Ce travail porte sur la caractérisation spatiale et la quantification de l'influence des pressions environnantes (occupation des sols à différentes échelles, du bassin versant amont au corridor rivulaire local) sur l'état écologique des cours d'eau. Abordée au niveau régional l'étude porte une attention particulière aux corridors rivulaires pour leur intérêt dans l'élaboration de stratégies de préservation et de restauration en application de la Directive Cadre européenne sur l'Eau. Elle repose sur le développement de méthodologies robustes et fiables (i) de cartographie fine de l'occupation des sols dans les corridors rivulaires, (ii) de construction d'indicateurs spatialisés traduisant cette occupation et (iii) de modélisation pressions/impacts quantifiant le lien entre occupation des sols dans les corridors rivulaires et état écologique des milieux aquatiques. Les résultats utilisant ces avancées méthodologiques montrent l'intérêt de disposer d'une donnée d'occupation du sol à Très Haute Résolution Spatiale sur de grands territoires, d'indicateurs calculés sur différentes emprises spatiales au niveau du corridor qui traduisent les mécanismes d'impacts d'une catégorie d'occupation du sol donnée sur l'état écologique pour améliorer l'identification et la localisation des sources de pressions dans ces espaces. Ils mettent en évidence également au niveau régional le rôle significatif des formations végétales rivulaires locales sur l'état écologique des cours d'eau, ceci sur une bande de 20 m de part et d'autre du cours d'eau.

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'analyse spatiale de données géographies connaît un regain d'intérêt dans la communauté des bases de données relationnelles. Plus spécifiquement, les opérations et les fonctions spatiales utilisées comme base de l'analyse spatiale sont implémentées par les grands noms des systèmes de gestion de bases de données relationnelles limitant ainsi l'hétérogénéité structurelle des systèmes. En outre, la littérature est abondante en publications dans le domaine des ontologies spatiales afin de limiter l'hétérogénéité sémantique des sources de données tout en améliorant l'interopérabilité de ces données. Bien que l'interopérabilité des données soit l'un des objectifs du Web Sémantique, tout le potentiel de ces outils et de ces techniques basés sur la connaissance n'a pas été révélé. Avec l'influence sans cesse croissante du Web Sémantique à travers ces outils et applications en gestion de la connaissance et système intelligent, les applications utilisant des données géospatiales suivent ce phénomène en bénéficiant de son influence. Cette thèse se focalise sur l'utilisation de la connaissance métier afin de gérer des données spatiales à l'aide des technologies du Web sémantique. L'activité de recherche menée dans le cadre de cette thèse est réalisée sur des données provenant du domaine de l'archéologie industrielle. Cet environnement se caractérise par son hétérogénéité et sa grande quantité de données offrant ainsi un cadre idéal pour la réalisation d'un outil de gestion de connaissance. Cet outil basé sur les technologies du Web Sémantique a été prototypé sous le nom d'ArchaeoKM suivant le principe des 4 K, Knowledge Acquisition, Knowledge Management, Knowledge Visualization and Knowledge Analysis. Ce même principe est mis en œuvre pour les données spatiales. Une ontologie de haut niveau a été développée pour servir de cadre applicatif à la gestion des données spatiales permettant d'ajuster une ontologie de domaines sans composante spatiale. Le processus de gestion de la connaissance commence avec l'acquisition de la signature spatiale des objets identifiés. Cette signature est stockée dans un système de gestion de bases de données spatiales et est référencée par l'objet correspondant dans la base de connaissance. La connaissance spatiale de ces objets est générée à l'aide des fonctions et des opérations spatiales au niveau de la base de données spatiale et l'enrichissement de la base de connaissance est réalisé avec le résultat de ces opérations et fonctions. L'inférence de nouvelle connaissance sur la base des données existante est réalisée à l'aide de SWRL (Semantic Web Rule Language). De plus, ce langage a été étendu à l'aide de nouveaux built-ins spatiaux afin de prendre en sidération la dimension spatiale des données. De même, cette dimension spatiale a été apportée au langage SPARQL afin de réaliser des requêtes spatiales sur la base de connaissances.En effet, l'objectif principal de cette thèse est d'initier le premier pas vers l'intégration des composantes spatiales avec les technologies du Web Sémantique. Le processus d'intégration est premier plan pour les deux technologies. D'un point de vue Web Sémantique, l'intégration de données non communes dans ce cadre applicatif ouvre la porte à l'intégration de données beaucoup plus large. D'un point de vue des systèmes d'information géographique, l'inclusion de la connaissance permet une gestion métier des données rendant l'analyse plus proche de l'interprétation humaine.

La planification sanitaire régionale consiste à répartir dans l'espace régional les ressources sanitaires rares (équipement lourd, personnel, ...) entre différentes structures sanitaires existantes ou non, afin d'"optimiser" la réponse aux besoins en soins de la population régionale. Cette répartition s'effectue dans un contexte décisionnel multidimensionnel, dont les dimensions médicale, économique et celles relatives à l'aménagement du territoire. Depuis une quarantaine d'années, la recherche de méthodes rationnelles applicables à la planification sanitaire a permis l'investigation de nombreuses voies de modélisation, et la proposition de méthodes variées. Malgré leur multitude, aucune d'entre elles n'a acquis de légitimité auprès des planificateurs. Trois motifs expliquent ce phénomène: le caractère restrictif de la définition donnée au système de santé, la complexité des techniques mathématiques utilisée, souvent obscures pour les non initiés, et le rôle passif réservé au planificateur. Le travail présenté dans ce mémoire propose la formalisation d'un outil interactif d'aide à la planification sanitaire. Cette formalisation s'appuie sur une approche globale du système de santé, à partir de laquelle nous avons établit une définition de la planification sanitaire. A l'issue de cette formalisation, nous proposons un outil HERO qui lie un Système d'Information Géographique (SIG) avec un outil de résolution multiobjectif. Via le SIG, l'outil informe le planificateur sur l'état de santé de la population ainsi que sur les mécanismes de production et de consommation de soins. L'outil de résolution multiobjectif assiste ce dernier dans l'élaboration d'un plan en lui fournissant un moyen d'évaluation de la pertinence de ses choix dans la répartition spatiale des ressources. Le fonctionnement de HERO est illustré sur un exemple utilisant des données du Bas-Rhin (France).

Classiquement étudié par différentes disciplines scientifiques, le domaine de l'eau est au cœur des préoccupations environnementales contemporaines. En Europe, l'évaluation et le suivi de l'état écologique des "masses d'eau" sont désormais exigés par la législation communautaire, la directive cadre sur l'eau (DCE - 2000/60/CE) fixant des objectifs pour leur préservation ou leur restauration le cas échéant. Dans ce contexte, des expériences d'utilisation de l'imagerie satellitaire en appui au suivi écologique des eaux se sont succédées en Europe, notamment pour les masses d'eau côtières et pour les grands lacs. Malgré cela, la précision spatiale de l'imagerie utilisée pour ce type de suivi ne permet pas l'observation fine de secteurs littoraux très proches de la côte ou de lacs avec une surface réduite (par ex. inférieure à 5 km²). Pour ces espaces aquatiques particuliers, pourtant très nombreux, l'utilisation de la télédétection satellitaire est moins sollicitée. Cette recherche doctorale a été réalisée sur une zone littorale réunissant plusieurs de ces espaces aquatiques peu investigués par la télédétection satellitaire. Situé à la frontière orientale de l'Europe et à distance égale du pôle nord et de la ligne de l'équateur, le delta du Danube, en tant qu'espace naturel remarquable, bénéficie de différents statuts de protection (réserve de biosphère, site RAMSAR, patrimoine mondial naturel de l'UNESCO). Ceux-ci s'expliquent en grande partie par la forte diversité d'espaces aquatiques aussi bien sur la plaine deltaïque que sur la zone côtière adjacente (bras de fleuve, chenaux, lacs, baies, golfes, marais, îles-barrières). Ce continuum hétérogène, constituant l'hydrosystème du delta du Danube, et son prolongement en mer côtière, sont l'objet principal de ce doctorat. La notion d'échelle occupe une place centrale dans notre démarche d'analyse puisque l'on est à l'intersection de deux grands systèmes (le bassin versant du Danube et la mer Noire) dont les étendues sont de deux ordres de grandeurs plus vastes que celle du delta ; la dimension temporelle est aussi fondamentale dans la mesure où les processus de morphogénèse et de remaniement (naturels et anthropiques) se font fortement ressentir et se traduisent par une mobilité importante des formes de relief ainsi que des éléments de l'hydrographie deltaïque. Au delà des évolutions sur le moyen et long terme, la variabilité spatio-temporelle contemporaine des eaux au pas de temps intra-annuel (saisonnier et intra-saisonnier), jusque-là peu étudiée, a également été appréhendée dans cette thèse. Par son côté exploratoire, la mise en place d'une chaîne de traitements d'images satellitaires adaptée à l'étude des eaux deltaïques représente, en soi, l'objectif méthodologique principal de ce doctorat. Dans cette voie, différents lots d'images ont été mobilisés : en fonction des fluctuations du niveau d'eau du Danube, nous avons retenu la période 2006-2009, étudiée à travers un total de 85 images satellitaires, dont 52 à moyenne résolution spatiale (MERIS) et 33 à haute résolution spatiale (ALOS AVNIR-2, SPOT HRVIR, Landsat TM et ETM+) ; à ce premier lot s'ajoute une soixantaine de prises de vue "historiques" couvrant la période comprise entre 1972 et 2005 (capteurs de la série Landsat MSS, TM et ETM+), ainsi que, pour la période plus récente, cinq images Landsat TM de 2010 et 2011. Trois procédés distincts mais complémentaires ont été mis en œuvre pour traiter cet ensemble hétérogène d'images. L'analyse intégrée des résultats obtenus avec des données hydrologiques et météo-océanographiques nous a permis d'apporter des nouveaux éléments de compréhension sur le fonctionnement actuel et passé du delta du Danube. / The Danube River and its contributors cross nineteen European countries before reaching the West coast of the Black Sea. In the context of the Black Sea drainage basin, the Danube River is the most important source of liquid and solid discharges. The fluvial-marine contact zone is quite large because Danube splits up itself into multiple distributaries across a wide deltaic plain (4,142 km²) shared among Romania and Ukraine. Vast areas of compact reedbeds usually surround the three hundred freshwater lakes of the delta. Many of these shallow lakes are connected to channels or canals providing turbid water from the Danube, while others depend on flood events to be supplied by the turbid waters coming from the river. Important seasonal growth of floating and submerged macrophytes also occurs in the majority of the lakes. Thus, Danube Delta presents a complex hydrosystem which has been greatly modified since the first navigation works in the nineteenth century. Since the beginning of the nineties, the Danube Delta became a Biosphere Reserve (MAB-UNESCO), a RAMSAR site and was included on the list of the World Natural Heritage (UNESCO). Analyzing spatial patterns in complex environments, like Danube Delta and its coastal zone, requires non traditional approaches. Remote sensing multi-sensor techniques offer reliable advantages to observe and understand intricate processes operating on different space-time scales and especially in large areas with difficult and sometimes restricted access (e.g. Biosphere Reserve core areas). The main methodological objective of this thesis was to create a procedure for processing heterogeneous optical satellite images. By studying the Danube Delta area (hydrosystems principally) through different space-time scales, we worked with several types of high and moderate spatial resolution images. Based on Danube water levels, we analyzed 85 satellite images from the period 2006-2009 (52 medium resolution images - MERIS and 33 high resolution images - ALOS AVNIR-2, SPOT HVIR, Landsat TM / ETM+). This main satellite data set was completed with more than sixty "historical" images (1972-2005) acquired with the Landsat sensors (MSS, TM and ETM+). Three distinct, but complementary, approaches were used to process the satellite images. The integrated analysis of the satellite results with hydrological and meteo-oceanographical data series enabled us to bring new elements of explanation about the past and present dynamics of Danube Delta.

De nos jours, la pollution atmosphérique particulièrement issue du trafic routier en milieu urbain dans l’Union Européenne, a été associée à une augmentation de la prévalence des maladies respiratoires. Parmi ces maladies associées, l’asthme constitue aujourd’hui un réel problème de santé publique particulièrement chez les enfants. Cracovie, ville inscrite au patrimoine mondial de l’UNESCO, est un terrain d’étude pertinent dans la mesure où la source de pollution du trafic routier est prédominante et où des relations ont été établies entre la mauvaise qualité de l’air et le développement de l’asthme chez les enfants. Une démarche méthodologique pluridisciplinaire d’évaluation du risque sanitaire, combinant des approches de statistiques, de modélisation CALINE4 et d’épidémiologie à l’aide du système d’Information Géographique, a été élaborée afin de mettre en exergue des relations significatives entre la pollution issue du trafic routier et l’asthme infantile. Les plus forts Risques Relatifs Sanitaires ont été mis en évidence jusqu’à 300 m de la chaussée et particulièrement au niveau des axes routiers stratégiques de Cracovie, tels que les axes reliant les deux centres-villes historique et moderne de Cracovie ou ceux constitutifs de la rocade. Ces axes routiers traversent les quartiers les plus densément peuplés où résident aussi les plus fortes proportions d’enfants les plus vulnérables face à l’asthme. Ce résultat pourrait inciter le gestionnaire à intervenir pour améliorer le plan de déplacement urbain de Cracovie et d’autres villes avec des problématiques semblables afin de limiter l’impact de la pollution issue du trafic routier sur le développement de l’asthme infantile. / Nowadays, the air pollution particularly emitted from road traffic in urban areas in the European Union, was associated with an increased prevalence of respiratory diseases. Among these associated pathologies, asthma is now a real public health issue particularly among children. Cracow, a city declared as a UNESCO World Heritage, is a relevant field study insofar as the source of air pollution, the road traffic is predominant and insofar as relevant relationships were shown between poor air quality and the development of asthma among children. A multidisciplinary methodological approach of health risk assessment, combining statistical, modeling CALINE4 and epidemiological approaches using Geographic Information System was developed to highlight relevant relationships between air pollution generated by road traffic and childhood asthma. The strongest Health Relative Risks have been highlighted up to 300 m from the roadway and particularly on the strategic roads of Cracow, i.e. the roads linking the two historic and modern downtowns of Cracow or the constitutive road of the bypass. These roads pass through the most densely districts where also lives the highest proportion of children most vulnerable to asthma.These results could encourage the planner to review the urban transport plan of Cracow and other cities with similar problems, in order to limit the impact of road traffic air pollution on the development of childhood asthma.

Les Systèmes d'Information et de Communication (SIC) ont été imaginés il y a une quinzaine d'années par les Etats-Majors occidentaux comme outils pour le suivi des opérations militaires et l'aide à la décision stratégique. Il apparaît progressivement que les problèmes de coopération entre les utilisateurs et le système informatique sont à prendre en compte au cœur de la conception de tels systèmes et qu'à ce titre, la méthodologie SIC relève autant des sciences cognitives et des sciences humaines que des sciences exactes.<br />Un certain nombre de paradoxes doivent être dépassés pour mener à bien la réalisation d'un SIC coopératif et une démarche incrémentale s'impose, tant pour organiser une architecture SIC de type structure d'accueil d'outils informatiques, que pour dégager des spécifications fonctionnelles et ergonomiques, ou encore pour structurer une ontologie du domaine applicatif et un modèle de coopération multi-agents. Sur ce sujet, l'argumentation industrielle rejoint l'argumentation scientifique, et s'exprime à travers la dialectique offre/demande du marché des SIC, étendue aux applications civiles comme la gestion des risques industriels et la protection de l'environnement, ainsi qu'à travers le besoin de capitaliser le savoir-faire souvent artisanal des chefs de projet SIC.<br />Le projet CHEOPS, engagé à partir de 1991 dans le milieu industriel pour dégager un état de l'art et des axes de progrès pour les SIC, a conduit à élaborer une méthode de conduite de projets SIC, à définir une architecture incrémentale de souche applicative pour les SIC, à expliciter une ontologie du domaine de l'aide à la gestion de crises collectives à caractère géographique, et à jeter les bases d'un programme de recherche transdisciplinaire sur la coopération multi-agents dans les SIC, impliquant des industriels et des universitaires.<br />Pour cela une hypothèse a été formulée, qui prolonge l'hypothèse dite du Knowledge Level énoncée par Alan Newell en 1982 pour modéliser des connaissances exploitables à la fois par un agent rationnel et par une machine symbolique. Cette hypothèse, proposée sous l'appellation d'hypothèse du niveau des valeurs communes, permettrait de modéliser l'être essentiel d'un Titan Immanent personnifiant un collectif social (tout droit venu du mythe ancestral), de façon exploitable par un collectif d'agents humains ou artificiels idéalement rationnels. Une expression au niveau des valeurs communes s'exprimerait notamment au niveau des connaissances par des modèles de coopérations multi-agents, permettant en quelque sorte l'incarnation sociale du Titan.

Les relations existant entre la dynamique alluviale et les facteurs déterminants majeurs comme le climat demeurent assez bien maîtrisés et connues aux échelles de temps plurimillénaires et pluriannuelles. En revanche, il n'en est pas de même pour ces mêmes relations aux échelles pluricentennale et pluridécennale correspondant à l'échelle de l'occupation des plaines alluviales par les sociétés humaines. Pourtant, la compréhension de la dynamique alluviale est un enjeu majeur pour l'établissement de modèles, dans un contexte actuel ou l'occupation des plaines alluviales est susceptible d'être affecté par les fortes variations climatiques. Afin d'aborder cette question d'échelle, un segment du Rhin supérieur qui présente à la fois un style en tresses et un style en anastomoses a été sélectionné. Il offre la possibilité d'étudier à la fois les dynamiques d'occupation à haute résolution pour deux fenêtres temporelles clefs pour l'Holocène. L'époque romaine, marquée par l'anthropisation du milieu et des variations climatiques encore peu connues est mise en parallèle avec la fin du Petit Age Glaciaire, où l'occupation et le climat sont documentés avec une grande fiabilité. Un large spectre méthodologique a été engagé intégrant à la fois la géomorphologie, la stratigraphie, la géophysique, le S.I.G., la palynologie, la dendrochronologie et l'archéologie. Cela a permis la mise en évidence : 1/ des variations de la fréquence des inondations du Rhin, parfois asynchrones avec d'autres bassins-versants français, ce qui atteste d'un contrôle prépondérant des caractéristiques intrinsèques des bassins-versants et du type de régime sur la dynamique hydrologique à long terme. 2/ des changements de la dynamique alluviale rhénane au cours du Petit Age Glaciaire. La géométrie de la plaine alluviale, le couvert végétal riverain, l'utilisation du sol, l'occupation anthropique sont décrits qualitativement et de façon quantitative pendant cette période précédant les aménagements anthropiques majeurs du 19ème siècle. Ces résultats permettent de proposer les rôles respectifs des facteurs de contrôle majeurs à différentes échelles de temps et d'espace. 3/ des caractéristiques propres au paysage alluvial dans lequel le site d'Oedenburg s'est installé. 4/ des dynamiques d'occupation complexes au cours de l'antiquité pouvant être contrôlées par des contraintes historiques mais aussi par des contraintes environnementales. Quatre phases d'occupation majeures ont été mises en évidence grâce à l'analyse spatiale des monnaies romaines. 5/ des variations de la dynamique alluviale du Rhin au cours de l'antiquité se traduisant par des variations de la hauteur de la nappe phréatique mais aussi par l'occurrence de crues.

Les langages contrôlés sont des langages artificiellement définis utilisant un sous-ensemble du vocabulaire, des formes morphologiques, des constructions syntaxiques d'une langue naturelle tout en en éliminant la polysémie. En quelque sorte, ils constituent le pont entre les langages formels et les langues naturelles. De ce fait, ils remplissent la fonction de communication du médium texte tout en étant rigoureux et analysables par la machine sans ambiguïté. En particulier, ils peuvent être utilisés pour faciliter l'alimentation de bases de connaissances, dans le cadre d'une interface homme-machine.Le Service Hydrographique et Océanographique de la Marine (SHOM) publie depuis 1971 les Instructions nautiques, des recueils de renseignements généraux, nautiques et réglementaires, destinés aux navigateurs. Ces ouvrages complètent les cartes marines. Elles sont obligatoires à bord des navires de commerce et de pêche. D'autre part, l'Organisation Hydrographique Internationale (OHI) a publié des normes spécifiant l'échange de données liées à la navigation et notamment un modèle universel de données hydrographiques (norme S-100, janvier 2010). Cette thèse se propose d'étudier l'utilisation d'un langage contrôlé pour représenter des connaissances contenues dans les Instructions nautiques, dans le but de servir de pivot entre la rédaction du texte par l'opérateur dédié, la production de l'ouvrage imprimé ou en ligne, et l'interaction avec des bases de connaissances et des outils d'aide à la navigation. En particulier on étudiera l'interaction entre le langage contrôlé des Instructions nautiques et les cartes électroniques correspondantes. Plus généralement, cette thèse se pose la question de l'évolution d'un langage contrôlé et des ontologies sous-jacentes dans le cadre d'une application comme les Instructions nautiques, qui ont la particularité d'avoir des aspects rigides (données numériques, cartes électroniques, législation) et des aspects nécessitant une certaine flexibilité (rédaction du texte par des opérateurs humains, imprévisibilité du type de connaissance à inclure par l'évolution des usages et des besoins des navigants). De manière similaire aux ontologies dynamiques que l'on rencontre dans certains domaines de connaissance, on définit ici un langage contrôlé dynamique. Le langage contrôlé décrit dans cette thèse constitue une contribution intéressante pour la communauté concernée puisqu'il touche au domaine maritime, domaine encore inexploité dans l'étude des langages contrôlés, mais aussi parce qu'il présente un aspect hybride, prenant en compte les multiples modes (textuel et visuel) présents dans le corpus constitué par les Instructions nautiques et les documents qu'elles accompagnent. Bien que créé pour le domaine de la navigation maritime, les mécanismes du langage contrôlé présentés dans cette thèse ont le potentiel pour être adaptés à d'autres domaines utilisant des corpus multimodaux. Enfin, les perspectives d'évolution pour un langage contrôlé hybride sont importantes puisqu'elles peuvent exploiter les différents avantages des modes en présence (par exemple, une exploitation de l'aspect visuel pour une extension 3D). / Controlled Natural Languages (CNL) are artificial languages that use a subset of the vocabulary, morphological forms and syntactical constructions of a natural language while eliminating its polysemy. In a way, they constitute the bridge between formal languages and natural languages. Therefore, they perform the communicative function of the textual mode while being precise and computable by the machine without any ambiguity. In particular, they can be used to facilitate the population or update of knowledge bases within the framework of a human-machine interface.Since 1971, the French Marine Hydrographic and Oceanographic Service (SHOM) issues the French Coast Pilot Books Instructions nautiques , collections of general, nautical and statutory information, intended for use by sailors. These publications aim to supplement charts, in the sense that they provide the mariner with supplemental information not in the chart. They are mandatory for fishing and commercial ships. On the other hand, the International Hydrographic Organization (IHO) issued standards providing information about navigational data exchange. Among these standards, one of a particular interest is the universal model of hydrographic data (S-100 standard, January, 2010).This thesis analyses the use of a CNL to represent knowledge contained in the Instructions nautiques. This CNL purpose is to act as a pivot between the writing of the text by the dedicated operator, the production of the printed or online publication, and the interaction with knowledge bases and navigational aid tools. We will focus especially on the interaction between the Instructions nautiques Controlled Natural Language and the corresponding Electronic Navigational Charts (ENC).More generally, this thesis asks the question of the evolution of a CNL and the underlying ontologies involved in the Instructions nautiques project. Instructions nautiques have the particularity of combining both strictness (numerical data, electronic charts, legislation) and a certain amount of flexibility (text writing by human operators, unpredictability of the knowledge to be included due to the evolution of sailors¿ practices and needs). We define in this thesis a dynamic CNL in the same way that dynamic ontologies are defined in particular domains. The language described in this thesis is intended as an interesting contribution for the community involved in CNL. Indeed, it addresses the creation of a CNL for the unexploited domain of maritime navigation, but its hybrid aspects as well through the exploration of the multiple modalities (textual and visual) coexisting in a corpus comprising ENC and their companion texts. The mechanisms of the CNL presented in this thesis, although developed for the domain of the maritime navigation, have the potential to be adapted to other domains using multimodal corpuses. Finally, the benefits in the future of a controlled hybrid language are undeniable: the use of the different modalities in their full potential can be used in many different applications (for example, the exploitation of the visual modality for a 3D extension).

Les changements climatiques ont des impacts considérables sur le temps, les océans et les rivages, la vie sauvage. Ils amènent des problèmes désormais considérés comme majeurs par les gouvernements et organisations internationales. Ces efforts ont fourni un cadre à cette thèse, qui propose de procéder en boucle fermée de l’observation d’insectes ravageurs, avec des centaines de capteurs en réseau ("light traps"), au système d’information, et enfin à des décisions de lutte, manuelles ou automatiques. Le point d’appui pratique est la conception d’un système de comptage d’insectes proliférant dans les cultures de riz (BPH). L’abstraction que nous développons est celle d’une machine environnementale de grande taille, distribuée, qui capte et synthétise l’information, élabore des connaissances, et prend des décisions. Autour de cette abstraction, nous avons élaboré un système de vision "fisheye" effectuant le comptage des insectes. Nous proposons un système d’information géographique directement connecté au réseau de capteurs. Le couplage direct, "cyber-physique", entre les systèmes d’information et l’observation de l’environnement à échelle régionale est une nouveauté transposable, qui permet de comprendre et contrôler quantité d’évolutions. / Climate changes bring problems related to nature evolutions. Global warming has an impact on sea level, weather patterns, and wild life. A number of national and international organizations are developing research programs in these directions, including threats on cultures and insect proliferation. Monitoring these phenomena, observing consequences, elaborating counteracted strategies are critical for the economy and society.The initial motivation of this work was the understanding of change impacts in the Mekong Delta region. From there, automatic observation tools were designed with a real time information system able to integrate environmental measures, then to support knowledge production.Tracking environment evolutions is distributed sensing, which can be the association of efficient sensors and radio communications, operated under the control of an information system. Sensing insects is very complex due to their diversity and dispersion. However, this is feasible in the case of intensive agricultural production as it is the case of rice, having a small number of pests. An automatic vision observatory is proposed to observe the main threats for the rice, as an evolution of manual light traps. Radio communication weaves these observatories into a network with connection to databases storing measures and possible counteractions. An example observatory has a fisheye camera and insect counting algorithms for the BPH practical case in Vietnam.By considering the observation system as an input for an abstract machine, and considering decision and actions taken as a possible control on the environment, we obtain a framework for knowledge elaboration that can be useful in lots of other situations.