Aujourd’hui encore, malgré l’utilisation de techniques spectrochimiques de référence, l’aspect quantitatif de la spectroscopie sur plasma induit par laser (LIBS) reste largement en friche du fait d’effets de matrice incapacitants. La LIBS sans étalonnage (CF-LIBS) est une des façons considérées par la communauté scientifique afin de relever ce défi. Malgré ses postulats d’idéalité du plasma (ETL, homogénéité et stationnarité du plasma), à l’heure actuelle peu d’études extensives ont été développées afin de réaliser une évaluation critique de la méthode. A l’aide d’outils théoriques (modèle collisionnel-radiatif développé pour l’Aluminium, Argon et Cadmium) et expérimentaux (expérience de Diffusion Thomson) tirant leur origine de la physique des plasmas, ainsi que de cas pratiques d’analyses, nous tenterons d’établir le cahier des charges le plus favorable à l’analyse quantitative par CF-LIBS. L’application de cette méthode à l’analyse d’échantillons complexes (minéraux et sols pollués) sera discutée à l’aune de nos résultats et des connaissances actuellement disponibles en la matière. / Despite the existence of many benchmarked spectrochemical analysis techniques in the field of Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS), the quantitative analysis holds of the laser induced plasma still holds a huge number of analytical drawbacks, the occurrence of matrix effects not being the slightest among those ones.Calibration-Free LIBS was historically developped to address specifically those aspects, and has already reached a high level of maturation for the analysis of simple metallic or soil samples. Unfortynately, in spite of the strong assumptions that need to be necesserily considered in the CF-LIBS algorithm (such as Local Thermodynamic Equilibrium, and the homogeneity and stationnarity of the plasma), only a few number of contributions have been devoted to the critical assessment of the latter postulates to date. Thanks to the help of several case tests and theoretical (collisionnal-radiative model depicting aluminum, argon and cadmium plasmas) and experimental concepts originating from the field of plasma physics (Thomson-Scattering experiments intended to validate our results), we will focus our study on the research and development of novel experimental criteria that would allow an experimentalist to set up and analyze a CF-LIBS experiment in the least unfavourable theoretical and experimental conditions.We will eventually apply our new considerations on the prediction of the CF-LIBS analysis efficiency, coming to the specific field of interest of analysis of geophysical samples (such as soils polluted by heavy metals). A special interest will be paid on the latest developments appearing nowadays in the field of LIBS, and devote a part of our debate on the expectancies that will have to be fulfilled in order to highen the analysis potential of LIBS.

Aujourd'hui encore, malgré l'utilisation de techniques spectrochimiques de référence, l'aspect quantitatif de la spectroscopie sur plasma induit par laser (LIBS) reste largement en friche du fait d'effets de matrice incapacitants. La LIBS sans étalonnage (CF-LIBS) est une des façons considérées par la communauté scientifique afin de relever ce défi. Malgré ses postulats d'idéalité du plasma (ETL, homogénéité et stationnarité du plasma), à l'heure actuelle peu d'études extensives ont été développées afin de réaliser une évaluation critique de la méthode. A l'aide d'outils théoriques (modèle collisionnel-radiatif développé pour l'Aluminium, Argon et Cadmium) et expérimentaux (expérience de Diffusion Thomson) tirant leur origine de la physique des plasmas, ainsi que de cas pratiques d'analyses, nous tenterons d'établir le cahier des charges le plus favorable à l'analyse quantitative par CF-LIBS. L'application de cette méthode à l'analyse d'échantillons complexes (minéraux et sols pollués) sera discutée à l'aune de nos résultats et des connaissances actuellement disponibles en la matière.

La connaissance de la composition en hydrocarbures des gisements pétroliers est un enjeu majeur afin de déterminer la faisabilité et l’intérêt de l’exploitation de leurs réservoirs. La présence des gaz acides et des composés corrosifs peut marquer la différence entre un projet d’exploitation qui sera développé et un autre qui sera considéré comme non viable. Dans ce contexte la présence de H2S joue un rôle majeur, du fait de sa toxicité et des investissements nécessaires pour séparer le H2S, ainsi que pour réduire la concentration des composés soufrés aux valeurs requises par la législation. Bien qu’il soit accepté que les concentrations élevées en H2S dans les réservoirs carbonatés de pétrole sont issues des réactions entre les hydrocarbures et les ions sulfates (SO42-) en phase aqueuse, l’influence de H2S sur le craquage des hydrocarbures et la formation des composés soufrés est peu connue. Dans le cadre de cette thèse, l’influence de H2S sur le craquage des hydrocarbures aromatiques dans les conditions des réservoirs pétroliers a été mise en évidence par l’étude de la maturation artificielle par pyrolyse confinée d’un composé modèle, le n-butylbenzène, en présence et en absence de H2S. Ainsi, le n-butylbenzène pur, et le mélange n-butylbenzène – H2S ont été pyrolysés dans les capsules en or à des températures entre 310 °C et 350 °C à pression constante de 700 bar pour des durées comprises entre 3 et 15 jours. Les résultats de la pyrolyse du n-butylbenzène pur ont permis la construction et la validation d’un modèle cinétique détaillé dont l’extrapolation aux températures et pressions géologiques (200 °C, 700 bar) montre que le temps de demi-vie moyen du n-butylbenzène est similaire à celle des alcanes. Certaines voies de formation des produits soufrés majeurs par les interactions entre le n-butylbenzène et le H2S, des thiols et des phénylthiophènes, ont été proposées faisant ressortir l’importance de la réactivité de la chaîne aliphatique sur le craquage des composés alkyl-aromatiques dans les conditions expérimentales. La comparaison entre les deux systèmes expérimentaux en présence et en absence de H2S a montré aussi l’effet accélérateur de H2S sur le craquage de n-butylbenzène, et par extrapolation, sur le craquage des composés alkyl-aromatiques à chaîne aliphatique longue dans les conditions de pyrolyse / Understanding of hydrocarbon composition in oil reservoirs is a major issue in order to assess the feasibility and the implications of further extraction of buried resources. The presence of acidic gases as well as corrosive compounds can make the difference between an extraction project that will be developed and another that will be considered as unsustainable. In this context, the presence of H2S plays a major role, due to H2S toxicity and the economic investments needed to separate it and to reduce the concentration of related sulfur compounds to permitted levels required by current legislations. Although it is known that high concentrations in carbonate oil reservoirs are produced by the reaction between hydrocarbons and sulfate ions (SO42-) in the aqueous phase, the influence of H2S on petroleum cracking and on the formation of sulfur compounds is little known. In this thesis, the influence of H2S on the cracking of aromatic hydrocarbons under oil reservoir pressure and temperature conditions was studied by confined pyrolysis artificial maturation of a model compound (n-butylbenzene) with and without presence of H2S. Thus, the pure n-butylbenzene and the n-butylbenzene-H2S mixture were pyrolyzed in the gold capsules at temperatures between 310 °C and 350 °C at a constant pressure of 700 bar for periods from 3 to 15 days. The results of pure n-butylbenzene pyrolysis allowed the construction and validation of a detailed kinetic model whose extrapolation to geological temperatures and pressures (200 °C, 700 bar) shows that the average half-life of n-butylbenzene is similar to that of alkanes. Some formation pathways of the major sulfur-containing compounds H2S (thiols and phenylthiophens) produced by interaction between n-butylbenzene have been proposed. These formation pathways highlight the control of the aliphatic chain reactions on the cracking of the alkyl-aromatic compounds at the experimental conditions of this study. Comparison of the two experimental systems in the presence and absence of H2S also exposed the accelerating effect of H2S cracking on n-butylbenzene and long-chain alkyl aliphatic compounds under pyrolysis conditions

L’activité érosive des badlands marneux des Alpes du Sud présente des conséquences négatives pour l’homme qui a ainsi cherché à restaurer ces terrains dès le XIXème siècle. Depuis une dizaine d’années, une stratégie d’ingénierie écologique y est développée et se concentre sur les lits de ravines, pierres angulaires de leur restauration. La question appliquée à la base de ce travail de thèse est d’identifier comment l’implantation d’ouvrages de génie écologique dans lelit de ravines marneuses érodées favorise leur restauration écologique sur le long terme.L’objectif de recherche associé à cette question est de mieux comprendre comment des communautés végétales interagissent avec la restauration des sols de lits de ravines érodées sur le long terme. Nous avons fait l’hypothèse que les traits végétaux des plantes à l’échelle de communautés constituent un point d’entrée pertinent pour étudier ces interactions. Dans la première partie, nous avons utilisé les traits comme un outil de compréhension de l’effet mécanique des plantes sur les dynamiques géomorphologiques des lits de ravines en cours de restauration. Nous avons notamment montré que les traits permettent d’expliquer la capacité de communautés végétales implantées à favoriser la formation d’amas sédimentaires dans le lit des ravines durant la première décennie post-travaux. Dans la deuxième partie, nous nous sommes intéressés à l’évolution potentielle sur le long terme (centaine d’années) des propriétés de ces amas, constituant des sols en devenir. Nous avons montré que la diversité ainsi que les valeurs dominantes des traits végétaux influencent les propriétés de ces sols, notamment la stabilité des agrégats et la fertilité des sols. En plus d’être un outil de compréhension, nous montrons que cette utilisation des traits constitue un outil pour guider les actions de restauration de badlands via l’implantation d’ouvrages de génie écologique, en apportant des éléments sur le devenir géomorphologique et écologique post-travaux des systèmes sol-plante de lits de ravines. / In the French Southern Alps, severe erosion in marly badlands shows negative consequencesfor human populations, who worked to restore these terrains since the XIXth century. For adecade, an ecological engineering strategy is developed and focuses on gully beds, cornerstonesof their restoration. The operational question at the root of this PhD project is to identify towhat extent ecological engineering structures implanted in marly gully beds can foster theirlong-term ecological restoration. The scientific objective related to this question is to betterunderstand how plant communities interact in the long-term with the restoration of soils ingully beds. We hypothesized that plant traits at the community scale is a relevant entry point tostudy these interactions. In the first part, we used traits as a tool to study the mechanical effectof plants on geomorphological dynamics in gully beds under restoration. In particular, weshowed that traits enable us to explain the capacity of plant communities to favor theaccumulation of sediment mounds in gully beds during the first decade after ecologicalengineering works. In the second part, we concentrated on the potential long-term (century)evolution of the properties of these sediment mounds, in the process of becoming real soils. Weshowed that both trait diversity and dominant values of traits interacted with the properties ofthese soils, such as soil aggregate stability and soil fertility. With a strong multidisciplinaryapproach, this work provides results and insights on the interactions between plant traits andecosystem functioning in the specific case of highly eroded semi-natural ecosystems. It alsocontribute to set tools to restore badlands via ecological engineering works, by providinginformation about the long-term geomorphological and ecological evolution of soil-plantsystems in restored gully beds.

L'activité érosive des badlands marneux des Alpes du Sud présente des conséquences négatives pour l'homme qui a ainsi cherché à restaurer ces terrains dès le XIXème siècle. Depuis une dizaine d'années, une stratégie d'ingénierie écologique y est développée et se concentre sur les lits de ravines, pierres angulaires de leur restauration. La question appliquée à la base de ce travail de thèse est d'identifier comment l'implantation d'ouvrages de génie écologique dans lelit de ravines marneuses érodées favorise leur restauration écologique sur le long terme.L'objectif de recherche associé à cette question est de mieux comprendre comment des communautés végétales interagissent avec la restauration des sols de lits de ravines érodées sur le long terme. Nous avons fait l'hypothèse que les traits végétaux des plantes à l'échelle de communautés constituent un point d'entrée pertinent pour étudier ces interactions. Dans la première partie, nous avons utilisé les traits comme un outil de compréhension de l'effet mécanique des plantes sur les dynamiques géomorphologiques des lits de ravines en cours de restauration. Nous avons notamment montré que les traits permettent d'expliquer la capacité de communautés végétales implantées à favoriser la formation d'amas sédimentaires dans le lit des ravines durant la première décennie post-travaux. Dans la deuxième partie, nous nous sommes intéressés à l'évolution potentielle sur le long terme (centaine d'années) des propriétés de ces amas, constituant des sols en devenir. Nous avons montré que la diversité ainsi que les valeurs dominantes des traits végétaux influencent les propriétés de ces sols, notamment la stabilité des agrégats et la fertilité des sols. En plus d'être un outil de compréhension, nous montrons que cette utilisation des traits constitue un outil pour guider les actions de restauration de badlands via l'implantation d'ouvrages de génie écologique, en apportant des éléments sur le devenir géomorphologique et écologique post-travaux des systèmes sol-plante de lits de ravines.

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 traite des interfaces utilisateur tangibles (TUI). La première partie de ce manuscrit concerne l'interaction tangible sur table interactive. Nous introduisons tout d'abord les TUIs et les tables interactives. Nous validons une hypothèse concernant la spécialisation de la forme des interacteurs tangibles et nous en tirons les conséquences pour la conception des TUIs. Nous proposons une solution de boîtier à boutons pour y déporter certaines opérations dans le contexte d'une TUI sur table interactive. Nous abordons la construction et le développement d'un système de tables interactives tangibles transportables et à faible coût permettant de faire du prototypage rapide de TUIs. Nous terminons en soulignant les particularités de l'évaluation expérimentale des TUIs. La seconde partie de ce manuscrit traite un cas d'application d'une TUI pour les géosciences : GeoTUI. Nous commençons par présenter le contexte métier des géophysiciens et leurs besoins en terme de nouveaux moyens d'interaction. Nous présentons les résultats de notre conception d'une TUI pour les géosciences. Nous précisons le détail du développement de notre prototype. Pour terminer, nous présentons les deux expérimentations utilisateurs qui ont été conduites pour valider nos choix de conception. / This thesis focuses on tangible user interfaces (TUI). The first part of this manuscript is about tangible interaction on tabletop. We first introduce TUIs and tabletops. We validate an hypothesis about the specialization of the form of the tangible objects, and conclude from that consequences on TUIs design. We propose the solution of a button box to deport some operations in the context of tabletop TUI. We present the construction and development of a transportable and low cost tabletop TUI system that allows rapid TUI prototyping. We end pointing out the special features of user experiments of TUIs. The second part of this manuscript deals with an application case of a TUI for geoscience: GeoTUI. We start presenting the context of the geophysicists work and their need in term of new way of interation. We present the results of our design of a TUI for geoscience. We detail the development of our prototype. To finish, we present two user experiments we conducted to validate our design choices.

La géomodélisation du sous-sol est considérée comme stratégique par les compagnies pétrolières. Chacune a en effet pour objectif de construire les meilleurs modèles géologiques sur lesquels seront évalués les réserves de gaz et d'huile des territoires étudiés, ainsi que le placement optimal des puits de forage qui exploiteront ces réserves. Ces modèles sont bâtis sur l'interprétation de la sismique par les géologues et les géophysiciens. Le processus de modélisation consiste à structurer le sous-sol en un ensemble d'horizons (strates géologiques), de failles (fractures de la roche) et de corps (amas de roches de même nature). Ces objets géologiques sont au sein de deux problématiques complémentaires abordées dans cette thèse chez Total : la construction du modèle structural à proprement parler constitué d'un réseau de failles et d'horizons mis en cohérence et la constructions des corps selon des attributs sismiques élaborés. La construction du modèle structural part des données issues d'interprétations manuelles et/ou semi-automatiques ne décrivant que ponctuellement les objets géologiques : un ensemble de lignes brisées pour les failles et un nuage de points pour les horizons. Une première partie de nos travaux porte sur l'élaboration d'une méthodologie complète de construction de surfaces modélisant les failles et les horizons adaptée à la nature et la densité particulières des données initiales. Dans un premier temps les failles sont reconstruites indépendamment les unes des autres à l'aide d'une triangulation de Delaunay contrainte des données projetées dans leur plan de régression, puis raffinées par subdivision. Ensuite un réseau de failles global est créé et mis en cohérence par des opérations d'extrapolation et de clipping. Enfin, les trous dans les horizons sont bouchés par des méthodes d'interpolation spatiale étendus par nos soins à l'aide des "voisinages partiels" contraints par les failles, pour lesquelles nous montrons l'influence des stratégies de remplissage et leur robustesse au bruit. Les corps sont construits par extraction d'isosurfaces sur des volumes d'attributs sismiques pouvant atteindre des tailles de plusieurs dizaines de giga-octets. Ces tailles de données nous ont imposées de développer un algorithme parallèle d'extraction d'isosurfaces simplifiées. Le volume est d'abord récursivement découpé pour former une structure hiérarchique de blocs voisins. Des isosurfaces partielles sont extraites de ces blocs par des processeurs indépendants exécutant une version étendue de l'algorithme tandem. Ainsi, les noeuds de calcul extraient, simplifient, s'échangent et assemblent les morceaux de surfaces ainsi obtenues jusqu'à l'obtention d'une isosurface simplifiée globale. Cette dernière est organisée et stockée par construction en un flux de composantes connexes qui permettra une interaction ultérieure de haut niveau.

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. / This thesis concerns the integration of GIS mapping tools and analysis in training curricula of applied geosciences and environmental sciences. This study focuses on three dimensions: 1. a cognitive dimension, in order to explore the way of thinking of experienced and novice users when solving spatial problems with GIS; 2. an instructional dimension, in order to identify and integrate the expert methods in the resolution strategies of learners; 3. an educational dimension in order to design, based on cognitive achievement, innovative training tools in line with the demands of the working world. To limit the scope of our study, it was necessary to perform an analysis of the practices of mapping and GIS in the areas of Geosciences and Environmental Engineering. It was also necessary to make relevant choices in a professional, educational and societal perspective. We were interested in a particular kind of mapping: GIS-bases land-use suitability mapping, with multi criteria spatial analysis methods. Indeed, this method involves, from a pedagogical point of view, a progressive and comprehensive approach to the use of GIS. It has a professionalizing nature, as it is common practice in environmental projects. Finally, it supports the debate on territorial choices that involve decision making. Different types of users have been observed: experts and students from our academic and professional environment. We performed an exploratory experimental protocol that allowed collecting written and verbal data. Data analyses were supported by theoretical frameworks that fall within the cognitive sciences, especially on visual-cognitive processes involved in reasoning. In terms of methodology, we used the quantitative-based qualitative approach for verbal data analysis. Regarding the results, some components of reasoning involved in the production and perception of the suitability map have been identified. Moreover, differences of instances of actions, operations and concepts used by experts and novices could be measured. Comparing the different strategies adopted by the expert and the students enabled us to re-think the training tools, with instructional aids that target gaps in students' abilities. The real challenge of this thesis was the multidisciplinary contribution to mapping and GIS in Geographic Information Science. Providing knowledge of cognitive psychology and science education, this thesis has contributed to a better understanding of some processes in GIS representation and appropriation. This understanding can improve performances on representations, or propose new ones, thus fostering spatial knowledge.

Construite sur une analyse approfondie des archives de Robert Smithson, cette thèse réévalue la série des Nonsites (1967-1969) dans sa relation d'inspiration avec les Géosciences. Elle rappelle le contexte culturel des années soixante comme toile de fond pour l’inspiration de l’artiste et détermine l’envergure de son expertise dans le domaine des sciences. Des documents préparatoires inédits viennent éclairer son processus de création et la manière dont il formule ses œuvres complexes, à partir des sources géologiques, de l'information scientifique et de la muséographie. La relation entre arts et sciences apparaît centrale dans l’élaboration des Nonsites. Chaque œuvre de la série est ainsi rattachée à ses sources artistiques et scientifiques et révèle le moment historique de l’émergence de la sculpture post-minimale. Le jeu de l’espace muséal avec la tridimensionnalité est alors enrichi par le déploiement de strates d’informations contextuelles et crée les prémices d’une interaction nouvelle entre œuvre et spectateur.De plus, deux perspectives ouvertes sur un choix d'œuvres de Giuseppe Penone et Olafur Eliasson démontrent comment leurs démarches artistiques sont en résonance avec les préoccupations créatives de Smithson. Il est ainsi possible de problématiser l’expédition scientifique de terrain (et la manière de penser le territoire qui lui préexiste), ainsi que les agencements muséographiques en art comme en sciences comme sources déterminantes dans la confluence de l’art et des sciences. / Based on a thorough analysis of Robert Smithson's archives, this dissertation re-evaluates the Nonsites series (1967-1969) in its inspirational relationship with the Geosciences. It recalls the cultural context of the sixties as a backdrop for the artist's inspiration and determines the scope of his expertise in the field of science. Unpublished preparatory documents enlighten his creative process and the way he formulates his complex works from geological sources, scientific information and museography. The relationship between arts and sciences is central to the development of the Nonsites. Each work in the series is thus linked to its artistic and scientific sources and reveals the spectacular historical moment of the emergence of post-minimalist sculpture. The play between the museum space and three-dimensionality is then enriched by the deployment of layers of contextual information and provides the basis for a new interaction between viewer and artwork.In addition, two perspectives are drawn towards the work of Giuseppe Penone and Olafur Eliasson and demonstrate how their artistic approaches resonate with Smithson's creative concerns. It is thus possible to problematize the scientific field expedition (and the analysis of the territory, its prerequisite), as well as the museographic arrangements, as determining sources in the confluence of art and science.