Le couvert forestier dans le sud chilien représente un enjeu environnemental majeur. La forêt native, intégrée à l'Ecorégion Valdivienne (35°S-48°S), fait partie de ces écosystèmes ayant la plus haute priorité de conservation dans le monde. L'application du Decreto-Ley 701 en 1974 généra l'expansion de monocultures de pins et d'eucalyptus dans le sud chilien. L'intensification des pratiques sylvicoles, combinée à la substitution des écosystèmes forestiers natifs, remet en question leur soutenabilité à court et moyen terme. Cette étude cherche à appréhender et à anticiper la dynamique des plantations forestières à plusieurs échelles spatiales et temporelles afin d'identifier les enjeux futurs d'occupation du sol. Dans un premier temps, l'utilisation de données satellitales à moyenne résolution MODIS a permis de détecter et de quantifier les coupes forestières et les forêts stables de la 8ème Région du Bío-Bío au sud continental de la 10ème Région de Los Lagos. Le recours aux images LANDSAT a, dans un second temps, fourni des éléments de précision sur le cycle de rotations des plantations industrielles à l'échelle de deux régions. Enfin, une classification multi-dates a constitué une base d'étude pour aborder les changements d'occupation et d'utilisation du sol (LUCC) dans la commune de San Juan de la Costa. Aussi, entre 1986 et 2008, la progression des monocultures au détriment de la forêt native et des autres types d'occupation du sol atteint respectivement 3 366 ha et 6 132 ha. Bien que l'identification des facteurs explicatifs combinée à l'analyse rétrospective mette en évidence une grande complexité au sein de ce système, quatre scénarii prospectifs ont pu être proposés. Ces derniers permettent d'obtenir une vision panoramique des dynamiques évolutives des plantations forestières et de la forêt native. Si les scénarii prédictif et intensif traduisent une expansion des plantations monospécifiques en 2017 et 2026, les scénarii, exploratoire et" éco-centré ", apportent une vision à contre-courant, avec un regain de forêt native et un déclin des plantations à l'horizon 2035. Le croisement des scénarii établit également un degré de congruence spatialisé susceptible de fournir, dans une perspective de gestion, des informations complémentaires d'aide à la décision.

Depuis le début des années 1970, le prolongement vers la banlieue parisienne de plusieurs lignes du métropolitain a contribué à l’unification fonctionnelle de deux espaces traditionnellement opposés. Ce déploiement d’un réseau à l’origine éminemment parisien interroge à la fois, d’une part, l’évolution intrinsèque du tissu social et urbain des quartiers desservis et, de l’autre, le rôle joué par l’infrastructure de transport collectif. Cette recherche, qui se base sur un découpage de l’espace par bandes annulaires ainsi que sur l’exploitation des données de l’occupation du sol (IAURIF/MOS) et du recensement de la population (INSEE/RGP), est conduite en trois temps. D’abord, l’identification de formes de polarisation urbaine par intensification des tissus bâtis montre l’existence d’une différenciation spatiale interne à la banlieue et indépendante de la distance à Paris. Ensuite, l’introduction de la dimension temporelle et des variables descriptives du parc de logements conduit à remettre en question le sens du lien causal entre réseau métropolitain et configuration urbaine. Enfin, l’analyse de la distribution des variables sociodémographiques et de leur évolution récente permet de reconnaître la concomitance entre la distribution des résidents et la distance au métro, mais révèle surtout leur lien aux caractéristiques des logements. Plus que le métro, le poids des héritages urbains apparaît comme le principal déterminant des configurations observées / Since the early 1970’s, the extensions to the suburbs of several lines of the Paris subway system has contributed to the functional unification of two traditionally opposed areas. Such a deployment of an originally Parisian network queries, on the one hand, the intrinsic social and urban fabric evolution in the served urban areas and the other the role played by transportations infrastructure. Based on a space division by ring strips, the use of land-use data (IAURIF / MOS) and the population census (INSEE / RGP), this research was conducted in 3 steps. First, urban polarization forms identification through building intensification shows the existence of spatial differentiation within the suburbs, independent from the distance to Paris. Then, the introduction of temporal dimension and descriptive variables of housing stock put into question the origin of leading influence between underground stations and urban configuration. Finally, the analysis of sociodemographic variables distribution and their recent developments allows to recognize the match concomittance between residents settlements and the distance to the subway, but reveals their relationship to the livings characteristics. More than the subway, the urban heritage weight is seen as the main determinant of the observed configurations

La question du changement de la couverture terrestre est devenue importante dans le monde entier au cours des dernières années, non seulement pour les chercheurs, mais aussi pour les planificateurs urbains et les écologistes qui préconisent l'utilisation durable des terres dans l'avenir. En Europe méditerranéenne, les caractéristiques de couverture du sol ont considérablement changé depuis la Seconde Guerre mondiale en raison des activités humaines intensives, de la croissance de la population, et de l'étalement urbain et touristique. La plupart des études antérieures sur les changements de l’occupation du sol dans la région méditerranéenne se sont centrées sur un problème particulier et / ou ont décrit un type spécifique de changement de la couverture terrestre. Peu de recherches ont pris en compte les transformations de plusieurs catégories d’occupation du sol en même temps. De même, rares sont les travaux qui considèrent plusieurs variables dans le changement de l’occupation du sol au cours du temps, au-delà des traditionnels effets de l’altitude et de la pente. Nous souhaitons ici intégrer la variété des catégories et des composantes d’évolution. En outre, si certaines études à propos de la modélisation des mutations de la couverture terrestre se concentrent sur les variables d’influence, peu se penchent sur l’influence de la période historique et des échelles de temps différentes sur la prédiction. Ainsi, dans cette thèse, les changements de l’occupation du sol ont été prédits en utilisant différentes échelles de temps pour évaluer les impacts de la période historique dans la prédiction de la carte de la couverture terrestre d'ici 2025. Enfin, si l’étendue spatiale varie dans les différentes recherches, il semble utile de s’interroger sur les effets de la taille du terrain d’étude et de la résolution des cellules prises en compte, dans la prédiction. Les transformations de l’occupation du sol ont un impact significatif sur la dégradation des terres, y compris l'érosion des sols. / The European Mediterranean coastal area has experienced widespread land cover change since 1950 because of rapid urban growth and expansion of tourism. Urban sprawl and other land cover changes occurred due to post-war economic conditions, population migration, and increased tourism. Land cover change has occurred through the interaction of environmental and socio-economic factors, including population growth, urban sprawl, industrial development, and environmental policies. In addition, rapid expansion of tourism during the last six decades has caused significant socioeconomic changes driving land cover change in Euro-Mediterranean areas. Mediterranean countries from Spain to Greece experienced strong urban growth from the 1970’s onwards, and a moderate growth rate is projected to continue into the future. Land cover change can result in environmental changes such as water pollution and soil degradation. Several previous studies have shown that Mediterranean vineyards are particularly vulnerable to soil erosion because of high rainfall intensity and the fact that vineyards are commonly located on steeper slopes and the soil is kept bare during most of the cultivation period (November to April) when precipitation is at its highest. The main objective of this thesis is to predict long-term soil erosion evolution in a Mediterranean context of rapid urban growth and land use change at the catchment scale. In order to achieve this, the following specific aims have been formulated: (i) to analyze the spatial dynamics of land cover change from 1950 to 2008; (ii) to compare the impact of historical time periods on land cover prediction using different time scales; (iii) to test the impacts of spatial extent and cell size on LUCC modeling; and (iv) to predict the impact of land cover change on soil erosion for 2025.

Résumé : L'organisation de l'espace basilien est le reflet culturel de ses habitants. Le paysage humanisé actuel est la résultante de divers artefacts culturels. Pour mieux comprendre l'occupation du sol basilien, il convient de percevoir le milieu physique et humain dans son ensemble, d'examiner à fond les séquences de l'établissement humain et d'identifier les déséquilibres spatiaux temporels qui compromettent l'évolution rationnelle du territoire. L'identification des contraintes et des potentiels du territoire favorise l'élaboration et la conceptualisation d'un plan d'aménagement du territoire équilibré, qui met en valeur l'intégrité de la composante culturelle basilienne. En outre, cette recherche tente d'élucider et de corriger certaines lacunes perceptibles dans le territoire de la municipalité de Saint-Basile.||Abstract : The built up area of Saint-Basile represents the cultural iconography of his inhabitants. Apparently, the cultural landscape is set up from former man made modifications. For a better understanding of the Saint-Basile urban land use, it is a must to perceive and recognize distincly the physical and the human factors abroad; to scrutinize the human settlements sequences since the colonization and to identify the internal land use patterns components who jeopardize the rational developpment of the community. The establishement and the identification of the restreints and the potentiels within the town of Saint-Basile will lead to a design and a better urban land use planning which will preserved the cultural identity of his inhabitants. Therefore, the research tends to light up and rectify some visibles linkages of the Saint-Basile urban land use.

Le couvert forestier dans le sud chilien représente un enjeu environnemental majeur. La forêt native, intégrée à l’Ecorégion Valdivienne (35°S–48°S), fait partie de ces écosystèmes ayant la plus haute priorité de conservation dans le monde. L’application du Decreto-Ley 701 en 1974 généra l’expansion de monocultures de pins et d’eucalyptus dans le sud chilien. L’intensification des pratiques sylvicoles, combinée à la substitution des écosystèmes forestiers natifs, remet en question leur soutenabilité à court et moyen terme. Cette étude cherche à appréhender et à anticiper la dynamique des plantations forestières à plusieurs échelles spatiales et temporelles afin d’identifier les enjeux futurs d’occupation du sol. Dans un premier temps, l’utilisation de données satellitales à moyenne résolution MODIS a permis de détecter et de quantifier les coupes forestières et les forêts stables de la 8ème Région du Bío-Bío au sud continental de la 10ème Région de Los Lagos. Le recours aux images LANDSAT a, dans un second temps, fourni des éléments de précision sur le cycle de rotations des plantations industrielles à l’échelle de deux régions. Enfin, une classification multi-dates a constitué une base d’étude pour aborder les changements d’occupation et d’utilisation du sol (LUCC) dans la commune de San Juan de la Costa. Aussi, entre 1986 et 2008, la progression des monocultures au détriment de la forêt native et des autres types d’occupation du sol atteint respectivement 3 366 ha et 6 132 ha. Bien que l’identification des facteurs explicatifs combinée à l’analyse rétrospective mette en évidence une grande complexité au sein de ce système, quatre scénarii prospectifs ont pu être proposés. Ces derniers permettent d’obtenir une vision panoramique des dynamiques évolutives des plantations forestières et de la forêt native. Si les scénarii prédictif et intensif traduisent une expansion des plantations monospécifiques en 2017 et 2026, les scénarii, exploratoire et« éco-centré », apportent une vision à contre-courant, avec un regain de forêt native et un déclin des plantations à l’horizon 2035. Le croisement des scénarii établit également un degré de congruence spatialisé susceptible de fournir, dans une perspective de gestion, des informations complémentaires d’aide à la décision. / Southern Chile forest cover represents a major environmental issue. The native forest, integrated into the Valvidian Ecoregion (35°S-48°S), belongs to ecosystems with the highest conservation priority in the world. The application of the Decree Law 701 in 1974 generated the expansion of pines and eucalyptus monocultures in Southern Chile. The intensification of silvicultural practices, combined with the substitution of native forested ecosystems, reappraises their sustainability on both short and mid-term. This study wishes to apprehend and anticipate timber plantation dynamics on several spatial and temporal scales to identify tomorrow's land occupation issues. In a first phase, the use of MODIS medium-resolution remotely sensed data enables the detection and quantification of timber cutting and stable forests from the 8th region of the Bio-Bio to the continental south of the 10th region of Los Lagos. In a second phase, turning to LANDSAT images enables to specify the rotation cycle of industrial plantations on a scale of two regions. Finally, a multi-date classification is used to build a data base in order to study land use and cover changes in the municipality of San Juan de la Costa. Between 1986 and 2008, the spread of monoculture at the expense of native forest and other types of land occupation reaches respectively 3 366 ha and 6 132 ha. Even though the identification of the explanatory factors together with retrospective analysis highlights the complexity of the system, four prospective scenarios are offered. They give us a panoramic vision of the timber plantations future dynamics, as well as those of the native forest. If the predictive and intensive scenarios express an expansion of the monospecific plantations in 2017 and 2026, the exploratory and “eco-centered” scenarios bring a vision that goes against the grain, with a resurgence of native forest and a decline in plantations by 2035. The crossing of the scenarios establishes a degree of spatial congruence and brings information that can help decision-making. / La cubierta forestal en el sur de Chile representa un desafío medio ambiental mayor. El bosque nativo, ubicado en la Ecorregión Valdiviana (35°S–48°S), forma parte de ecosistemas que tienen una alta prioridad de conservación en el mundo. La aplicación del Decreto Ley 701 en 1974 provocó la expansión de monocultivos de pinos y eucaliptos en el sur chileno. La intensificación de las prácticas silvícolas, junto con la sustitución de ecosistemas forestales nativos, pone en cuestión su sustentabilidad a corto y mediano plazo. Este estudio trata de comprender y anticipar la dinámica de las plantaciones forestales en diversas escalas espaciales y temporales para así identificar desafíos de ocupación futuros. En primer lugar, el uso de datos satelitales a resolución media con MODIS ha permitido la detección y la cuantificación tanto de las cortas como de las cubiertas forestales estables desde la Octava Región del Bío-Bío al sur continental de la Décima Región de Los Lagos. El uso de imágenes LANDSAT ha permitido reconocer el ciclo de rotaciones de las plantaciones industriales a la escala de dos regiones. Finalmente, se ha establecido una clasificación multi-temporal como base para el estudio de los cambios de ocupación y de utilización de los suelos (LUCC) en la comuna de San Juan de la Costa. Así, entre 1986 y 2008, la progresión de los monocultivos en detrimento del bosque nativo y de otros tipos de ocupación del suelo alcanza 3366 ha y 6132 ha respectivamente. A pesar que la identificación de factores explicativos relacionados con el análisis retrospectivo posee una gran complejidad dentro del sistema, cuatros escenarios prospectivos han podido ser propuestos. Estos, permiten obtener una visión panorámica de la dinámica futura de las plantaciones forestales, y también del bosque nativo. Mientras que los escenarios predictivo e intensivo reflejan una expansión de las plantaciones monoespecíficas en 2017 y 2026, los escenarios exploratorio y “eco-centrado” revelan un comportamiento contrario, con una recuperación del bosque nativo y un decrecimiento de las plantaciones en 2035. El cruce de los escenarios muestra un grado de congruencia espacial capaces de proponer, en una perspectiva de gestión, informaciones complementarias de ayuda a la decisión.

La ville antique d’Ammaedara (aujourd’hui Haïdra) est située dans le centre ouest de la Tunisie, à proximité de la frontière algérienne. Nous nous proposons d’étudier dans cette thèse l’évolution de la colonie d’Ammaedara, issue du camp de la IIIe Legio Augusta, depuis sa fondation au Ier siècle après J.-C. jusqu’à la conquête arabe à la fin du VIIe siècle, à partir des données archéologiques et historiques. L’examen de la documentation ancienne (plans, clichés aériens) et l’acquisition de nouvelles données de terrain (relevés topographiques, prospections sur le site et la campagne), nous permettrons d’étudier l’évolution de l’occupation urbaine et rurale ; l’analyse s’appuie sur un SIG (Système d’Information Géographique), qui permet le traitement et l’analyse des données spatialisées. L’évolution de la topographie urbaine (contexte de l’implantation de l’agglomération, occupation et évolution de l’espace urbain, réseau hydraulique, limites urbaines) et le rapport entre la ville et sa proche campagne (limites du territoire, occupation des faubourgs, approvisionnement) constituent nos principales thématiques d’étude. Nous livrons une synthèse sur la longue durée qui dresse l’état des connaissances sur le site et replace dans son contexte régional et historique l’évolution de la ville aux périodes romaine, vandale et byzantine. / The ancient city of Ammaedara (nowadays Haïdra) is situated in west central Tunisia, near the Algerian border. In this PhD, thanks to the archaeological and historical data, we propose to study the evolution of the colonia of Ammaedara, created from the camp of the Third Augustan Legion, from its foundation in the 1st century CE to the Arabic conquest at the end of the 7th century. The examination of the former documentation (plans, aerial photos) and the obtaining of new data (topographic plans, surveys on the site, land surveys) allow us to study the evolution of the occupation of the city and of its countryside. The analysis is based on a GIS (Geographic Information System), which permit the treatment and the analysis of spatialised data. The evolution of the urban topography (context of the city foundation, occupation and evolution of the urban space, hydraulic network, urban limits) and the relationship between the city and its countryside (limits of the territory, occupation of the suburbs, supply) constitute our main themes of study. We deliver a synthesis on the long term which offer a current state of knowledge of the site and replace the evolution of the city in the regional and historical context during the Roman, Vandal and Byzantine period.

L'objectif initial de ce travail vise à la compréhension des processus de transformation de l'habitat et du paysage d'un espace donné, en mettant l'accent sur les mutations et les disparitions des phénomènes observés, de manière à restituer la ou les dynamiques du peuplement sur la longue durée, à micro-échelle. L'espace étudié est constitué des communes de Tavant, L'Ile-Bouchard et Crouzilles situées dans la vallée de la Vienne en Indre-et-Loire. Elles couvrent à elles trois, une surface de 2 332 ha qui s'inscrit dans un rectangle d'emprise d'environ 5 500 ha. <br /><br />L'adoption d'une progression par échelles géographiques emboîtées qui caractérise ce travail, a été dictée par les rythmes spatio-temporels propres à chaque source exploitée – les sources textuelles, matérielles, morphologiques et paléoenvironnementales – et les contraintes pratiques qui imposent au chercheur des cadres d'observation géographique et chronologique qu'on suppose être représentatifs de l'ensemble considéré. La démarche globale qui consiste à croiser les sources selon la logique du système territoire s'impose comme un cadre adapté à une étude pluridisciplinaire et diachronique, parce qu'elle permet de respecter et des gérer les rythmes d'espace-temps de chaque source sollicité et parce qu'elle pose les bases d'une modélisation de l'histoire du peuplement de la Protohistoire à nos jours dans la vallée de la Vienne. Toutefois, c'est seulement à l'issue de la critique et de l'exploitation des différents corpus de données que le système territoire commence à prendre forme, à travers la connaissance partielle de l'organisation de l'espace géographique et du jeu des acteurs de l'espace anthropisé, politique et institutionnel.

Ce projet de recherche s’inscrit dans un contexte spécifique d’étalement de la ville d’Antananarivo, capitale de Madagascar, au-delà de ses limites administratives actuelles, en englobant les espaces périphériques. La poussée de l’urbanisation expliquée par une forte croissance démographique aussi bien dans la ville que dans ses Communes périphériques, est source de profondes mutations qui sont vécues au quotidien par la population et sont visibles dans le paysage. Ainsi, cette recherche consiste à analyser le déroulement, les manifestations et les enjeux de ces mutations. Reconnaissant que la périurbanisation recouvre tellement d'aspects, la focalisation sur les thématiques -population, habitat et occupation des sols, constitue un choix pertinent dans les analyses. Elles sont au centre des dynamiques et des forts enjeux qui caractérisent les espaces périurbains. La démarche est basée sur une étude comparée de trois Communes Rurales (Tanjombato,Sabotsy Namehana et Ambohimangakely) situées à la périphérie immédiate de la ville et qui sont représentatives de l’agglomération de par leur poids démographique, leur localisation sur les axes majeurs de périurbanisation et leur niveau d’urbanisation. / Antananarivo, the capital city of Madagascar, is facing to rapid urbanization with over two million people in 2009. This process occurs mainly in the suburbs of the city, through the decentralization of housing and activities. From a spatial retrospective and perspective, the key effect of suburbanization is the rapid land use changing. In addition to that, the trend to suburbanization during the last twenty years, leads to a larger scale, and therefore to a new concept which is the Greater Antananarivo. In this context, the urban sprawl retains interest of many stakeholders, including the scientific world. Thus, this study is focused on demographic, social and spatial changes at suburban areas. It describes the particularities of Antananarivo, where suburbanization is characterized by a ribbon development along public transport and infrastructural facilities, a limited sky-scraper development, an extensive consumption of land and a low density sprawl. Indeed, from the old city located on an elevated and symbolic site, the urbanization is expanding to surrounding plains and outskirt centers. The colonial and post colonial expansion contains some planned areas of collective housing and mixed activities. However, the recent expansion results from the individual housing spread, due to the self-house-building system.

Ce travail s'inscrit dans la perspective de l'enrichissement des bases de données d'occupation du sol. La description de l'occupation du sol permet de produire des indicateurs environnementaux pour la gestion des écosystèmes et des territoires, en réponse à des besoins sociétaux, réglementaires et scientifiques. Aussi, des bases de données décrivant l'occupation du sol existent à différents niveaux (local, national, européen) ou sont en cours de constitution. Il est toutefois apparu que la connaissance de l'occupation du sol nécessaire pour certaines applications de modélisation de la ville (simulateurs de micro-météorologie, d'hydrologie, ou de suivi de pollutions), voire de suivi réglementaire (imperméabilisation des sols) est plus fine (au niveau sémantique et géométrique) que ce que contiennent ces bases de données. Des cartes de matériaux sont donc nécessaires pour certaines applications. Elles pourraient constituer une couche supplémentaire, à la fois dans des bases de données sur l'occupation du sol (comme l'occupation du sol à grande échelle de l'IGN) et dans des maquettes urbaines 3D.Aucune base de données existante ne contenant cette information, la télédétection apparaît comme la seule solution pour la produire. Néanmoins, du fait de la forte hétérogénéité des matériaux, de leur variabilité, mais aussi des fortes ressemblances entre classes distinctes, il apparaît que les capteurs optiques multispectraux classiques (limités aux 4 canaux rouge - vert - bleu - proche infrarouge) sont insuffisants pour bien discriminer des matériaux. Un capteur dit superspectral, c'est-à-dire plus riche spectralement, pourrait apporter une solution à cette limite. Ce travail s'est donc positionné dans l'optique de la conception d'un tel capteur et a consisté à identifier la meilleure configuration spectrale pour la classification des matériaux urbains, ou du moins à proposer des solutions s'en approchant. Un travail d'optimisation spectrale a donc été réalisé afin d'optimiser à la fois la position des bandes dans le spectre ainsi que leur largeur. Le travail s'est déroulé en deux temps. Une première tâche a consisté à définir et préciser les méthodes d'optimisation de bandes, et à les valider sur des jeux de données de référence de la littérature. Deux heuristiques d'optimisation classiques (l'une incrémentale, l'autre stochastique) ont été choisies du fait de leur généricité et de leur flexibilité, et donc de leur capacité à être utilisées pour différents critères de sélection d'attributs. Une comparaison de différentes mesures de la pertinence d'un jeu de bandes a été effectuée afin de définir le score à optimiser lors du processus de sélection de bandes. L'optimisation de la largeur des bandes a ensuite été étudiée : la méthode proposée consiste à préalablement construire une hiérarchie de bandes fusionnées en fonction de leur similarité, le processus de sélection de bandes se déroulant ensuite au sein de cette hiérarchie. La seconde partie du travail a consisté en l'application de ces algorithmes d'optimisation spectrale au cas d'étude des matériaux urbains. Une collection de spectres de matériaux urbains a d'abord été réunie à partir de différentes librairies spectrales (ASTER, MEMOIRES, ...). L'optimisation spectrale a ensuite été menée à partir de ce jeu de données. Il est apparu qu'un nombre limité de bandes bien choisies suffisait pour discriminer 9 classes de matériaux communs (ardoise - asphalte - ciment - gravier - métal - pavés en pierre - shingle - terre – tuile). L'apport de bandes issues du domaine de l'infrarouge onde courte (1400 - 2500 nm) pour la discrimination des matériaux a également été vérifiée. La portée des résultats chiffrés obtenus en terme de confusions entre les matériaux reste toutefois à nuancer du fait de la très faible représentation de certains matériaux dans la librairie de spectres collectés, ne couvrant donc pas la totalité de leur variabilité / This work was performed in the context of a possible enrichment of land cover databases. The description of land cover is necessary it possible to produce environmental indicators for the management of ecosystems and territories, in response to various societal and scientific needs. Thus, different land cover databases already exist at various levels (global, European, national, regional or local) or are currently being produced. However, it appeared that knowledge about land cover should more detailled in urban areas, since it is required by several city modeling applications (micro-meteorological, hydrological, or pollution monitoring simulators), or public regulations monitoring (e.g. concerning ground perviousness). Such materials maps would be (both semantically and spatially) finer than what is contained in existing land cover databases. Therefore, they could be an additional layer, both in land cover databases (such as in IGN High Resolution land cover database) and in 3D city models. No existing database contains such information about urban material maps. Thus remote sensing is the only solution to produce it. However, due to the high heterogeneity of urban materials, their variability, but also the strong similarities between different material classes, usual optical multispectral sensors (with only the 4 red - green - blue - near infrared bands) are not sufficient to reach a good discrimination of materials. A multispectral sensor or superspectral, that is to say spectrally richer, could therefore provide a solution to this limit. Thus, this work was performed intending the design of such sensor. It aimed at identifying the best spectral configuration for classification of urban materials, or at least to propose sub-optimal solutions. In other words, a spectral optimization was carried out in order to optimize both the position of the bands in the spectrum and their width. Automatic feature selection methods were used. This work was performed in two steps. A first task aimed at defining the spectral optimization methods and at validating them on literature reference data sets. Two state-of-the-art optimization heuristics (Sequential Forward Floating Search and genetic algorithms) were chosen owing to their genericity and flexibility, and therefore their ability to be used to optimize different feature selection criteria. A benchmark of different scores measuring the relevance of a set of features was performed to decide which score to optimize during the band selection process. Band width optimization was then studied: the proposed method consisted in building a hierarchy of bands merged according to their similarities. Band selection was then processed within this hierarchy. The second part of the work consisted in the application of these spectral optimization algorithms to the case study of urban materials. A collection of urban materials spectra was first caught and from various spectral libraries ( ASTER , MEMORIES...). Spectral optimization was then performed on this dataset. A limited number (about 10) of well chosen bands appeared to be sufficient to classify next common materials (slates - asphalt - cement - gravel - metal - cobblestones - shingle - earth – tiles). Bands from short wave infrared spectral domain (1400 - 2500 nm) were shown again to be very useful to discriminate urban materials. However, quantitative results assessing the confusions between the materials must be considered carefully since some materials are very uncommon in the library of collected spectra, and thus their possible variability is not completely considered

L’urbanisation a de multiples impacts sur les processus hydrologiques. A l’échelle du bassin versant, ces impacts sont difficiles à quantifier et les résultats de la littérature sur ce sujet sont assez disparates. L’objectif de cette thèse est d’analyser conjointement l’évolution de l’urbanisation et l’évolution des écoulements des bassins versants. La détection et la quantification des changements d’écoulement potentiellement liés à l’urbanisation des bassins nécessitent de distinguer les changements de débits liés à l’urbanisation de ceux liés à d’autres facteurs de variabilité hydrologique, tels que le climat. Ceci soulève plusieurs questions liées notamment à la relation entre la variabilité du climat et celle de la réponse hydrologique des bassins, et aussi à la détermination d’une mesure de l’urbanisation utile pour l’hydrologie. Pour répondre à ces questions, plusieurs approches ont été testées : 1) Nous avons analysé la fiabilité d’un modèle hydrologique pour simuler l’impact de l’urbanisation. Pour cela, nous avons utilisé la technique des bassins versants appariés : un bassin versant urbanisé proche d’un autre bassin versant non-urbanisé servant de témoin permet d’évaluer l’impact de l’urbanisation sur la réponse hydrologique des bassins. 2) Nous nous sommes également intéressés à la caractérisation de l’urbanisation par des mesures de structure du paysage urbain, en complément de mesures plus classiques (imperméabilité et fraction de surface urbaine). 3) Nous avons ensuite étudié les variables qui expliquent le mieux chaque variable hydrologique de bassin (module et débits caractéristiques de crue et d’étiage. 4) Nous avons enfin utilisé un modèle hydrologique permettant de synthétiser le comportement du bassin versant au cours e son urbanisation.Les résultats ont montré que l’approche par modélisation hydrologique permettait de quantifier d’une façon satisfaisante l’impact du changement d’occupation du sol. Cette approche par modélisation donne des résultats proches de celle par bassins appariés. La thèse met également en évidence que l'impact de l'urbanisation sur la réponse hydrologique du bassin versant reste difficile à généraliser. En effet, une majorité de bassins versants urbains ne présente pas de tendance significative sur les caractéristiques hydrologiques analysées (débits caractéristiques de crue et d’étiage). Enfin, les caractéristiques de fragmentation du paysage urbain fournissent des éléments complémentaires aux mesures plus classiques de l’urbanisation. / Urbanization and population concentration are suspected of having multiple impacts on the catchment’s hydrologic response. It is difficult to synthetize the results from the numerous case studies related to the impact of urbanization on catchment’s hydrologic response. The main objective of this study is to compare the flow changes detected by urbanization. The change flow quantification is impacted simultaneously by climate variability and urbanization, which makes it difficult to distinguish the causal effects of change. To cope with this climate confusing effect and determination a useful measure of urbanization for catchment hydrological response several approach have been tested: 1) We are looking for changes in the hydrological signal time-series in urbanizing catchments and then identifying repeatedly model parameters on successive time periods. The conceptual modelling (top-down) approach was used to calibrate model on the urbanized catchments and simulated the non-urban condition. 2) In addition to traditional urban measures (total impervious area) the urban area were characterized by landscape metrics, which enable analyzing the patterns of historical urban growth. 3) We combine a hydrological model, catchments characteristics and landscape metrics to quantify the explaining variables for the hydrologic response change. 4) We were used the hydrological model to evaluate the catchment behavior over time. Results confirmed that the hydrological model is useful to quantify the impact of land use change. The results show the good agreement between conceptual modelling approaches and the paired catchments approaches change detections.The impact of urbanization on the catchment hydrological response remains difficult to generalize. The most of catchment show the no significant trend on hydrological response over the study. However, results confirmed that the urban fragmentation and landscape metrics provide additional elements compared to the total impervious study.