l'UNESCO). Ceux-ci s'expliquent en grande partie par la forte diversité d'espaces aquatiques aussi bien sur la plaine deltaïque que sur la zone côtière adjacente (bras de fleuve, chenaux, lacs, baies, golfes, marais, îles-barrières). Ce continuum hétérogène, constituant l'hydrosystème du delta du Danube, et son prolongement en mer côtière, sont l'objet principal de ce doctorat. La notion d'échelle occupe une place centrale dans notre démarche d'analyse puisque l'on est à l'intersection de deux grands systèmes (le bassin versant du Danube et la mer Noire) dont les étendues sont de deux ordres de grandeurs plus vastes que celle du delta ; la dimension temporelle est aussi fondamentale dans la mesure où les processus de morphogénèse et de remaniement (naturels et anthropiques) se font fortement ressentir et se traduisent par une mobilité importante des formes de relief ainsi que des éléments de l'hydrographie deltaïque. Au delà des évolutions sur le moyen et long terme, la variabilité spatio-temporelle contemporaine des eaux au pas de temps intra-annuel (saisonnier et intra-saisonnier), jusque-là peu étudiée, a également été appréhendée dans cette thèse. Par son côté exploratoire, la mise en place d'une chaîne de traitements d'images satellitaires adaptée à l'étude des eaux deltaïques représente, en soi, l'objectif méthodologique principal de ce doctorat. Dans cette voie, différents lots d'images ont été mobilisés : en fonction des fluctuations du niveau d'eau du Danube, nous avons retenu la période 2006-2009, étudiée à travers un total de 85 images satellitaires, dont 52 à moyenne résolution spatiale (MERIS) et 33 à haute résolution spatiale (ALOS AVNIR-2, SPOT HRVIR, Landsat TM et ETM+) ; à ce premier lot s'ajoute une soixantaine de prises de vue "historiques" couvrant la période comprise entre 1972 et 2005 (capteurs de la série Landsat MSS, TM et ETM+), ainsi que, pour la période plus récente, cinq images Landsat TM de 2010 et 2011. Trois procédés distincts mais complémentaires ont été mis en œuvre pour traiter cet ensemble hétérogène d'images. L'analyse intégrée des résultats obtenus avec des données hydrologiques et météo-océanographiques nous a permis d'apporter des nouveaux éléments de compréhension sur le fonctionnement actuel et passé du delta du Danube.

Le noyer cendré (Juglans cinerea) a un statut d'espèce en voie de disparition au Canada depuis 2003 dû à la forte mortalité causée par un champignon pathogène, le chancre du noyer cendré (Sirococcus clavigignenti-juglandacearum). Cette étude vise à localiser les peuplements forestiers renfermant des noyers cendrés en forêt privée dans les Cantons-de-l'Est, afin de déterminer si l'espèce se retrouve dans plusieurs types de milieux et de communautés végétales. En deuxième lieu, il s'agit d'évaluer si l'état de santé du noyer diffère dans les types de milieux où il se trouve. La composition végétale (arbres et herbacées) et les facteurs écologiques (édaphiques et caractéristiques de sites) ont été évalués dans 35 parcelles (400 m2) comprenant des noyers, ainsi que dans 55 parcelles sans noyer localisées dans des milieux différents ou similaires aux parcelles comprenant des noyers. Une analyse canonique des correspondances a permis de séparer les peuplements échantillonnés en 4 types de milieux, soit les plaines de débordement, les milieux mésiques riches ayant beaucoup de calcium dans le sol (+Ca), les milieux mésiques riches ayant moins de calcium dans le sol (-Ca) et les milieux mésiques pauvres. L'état de santé des noyers a été évalué (circonférence du tronc affectée et pourcentage de mort en cime). Les noyers sont plus sévèrement affectés par le chancre dans les plaines de débordement (30%) que dans les forêts mésiques (11 %). La mort en cime montre le même patron; dans les plaines de débordement, 24% des noyers présentent une mort en cime élevée (plus de 50% de branches mortes) comparativement à seulement 5% des noyers des forêts feuillues mésiques. D'après ces résultats, d'éventuelles plantations d'enrichissement ou de réintroduction auraient avantage à être réalisées dans les milieux mésiques riches (+Ca), là où la croissance du noyer est comparable à la croissance en plaine de débordement, mais où la maladie y est moins importante. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Juglans cinerea, espèce en voie de disparition, pathogène exotique, plaines de débordement, forêts mésiques riches, forêts privées.

Les changements climatiques affectent la distribution et la croissance d'espèces arborescentes telles que le peuplier faux-tremble et l'épinette noire, deux espèces dominantes de la pessière à mousses de l'ouest du Québec, et peuvent ainsi mener à d'importantes modifications de la composition et de la productivité future des forêts. Sur la ceinture d'argile du Québec, l'accumulation de matière organique au sol peut mener à des conditions d'humidité très variables. L'épaisseur de la couche organique est directement liée à un gradient de conditions édaphiques et affecte la croissance et la distribution des arbres à l'échelle du paysage. Afin de mieux comprendre comment les changements climatiques affecteront la croissance de la forêt boréale, l'importance des conditions de site, les relations croissance-climat et les réponses aux extrêmes climatiques du peuplier faux-tremble et de l'épinette noire ont été évaluées. Des régressions ont permis de mettre en évidence l'effet limitant de l'épaisseur de la couche organique sur la distribution et la croissance du peuplier faux-tremble, alors que l'épinette noire n'était pas affectée. Les relations croissance-climat des deux espèces ont été déterminées avec des analyses dendrochronologiques, qui ont montré que le climat affectait différemment la croissance radiale des deux espèces. La croissance de l'épinette noire était favorisée par des printemps doux et des étés frais. Le peuplier faux-tremble était principalement influencé par les conditions climatiques de l'année précédent la croissance et la température au mois de juin. Les extrêmes climatiques n'affectaient qu'une des deux espèces à la fois ou généraient des réponses de croissance opposées entre les deux espèces. L'épaisseur de la couche organique n'avait que peu d'effet sur les relations croissance-climat de l'épinette noire, mais modifiait la réponse du peuplier faux-tremble à certaines variables climatiques. L'épinette noire aura probablement une réponse relativement uniforme aux changements climatiques dans la région, alors que la réponse du peuplier faux-tremble pourrait varier localement selon l'épaisseur de la couche organique. Les réponses spécifiques à chacune des deux espèces au climat annuel et aux anomalies climatiques pourraient induire une séparation temporelle des niches écologiques et permettre une accumulation de biomasse plus constante lors d'extrêmes climatiques dans les peuplements mixtes, comparées aux peuplements purs. Que les changements climatiques aient des effets bénéfiques sur ces deux espèces ou non dépendra principalement de la balance entre la hausse des températures et l'augmentation des précipitations. Les changements climatiques auront des impacts spécifiques sur chaque espèce, qui varieront aussi selon les conditions édaphiques, ultimement menant à des taux de croissance différents entre les espèces et les sites. En augmentant la résilience de la forêt boréale, conserver des peuplements mixtes pourrait permettre de réduire les risques d'observer des effets néfastes des changements climatiques sur la productivité des forêts. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Picea mariana, Populus tremuloides, changements climatiques, couche organique, croissance radiale.

Les SIG, systèmes d'information géographiques, stockent des données<br /> géo-référencées dans des bases de données géographiques, ouvrant<br /> ainsi de grandes potentialités en terme d'exploitation. Une<br /> utilisation fréquente des SIG concerne la prise de décision à<br /> référence spatiale. Néanmoins, la technologie SIG actuelle souffre<br /> encore de plusieurs lacunes, dues en grande partie à un manque de<br /> capacités analytiques capables de supporter la nature multicritère<br /> des problèmes spatiaux. La solution la plus diffusée pour faire<br /> évoluer les SIG vers un vrai outil d'aide à la décision à référence<br /> spatiale est l'analyse multicritère (AMC). De nombreux travaux<br /> d'intégration SIG-AMC ont été publiés depuis le début des années<br /> 1990. Cependant, ces travaux présentent plusieurs limites qui les<br /> empêchent à être diffusés au delà du cadre académique : (i)<br /> utilisation du mode d'intégration indirecte ou encastrée, (ii)<br /> intégration d'une seule méthode ou d'un nombre limité de méthodes,<br /> (iii) absence d'une méthodologie pour le choix de la méthode à<br /> appliquer dans un problème donné, (iv) intégration des méthodes du<br /> critère unique de synthèse, et (v) nécessité d'une connaissance<br /> approfondie du SIG et de l'AMC. Dans ce travail de thèse, notre<br /> contribution a porté sur la proposition de solutions conceptuelles,<br /> méthodologiques et informatiques pour surpasser ces différentes<br /> lacunes. Plus précisément, nous proposons : (i) une stratégie<br /> d'intégration SIG-AMC, (ii) un module à base de règles pour le choix<br /> de la procédure d'agrégation, (iii) une méthodologie pour la<br /> cartographie décisionnelle multicritère facilitant l'utilisation des<br /> méthodes de surclassement de synthèse, et (iv) une algèbre destinée<br /> à la modélisation spatiale multicritère. Pour valider les solutions<br /> proposées, nous avons développé un prototype et nous l'avons<br /> appliqué à un problème de génération des corridors en utilisant des<br /> données réelles, relatives à l'Ile-de-France. Les résultats obtenus<br /> sont satisfaisants.

La métropole parisienne est exposée à un risque de crue centennale, considéré<br />par les gestionnaires comme le risque naturel principal pour l'agglomération. À<br />partir du scénario catastrophe envisagé par les pouvoirs publics, complété par<br />des entretiens auprès des acteurs concernés, cette étude cherche à dégager la<br />vulnérabilité spécifique à une métropole. Elle développe une démarche<br />synthétique, qui examine à la fois le potentiel d'endommagement et la capacité à<br />faire face de la société, et propose une nouvelle grille de lecture de la vulnérabilité.<br />Elle met en évidence l'impact de la dynamique spatiale métropolitaine sur le risque.<br />Enfin, une approche territoriale permet d'appréhender les difficultés propres à la<br />gestion du risque métropolitain et d'envisager des solutions plus adaptées. Au<br />total, ce travail met en exergue la dimension spatiale de la vulnérabilité et insiste<br />sur le concept d'"espace géographique" et de "territoire" comme clé de<br />compréhension du risque.

Cette thèse s'inscrit dans le cadre du programme régional de recherche pluridisciplinaire Syscolag<br />la gestion intégrée de la zone côtière (GIZC). Elle étudie la mise en place de méthodes génériques<br />pour optimiser la gestion de l'information et de la connaissance dans les dispositifs de GIZC. Compte<br />tenu de l'hétérogénéité des ressources informationnelles nécessaires et réparties chez des acteurs variés de l'importance de l'information géographique dans ce domaine, nous proposons, en réponse à cette problématique, une solution qui s'appuie sur l'utilisation d'un service de métadonnées pour décrire et localiser l'information existante et d'un référentiel sémantique pour intégrer et partager la connaissance experte. Ces outils sont accessibles sur un portail Web. Le premier implémente la norme ISO 19115 relative à la gestion de métadonnées pour l'information géographique), le second s'appuie sur un modèle d'ontologie a priori qui structure l'inventaire des concepts du domaine et exprime la connaissance qui leur est associée. Les concepts spatiaux possèdent des propriétés géométriques qui permettent leurs représentations cartographiques géoréférencées et des relations spatiales normalisées d'après les travaux de l'Open Gis Consortium. Le référentiel sémantique sert pour le contrôle de la valuation d'éléments clés du service de métadonnées, en particulier les éléments de descriptions thématique et spatiale (avec une interface cartographique). Le gain en qualité d'indexation améliore la localisation d'information. Le détail du référentiel est consultable sous la forme d'une base terminologique, d'un réseau sémantique et d'un atlas cartographique (basé la norme relative aux Web Mapping Service de l'OGC) dans le cas des concepts spatiaux. De tels systèmes distribués sont capables d'interopérer et partager les métadonnées, l'information géographique, ou les concepts qu'ils hébergent.<br />Mots-clés : métadonnées, partage de l'information, partage de la connaissance, ontologie a priori,<br />information géographique, gestion intégrée de la zone côtière, SIG.

Les canards de mer forment un groupe taxonomique bien représenté dans les milieux nordiques. Ces espèces d'oiseaux hivernent dans les milieux côtiers de l'Amérique du Nord, de l'Europe et de l'Asie. Elles semblent fragiles dans les milieux anthropisés ; plusieurs ont accusé des déclins de populations importants et sont maintenant désignées en péril. Pourtant, les connaissances qu'on possède sur la démographie, l'écologie et la répartition des populations demeurent fragmentaires chez la plupart des espèces. L'objectif principal de cette étude était de répondre à la question qui demande quelles sont les ressources qui supportent la population de Garrots d'Islande de l'Est de l'Amérique du Nord dans le système marin du Saint-Laurent en hiver. Cette population est désignée en péril et il était pressant de documenter son écologie afin d'aider à sa conservation. Avec mes co-auteurs, j'ai abordé cette question avec une approche multi-échelles. J'ai d'abord souhaité examiner l'influence sur le régime alimentaire de la propriété la plus fondamentale des organismes vivants : leur masse corporelle. Puisant dans les concepts de la théorie de la quête alimentaire, de la compétition interspécifique et de l'allométrie, j'ai prédit que le contenu énergétique et la diversité du régime alimentaire hivernal des canards de mer seraient en relation inverse avec leur masse corporelle. J'ai testé ces prédictions à l'aide de données tirées d'une revue de littérature qui accordait une emphase particulière à la base de données de régimes alimentaires du US Bureau of Biological Survey. Cette étude est présentée dans le second chapitre. Les résultats montrent le rôle appauvrissant joué par la masse corporelle dans la composition du régime alimentaire et suggèrent aussi un effet de l'évitement de la compétition interspécifique. Cette étude trace un portrait global de l'ensemble des canards de mer d'Amérique du Nord qui sert ensuite de cadre pour l'étude approfondie qui a été faite du cas des Garrots d'Islande et à œil d'or présentée aux chapitres III et IV. Le troisième chapitre traite de la répartition spatiale, de la sympatrie et des facteurs abiotiques qui expliquent la répartition des Garrots d'Islande et à œil d'or à l'échelle du système marin du Saint-Laurent. J'ai analysé des données spatiales issues d'inventaires héliportés. Les résultats permettent d'identifier le cœur de l'aire d'hivernage de la population de Garrots d'Islande de l'Est de l'Amérique du Nord et le rôle joué par différentes composantes du paysage dans sa répartition spatiale. Dans le quatrième chapitre, les Garrots d'Islande et à œil d'or ont été comparés sur la base de leur sélection de l'habitat à l'échelle de la parcelle d'alimentation, de leur régime alimentaire et de la morphologie de leur bec. L'objectif de cette étude comportait deux volets : 1) identifier les ressources qui supportent la population de Garrot d'Islande en hiver et 2) évaluer le potentiel de compétition entre ces espèces. Cette étude a fourni une description inédite de l'habitat d'alimentation et du régime alimentaire du Garrot d'Islande dans l'estuaire du Saint-Laurent. Les analyses comparatives de la répartition à fine échelle spatiale, du régime alimentaire et de la morphologie suggèrent un faible potentiel de compétition entre ces deux espèces. Cette étude a fourni un exemple de partition des ressources entre deux espèces apparentées. Cette étude a approfondi nos connaissances sur l'écologie hivernale du Garrot d'Islande de la population de l'Est de l'Amérique du Nord. Les possibilités d'application de ces connaissances dans les mesures de conservation de cette population sont nombreuses. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Garrot d'Islande, Bucephala islandica, Mergini, canards de mer, sélection des ressources hivernales.

L'augmentation de la quantité d'information disponible pour appréhender l'environnement a nécessité la création d'une nouvelle structure de gestion de l'information : le Système d'Information Géographique (SIG). Deux types de SIG peuvent être trouvés : ceux couvrant une large zone (de la taille d'un pays), et ceux plus locaux dont la plupart possèdent un but précis. Quoique la philosophie de ces deux structures soit la même, la mise en oeuvre et la gestion restent plus aisées pour les SIG locaux. La création et la mise en oeuvre d'un ou plusieurs SIG sont discutées. Trois exemples d'utilisation de SIG démontrent l'utilité de ces structures. Le premier exemple correspond à une étude préliminaire d'impact lors d'un projet d'aménagement dans le Parc National du Mercantour. Les informations contenues dans le SIG sont utilisées comme un filtre binaire afin de localiser les lieux propices au projet. Le second SIG concerne les peuplements benthiques de Méditerranée. La finalité de celui-ci est de synthétiser des informations sur un même lieu géographique, mais acquises avec des techniques de prélèvement différentes, par différents chercheurs et à des dates différentes. Cette synthèse fait appel à une notion de fiabilité de l'information. L'association d'un SIG avec un modèle numérique de simulation de l'évolution du milieu urbain constitue le dernier exemple d'utilisation. Ce modèle numérique tient compte des contraintes du milieu environnant données par le SIG, ainsi que de l'apport exogène de population. Les résultats montrent des projections de l'évolution du milieu urbain pour les années 2000 et 2025 et pour différents scénarios, dans la région de Toulon (Var).