Les écoulements volcaniques (lahars, écoulements hyperconcentrés) et les crues soudaines représentent des phénomènes destructeurs et dangereux. Malgré leur pouvoir destructeur (e.g. Armero, Colombie, 1985), il existe très peu d’études centrées sur les effets des lahars en zone urbaine, alors qu’ils représentent une menace réelle pour de nombreuses villes, comme Arequipa, au Pérou. Arequipa est une ville de presque 1 million d’habitants située à 17 km au sud-est du volcan El Misti. La dernière éruption majeure du Misti remonte à 550 ans (1460 après J.C.) et de plus petites éruptions ont parsemé le 18ème et le 19ème siècle. Des lahars dont les volumes sont compris entre 0,01x106 et 11x106 m3 se sont formés et des inondations ont balayé les vallées tous les 5 à 10 ans. Suite à l’augmentation de la population d’Arequipa, la zone urbanisée s’étend maintenant sur les flancs du volcan, jusqu’à 9 km du sommet. En réponse à cette croissance rapide et apparemment incontrôlée, il est essentiel d’évaluer l’utilisation des sols, les bâtiments et les infrastructures en fonction de leur vulnérabilité. Des scénarios d’aléas ont été développés à partir d’anciennes et d’actuelles études géologiques, de cartes traditionnelles et des modèles numériques (tels que Titan2D) des dépôts volcaniques et fluviaux, d’études de terrain sur l’utilisation des sols, le type de bâtiments et d’infrastructures, d’analyses statistiques (y compris des analyses multi variantes) et enfin des caractéristiques géotechniques des matériaux utilisés pour les constructions. Trois scénarios de référence ont été utilisés allant d’un scénario de crue (récurrence de 5 à 10 ans) à une éruption (sub) Plinienne (VEI >3, récurrence de 5000 à 20 000 ans). Les zones inondables ont été délimitées en utilisant des résultats de code de simulation couplés à des cartographies géologiques et à des analyses de magnitude/fréquence. L'amélioration d'un MNT, construit à partir d’études DGPS et de données ASTER (10 m de résolution), a permis de modéliser les écoulements à partir de Titan2D. Les résultats du modèle montrent une extension des écoulements plus longue que celles proposées dans les études précédentes (e.g Vargas et al, 2010). L’étude de terrain a permis de classifier l’utilisation des sols selon 19 catégories et les principaux bâtiments et infrastructures selon 10 catégories. Par exemple, les bâtiments ont été classés et ordonnés selon des critères de nature du matériau principal les constituant, nombre d’étages, etc. De la même manière, la classification de l’utilisation des sols et du type d’infrastructures ont été classé en fonction de différents éléments comme le taux d’occupation, l’importance des évacuations d’urgence etc. Les effets mécaniques des écoulements sur les immeubles et les infrastructures ont été recherchés dans le but d’élaborer des fonctions de vulnérabilité. Cette étude a révélé que les bâtiments et l’utilisation des sols du Quebrada Huarangal sont particulièrement vulnérables et exposés au risque même lors d’un écoulement de faible magnitude. Ceci est essentiellement dû à la très faible qualité des constructions dans les zones à hauts risques du Quebrada Huarangal. Au contraire, le risque présent dans la vallée du Rio Chili est une zone à faible risque. Le niveau de risque inhérent au système d’énergie hydroélectrique et aux réserves d’eau potable reste inquiétant pour la ville, notamment durant une crise volcanique. Cette étude a mis en évidence les capacités d’intégration des données SIG générant de l’information sur le risque via la combinaison de scénarios d’aléas et d’éléments de vulnérabilité. Ces méthodes semblent être prometteuses pour l’étude et la prévention des risques volcaniques. De plus, une base de données mise à jour pourrait aider à gérer de manière efficace une possible crise volcanique en temps réel, et ce qui est plus important encore, assister les tâches de réduction des risques. / Volcanic mass flows (lahars, hyperconcentrated flows) and flash floods represent destructive and dangerous phenomena. Given evidence concerning the destructive nature of lahars (e.g. Armero, Colombia, 1985) there appears to be a lack of studies into the effect of lahars in dense urban environments ; a very real threat for many cities worldwide including the Arequipa, Peru. Arequipa, with nearly 1 million inhabitants, is located 17 km SW of El Misti Volcano. El Misti's last major eruption occurred 550 years ago (1460AD), with smaller eruptions occurring in the 18 and 19th Centuries. Lahars with volumes ranging from 0.01x106 m3 to 11x106 m3 have occurred, and flash floods have swept down valleys every 5 to 10 years. Population growth has resulted in urban sprawl to within 9 km of El Misti’s summit. It is this rapid and seemingly uncontrolled expansion which warrants the assessment of building, land use and infrastructure within a vulnerability framework. Hazard scenarios were developed from former and current geological studies ; conventional and computer-aided (e.g. Titan2D numerical modelling) mapping of volcaniclastic and fluvial deposits ; field surveys of land use, buildings and infrastructure ; statistical analysis (including multivariate analysis) ; and geotechnical characteristics of building materials. Three reference scenarios were used from a flash flood scenario (recurrence interval of 5 to 10 years) to a (sub)Plinian eruption (VEI >3, recurrence interval of 5000 to 20,000 years). Inundation zones were defined using simulation code results coupled with geological mapping and magnitude/frequency analysis. The results of Titan2D modelling feature a longer flow runout than in previous studies (e.g. Vargas et al., 2010) due to the creation of an enhanced 10 m DEM, constructed from DGPS surveys and ASTER data. Land-use, building and infrastructure surveys identified nineteen different land-use patterns, ten main building types and many key infrastructures. Building types were classified and ranked according to a number of components, such as the dominant building material, number of floors etc. Similarly land use and infrastructure were ranked according to a number of different elements such as occupancy rate, emergency importance etc. The mechanical effects of the flows on buildings and infrastructure were then investigated to elaborate vulnerability functions. The vulnerability and risk assessment have indicated that building, land use and infrastructure on the Quebrada Huarangal fan are particularly vulnerable and at risk even during the smallest magnitude flow. This is primarily due to very poor quality construction in high hazard areas on the Quebrada Huarangal fan. In contrast the risk posed in the Río Chili Valley is in general much less. The level of risk posed to the hydroelectric power scheme and the potable water supply is concern for the city, especially during a volcanic crisis. Data integration abilities of GIS in generating risk information by combining hazard scenarios with vulnerability elements have been highlighted in this research and offer promising prospects in the field of volcanic risk assessment and management. In addition, an updated database could help to efficiently handle possible volcanic crisis in real-time, and more importantly assist the risk reduction tasks.

Face aux limites de la littérature internationale sur les disparités environnementales de prévalence d’obésité (focus sur le lieu de résidence, etc.) et considérant le manque d’études empiriques réalisées en France, nous nous sommes intéressés tout d’abord aux relations entre, d’une part, les caractéristiques des environnements résidentiels et professionnels et le secteur d’activité économique et, d’autre part, deux indicateurs d’excès de graisse corporelle : l’indice de masse grasse (IMG) et le pourcentage de masse grasse (%MG). Ensuite, nous avons comparé les effets des secteurs d’activité économique sur plusieurs facteurs de risque cardiovasculaire. Finalement, à l’aide d’une étude longitudinale, nous avons évalué les liens entre les variables socio-économiques et l’évolution des paramètres anthropométriques chez les participants de l’Étude RECORD. Parallèlement à l’étude de ces relations, notre objectif méthodologique était d’explorer les biais d’attrition liés aux données manquantes dans les études longitudinales.Pour conclure, nous avons pu par ces travaux empiriques mettre en évidence des effets des caractéristiques individuelles, de l’environnement résidentiel, et des secteurs d’activité économique sur l’accumulation de la masse grasse corporelle ainsi que sur les facteurs de risque cardiovasculaire. En ce qui concerne le volet méthodologique de ce travail, d’une part nous avons été en mesure de tenir compte dans les analyses de l’environnement géographique de résidence communément pris en compte. D’autre part, nous démarquant d’une littérature sur les déterminants sociaux de l’obésité essentiellement transversale, nous montrons que selon le mécanisme des données manquantes, les méthodes statistiques communément utilisées ne permettent pas de contourner les biais potentiels induits par l’attrition dans les analyses longitudinales. / Given the limits of the international literature on the environmental disparities in obesity prevalence (focused on the residential neighborhood) and considering the lack of empirical studies conducted in France, we were interested in the relations between, on the one hand, the characteristics of residential and professional neighborhood characteritics and the work economic sector, and on the other hand, two body fat indicators: the Fat Mass Index (FMI) and the percentage of Fat Mass (%FM). Then we compared the effects of the work economic sectors on several cardiovascular risk factors. Finally using a longitudinal study, we evaluated the links between socioeconomic variables and the evolution of the anthropometric parameters among participants of the RECORD Study. Simultaneously, our methodological objective was to explore the attrition biases due to missing data in longitudinal studies.To conclude, we could by those empirical works highlight the effect of the individual and the residential characteristics, and the work economic sectors on the accumulation of body fat as well as on cardiovascular risk factors. Regarding the methodological part of this work, firstly we were able to take into account in the analysis the residential geographical environment commonly considered. Secondly, differentiating us from the transversal literature on the social determinants of obesity, we show that depending on the missing data mechanism, the statistical methods commonly used can not circumvent the potential bias introduced by attrition in longitudinal analyses.

Le peuplement des Amériques fut le dernier grand événement migratoire de Homo sapiens et nous méconnaissons toujours les détails à son sujet. Des débats surgissent concernant l’environnement, les populations concernées, ainsi que les cultures impliquées. Malheureusement, des biais scientifiques persistent quant à la chronologie de cet événement et il peut donc être difficile de proposer quelque chose de nouveau. Avec ArcMap 10.7.1, nous présentons de nouveaux modèles de migrations terrestres basés sur les sentiers de moindre effort, retraçant les routes potentielles que les humains ont pu utiliser afin d’arriver en Amérique au cours du Pléistocène; nous surlignons les facteurs environnementaux, génétiques et archéologiques spécifiques qui doivent être considérés pour les modèles futurs, et nous présentons deux trajets de migration qui auraient pu avoir été utilisé pendant le Paléolithique Supérieur, élucidant par conséquent comment les humains sont arrivés pour la première fois dans le continent américain. / The peopling of the Americas was the last great dispersal event of our species, Homo sapiens, and there is still so much we do not know about it. Debates arise concerning the environment, the populations involved, as well as the cultural or physical markers they might have left behind. Unfortunately, the debate concerning the First Peopling of North America is marked by scientific biases and it can thus be difficult to propose something new. Through ArcMap 10.7.1, we present a Least Cost model of terrestrial migrations from Asia to America, we highlight the specific environmental, genetic and archaeological factors that need to be considered in future models, and present two migration paths that could have been used during the Late Pleistocene, thus shedding light onto how humans first arrived in the American continent.

Partant du constat d'une faible connaissance et d'une utilisation encore limitée des données climatiques en économie du développement, cette thèse propose une exploitation originale à la fois macroéconomique et microéconomique des données climatiques. Elle répond à un double objectif consistant d'une part, à enrichir les connaissances concernant les données climatiques en fournissant une nouvelle base de données mondiale directement exploitable par les économistes, d'autre part, à en proposer des exploitations variées et à différentes échelles de l'économie. La première partie propose une utilisation macroéconomique des données climatiques. Elle doit permettre une meilleure appréhension des données climatiques mondiales, afin d'améliorer des connaissances sur les caractéristiques du changement climatique d'un point de vue économique. Le chapitre 1 produit une base de données climatiques disponible pour près de 200 pays au niveau mensuel pour la période 1900-2008. S'appuyant sur ce premier travail, le chapitre 2 propose une utilisation originale de la base en construisant un indicateur de vulnérabilité physique au changement climatique pouvant servir d'outil pour guider l'allocation de l'aide à l'adaptation au changement climatique. La seconde partie de cette thèse est constituée de deux études microéconomiques dont le but est d'analyser les réactions des agents face à un choc climatique. Dans ces deux chapitres, les données pluviométriques pallient le manque de données concernant la production agricole. Au niveau du ménage agricole d'abord, le chapitre 3 s'intéresse aux conséquences d'un épisode de baisse de la pluviométrie sur l'état nutritionnel des enfants de moins de cinq ans et révèle que les ménages ruraux n'ont pas la capacité d'assurer ou d'absorber ces chocs climatiques. Au niveau d'un marché céréalier ensuite, le chapitre 4 s'attache à étudier la réaction des prix face à un choc pluviométrique et met en évidence la présence d'une spéculation, particulièrement sur des marchés mal intégrés et de petite taille.

La planification intégrée du développement urbain et des transports durables est aujourd’hui cruciale au double impératif d’une plus grande maîtrise des déplacements automobiles et d’une diminution de la « dépendance automobile », éléments essentiels au développement durable des grandes métropoles. La présente recherche visait l‘approfondissement des connaissances sur l‘évolution récente de la forme urbaine dans les trois régions métropolitaines canadiennes de Toronto, Montréal et Vancouver, sous l’angle particulier de l’intégration « forme urbaine – transports durables ». Notre stratégie de recherche a consisté en l’élaboration d’un cadre d‘analyse qui devait permettre une opérationnalisation complète du paradigme d‘aménagement à l‘étude ainsi qu’une évaluation de sa mise en œuvre. Ce cadre tire parti des opportunités analytiques qu‘offrent les systèmes d‘information géographique (SIG) ainsi que certains outils Internet courants de « visite virtuelle des lieux » tel que Google Earth. Il en est résulté une approche méthodologique originale, multidimensionnelle et multi-échelle. Son application a permis des analyses particulières de la forme urbaine pour chacune des trois régions cibles, structurées selon trois axes principaux : leur performance globale (autour de 2006), leur performance en périphérie métropolitaine ainsi que l’évolution de leur performance entre 2001 et 2006. De nos analyses comparatives, Vancouver se démarque avec des performances supérieures pour les trois axes, tout particulièrement pour l‘évolution de ses performances. Montréal arrive quant à elle troisième, en raison notamment de sa faible performance en périphérie. Globalement, les trois régions métropolitaines affichent de faibles niveaux d’intégration entre la forme urbaine et les réseaux de transport durable et souffrent d’une grande dépendance automobile structurelle, particulièrement en leur périphérie. Par ailleurs, en dépit d’objectifs de planification adéquats, les déficiences de leur forme urbaine et leurs progrès relativement modestes laissent présager une prédominance de la dépendance automobile qui perdurera au cours des prochaines années. Il nous apparaît primordial que tous les acteurs du domaine public fassent preuve d‘une plus grande « lucidité », voire maturité, face aux lourds constats exposant la difficile mise en œuvre de leurs objectifs ainsi que la dichotomie entre ce qui « se passe sur le terrain » et le contenu de leurs politiques. Une première étape obligée vers un raffinement des politiques et, peut-être, vers leur plus grande efficacité passe sans doute par la pleine reconnaissance des limites du paradigme d’aménagement actuel et de l‘immense défi que représente un inversement des tendances. Cela implique notamment une plus grande transparence en matière d‘évaluation des politiques ainsi que des efforts communs pour le développement et la diffusion de données de qualité dans les domaines connexes de la forme urbaine et des transports urbains, de meilleurs outils de monitoring, etc., qui pourraient aider à instituer une nouvelle synergie entre tous les acteurs impliqués tant dans la recherche urbaine, le développement urbain que les politiques d’aménagement et de transport. Le raffinement de notre propre approche méthodologique pourrait aussi bénéficier de telles avancées, approche qui constitue une des avenues possibles pour la poursuite de l‘exploration de l‘enjeu de l‘intégration « forme urbaine – transports durables » dans les régions métropolitaines canadiennes. / An integrated planning approach to urban development and sustainable transportation is key to managing car travels and mitigating car dependency, which are two essential elements to the sustainable development of metropolitan areas. This research focuses on the recent evolution of urban form in the three Canadian metropolitan regions of Toronto, Montreal and Vancouver, through the lens of the planning paradigm of “urban form – sustainable transportation” integration. Our research strategy centered on the elaboration of an analytical framework that would enable the full measurement and assessment of the planning paradigm. This framework takes advantage of analytical capabilities offered by geographic information systems (GIS), as well as by common Internet tools of “virtual place exploration” such as Google Earth. The result was an original, multidimensional and multi-scale methodological approach. Its application enabled specific urban form analyses for each of the studied metropolitan regions, structured around three main perspectives: their overall performance (around 2006), performance of their metropolitan fringe, and the evolution of their performance between 2001 and 2006. Our comparative analyses revealed that Vancouver ranks first in all three perspectives, while Montreal ranks third overall, mainly because of a particularly weak performance of its periphery. Globally, the three regions show a poor integration between urban form and sustainable transportation networks and suffer from high levels of car dependency, especially at their periphery. Despite the presence of adequate planning objectives, their urban form deficiencies and relatively weak progresses leave us to anticipate that the predominance of car dependency is there to stay in the near future. It appears vital that public stakeholders show more “lucidity”, or “maturity”, in face of tough evidences that that reveal how hard the implementation of their policy objectives is, as well as the dichotomy between these same objectives and what can be actually observed “on the ground”. A mandatory step towards improved and, maybe, more effective planning policies is a full recognition of the limits of the actual planning paradigm and of the huge challenge that a shift in trends represents. This would imply a greater transparency in the policy evaluation area, along with coordinated efforts to support the development and dissemination of high-quality data on urban form and urban transportation, improved monitoring tools, etc. All this could induce a new synergy among all stakeholders involved either in urban research, urban development or urban planning and transportation policies. An improvement to our own methodological approach could also benefit from such advances, being of many potential avenues for the ongoing exploration of the issue in Canadian metropolises.

L'objectif de cette thèse est de produire une méthodologie de restitution spatiale de la susceptibilité torrentielle à une échelle régionale. Les méthodes géomatiques et statistiques mises en œuvre visent à intégrer différents facteurs de prédisposition au phénomène de laves torrentielles, en particulier les caractéristiques morphométriques des tronçons et de leur bassin versant et leur potentiel de fourniture sédimentaire.La définition de modèles statistiques robustes a permis de prédire l'activité torrentielle à partir de la morphométrie des tronçons et de leur bassin versant, et permettent la discrimination des processus de laves torrentielles et de charriage.Au niveau des zones sources, le second facteur de prédisposition qu'est la disponibilité sédimentaire, est cartographié à partir de l'analyse des orthophotographies infrarouges de l'IGN©, puis est combiné à la susceptibilité morphométrique dans un SIG de manière experte. Ainsi, le potentiel sédimentaire des bassins versants sources vient pondérer la probabilité d'activité de lave torrentielle établie à partir du potentiel morphométrique dans le but de prédire la susceptibilité au déclenchement. Plus aval, la prédisposition à la propagation de laves torrentielles dépend des caractéristiques morphométriques et est également contrôlée par la susceptibilité torrentielle des biefs situés juste en amont (approche réseau). L'application de la démarche dans les Alpes du Sud a été validée avec 50 observations expertes.Cette thèse a conduit à la production des cartes des zones de déclenchement de laves torrentielles, et à l'identification de leur zone de propagation potentielle, intégrées à une plateforme de services (projet RHYTMME, Irstea et Météo-France). Elles peuvent être superposées avec les aléas de précipitations pour identifier les secteurs susceptibles à l’activité de laves torrentielles lors d'événements de précipitations de forte intensité. / The main objective of this thesis is to produce a methodology spatially characterizing the debris flow susceptibility at a regional scale. The methods used are based on geomatic and statistic fields and aim at integrating the predisposing factors to debris flow activity, especially the morphometry and the potential sediment availability.Robust statistical models allowed to predict the debris flow activity based on the morphometry of the reaches and their catchments in order to discriminate the bedload transport from the debris flow processes.In source areas, the second predisposing factor, i.e. the sediment availability, was first mapped thanks to the analysis of infrared orthophotos (IGN©) and then expertly combined with the morphometric susceptibility within a GIS. The sediment availability potential of upland catchment consequently weights the probability of debris flow activity (firstly established from the morphometric characteristics) in order to predict the susceptibility to debris-flow triggering. More downstream, the predisposition to debris flow propagation depends on morphometric characteristics and is also controlled by the debris flow susceptibility of the upstream reaches. In the Southern French Alps, the entire approach has been validated with 50 expert observations.This work led to the production of new maps of debris flow triggering and propagation, already integrated on a service platform (RHYTMME project, Irstea and Météo-France). They can be superimposed on maps of precipitation hazard during intense events in order to identify the reaches susceptible to debris flow activity.

Les Systèmes d'Information Géographique (SIG) gèrent des informations complexes localisées dans un espace géographique. Durant la dernière décennie, ces systèmes ont vu l'émergence d'une part des SIG en trois dimensions et plus particulièrement des modèles numériques de terrain (MNT) et d'autre part de l'intégration de données temporelles. Les travaux de recherche en informatique présentés dans ce manuscrit s'attaquent à ces deux thématiques et sont appliqués au domaine maritime. En termes de MNT, ces recherches ont essentiellement porté sur l'intégration de MNT terrestre et maritime. Une méthode de fusion générant un MNT continu a été définie. Elle est basée sur l'appariement d'éléments caractéristiques linéaires (crêtes, talwegs, lignes de rupture de pente). Elle emploie des distances linéaires discrètes introduites par Fréchet. Ces distances fournissent des vecteurs d'appariement autorisant la fusion de MNT à l'aide d'une technique de déformation élastique. En ce qui concerne les SIG spatio-temporels, ces travaux concernent les déplacements d'objets mobiles et plus particulièrement les navires. Dans le cadre de la navigation maritime, les SIG ont une place prépondérante via les aides à la navigation, les systèmes de surveillance du trafic et les simulateurs de formation. Dans ce cadre, un nouveau modèle de représentation des déplacements, la vue relative, a été formalisé. Ce formalisme s'appuie sur la perception humaine de l'espace spatio-temporel et des objets mobiles. Cette représentation est complémentaire de la représentation absolue. Les déplacements relatifs vis-à-vis d'un objet référent sont ainsi plus facilement analysables. Les évolutions des distances et des vitesses relatives sont mieux perçues. Parallèlement, une simulation des activités de navires à l'aide de systèmes multi-agents a été conçue. Les déplacements simultanés d'un grand nombre de navires dans un environnement maritime sont ainsi simulés. Elle prend en compte les différentes activités concurrentes des objets mobiles et les contraintes géographiques. Qui plus est, elle intègre des raisonnements à base de patrons pour reproduire les raisonnements humains. Finalement, à partir des bases de données historiques des positions d'objets mobiles dans un environnement ouvert, des techniques d'extractions des trajectoires et de fouille de données spatio-temporelles ont été réalisées. Elles permettent pour chaque itinéraire et chaque type d'objets de définir des routes types spatio-temporelles et de détecter à la volée des comportements inhabituels. Ces travaux, bien qu'appliqués au domaine maritime, sont génériques. Les méthodes de fusion de MNT peuvent être appliquées à tous types de MNT ayant des zones de recouvrement. De même, les travaux de modélisation, d'analyses et de simulation sur les objets mobiles sont adaptables à tous les déplacements d'objets mobiles dans des espaces ouverts.

La géomatique, c'est-à-dire l'utilisation des technologies numériques pour acquérir, traiter, visualiser et communiquer l'information géographique, comprend de très nombreux domaines d'application dans le monde professionnel. L'usage de ces technologies (système de localisation GPS, globes virtuels sur Internet, systèmes d'information géographique...) commence à se diffuser dans la vie quotidienne et dans le domaine éducatif. Nous nous intéressons ici aux questions posées par l'introduction des outils géomatiques dans l'enseignement de la géographie. L'intégration de la géomatique ne va pas sans poser de nombreuses questions qui relèvent du champ de la géographie, de l'épistémologie, de la didactique, mais aussi de l'informatique, de la cartographie, de la psychologie cognitive, de la sociologie des usages. Elle fait rejouer de vieux débats sur la place et le rôle de la carte dans l'enseignement et l'apprentissage de la géographie, mais pose aussi la question des technologies de l'information géographique comme nouvel outil du géographe, comme manière différente de concevoir, d'enseigner et d'apprendre la géographie.<br />Cette recherche vise d'une part à comprendre les usages et les enjeux de la cartographie et des Systèmes d'Information Géographique en classe de géographie, d'autre part à construire et à expérimenter un SIG éducatif qui favorise différents modes de raisonnement géographique. L'approche s'inscrit dans la perspective de la « genèse d'usages » géomatiques dans l'enseignement secondaire. A travers des démarches d'exploration visuelle et de résolution de problème, mêlant des approches inductives et des approches hypothético-déductives, l'enjeu est de dépasser les pratiques ritualisées et naturalisées de la carte scolaire, afin de promouvoir une nouvelle éducation géographique.

La loi sur l'eau du 3 janvier 1992 définit des structures de gestion de l'eau sur des unités hydrologiques (bassin versant, nappe d'eau souterraine) : les Schémas d'Aménagement et de Gestion des Eaux (SAGE) pilotés par des acteurs locaux (élus, usagers, représentants de l'Etat). <br />Ces SAGE nécessitent de prendre en compte la diversité spatiale et thématique des données sur l'unité hydrologique considérée. Les Systèmes d'Information Géographiques (SIG) permettent de représenter cette diversité. Ces bases de données géographiques servent à la fois à l'organisation, à l'actualisation et à l'analyse des données spatiales. L'analyse spatiale est importante pour traiter des interactions entre les éléments sur un bassin versant. Les SIG sont utiles également pour le paramétrage de modèles hydrologiques distribués afin de modéliser la variabilité spatio-temporelle des ressources en eau. Une méthode de détermination de la résolution spatiale adaptée à l'introduction de paramètres dans un modèle hydrologique basée sur l'entropie de Shannon est également présentée. <br />L'intérêt des SIG couplés à des modèles hydrologiques est illustré au moyen de différents exemples d'application sur un bassin versant du Massif Central situé dans le nord du département de la Loire : le Renaison (133 km²). Ces différents exemples répondent à des problèmes qui se posent lors d'un SAGE : estimation des débits des cours d'eau sur des secteurs non-mesurés, prévision des débits en fonction de scénarios météorologiques, apports en azote par sous-bassin versant, vulnérabilité des ressources en eau superficielles, effet filtre de la végétation naturelle sur les nitrates, rôle des zones humides dans l'auto-épuration.

Cette thèse porte sur l'utilisation de systèmes multi-agents (SMA) pour l'aide à la décision et la négociation en aménagement du territoire, et a été conduite en collaboration avec la société CERREP SA. Dans une première partie, nous présentons les problèmes de l'expertise, de la décision et de la négociation pour des projets d'infrastructures linéaires. Puis nous introduisons les SMA, avec une définition orientée vers la conception. Nous proposons diverses références sociologiques pour structurer l'analyse des systèmes sociaux artificiels. Dans une deuxième partie, nous abordons l'utilisation de SMA, pour la modélisation, la simulation et la résolution de problèmes, mais aussi la dialectique entre SMA réactifs et cognitifs et l'apport de la sociologie. Nous présentons la bibliothèque SMARRPS dédiée à la résolution de problèmes spatialisés. Et nous poursuivons avec trois modèles formels abordant le problème de la convergence. Dans une troisième partie, nous décrivons deux applications réalisées : tout d'abord, le système SMAALA, pour l'aide à la localisation d'infrastructures. Ce système d'aide à l'expertise, calcule les ensembles de choix possibles (fuseaux) à partir de cartes de sensibilité environnementale de contraintes structurelles, et de descriptions des préférences des acteurs. Il s'appuie sur une architecture SMARRPS, proche des représentations utilisées par les experts, ajustable dynamiquement, et autorisant la spécification de contraintes hétérogènes. Puis nous présentons SANPA, un système pour l'aide à la négociation de projets en aménagement , de façon distribuée et asynchrone (sur internet). Ce système s'appuie sur une communauté d'agents assistants, échangeant avec un agent gestionnaire de projets, et des structures de type SMAALA pour la représentation spatiale. SANPA utilise des messages structurés, fondés sur la théorie des actes de langage. Nous concluons en indiquant les perspectives d'intégration de systèmes d'information en environnement sur les bases multi-agents.