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.

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.

Contexte : Les premières implantations PACS (Picture Archiving and Communication System) remontent aux années 80. Le rehaussement récent du PACS au sein d’un centre hospitalier universitaire a permis d’étudier l’introduction d’innovations dans une technologie mature. Objectif : Dans un premier temps, effectuer une revue de la littérature sur les études évaluant la perceptions des utilisateurs de l’implantation des PACS. Deuxièmement, évaluer dans une étude de cas si le niveau d’alignement entre les tâches et la technologie prédit l’utilisation et la perception des bénéfices. Méthodes : Il y a eu une revue systématique de la littérature afin d’identifier les études sur la perception des utilisateurs du PACS. Une adaptation du modèle TTF (Task-Technology-Fit) développé par Goodhue (1995) a servi de base théorique pour l’étude de cas effectuée par questionnaire auto-administré. Résultats : Les modèles recensés dans la revue systématique sont mieux adaptés à des nouvelles implantions PACS qu’à des systèmes matures en évolution. Il y a une corrélation significative entre le niveau de l’alignement, tel que perçu par les utilisateurs, et la perception des bénéfices nets, ainsi que l’utilisation de la technologie. L’étude a démontré un écart entre la perception des utilisateurs et celle des développeurs interviewés. Conclusions : Cette étude supporte la validité du concept alignement tâche-technologie dans l’analyse d’un rehaussement PACS. Il est important de maintenir une interaction soutenue entre développeurs et utilisateurs, qui va audelà de la phase initiale de développement. / Context: The first PACS deployments date to the early 1980’s. The recent upgrade of PACS in a university teaching hospital has offered the opportunity to study the introduction of innovations in a mature technology. Objective: First, to conduct a literature review of studies evaluating user perceptions following deployment of PACS. Second, to evaluate in a case study if task-technology fit predicts utilisation and perceived benefits. Methods: A systematic review of the literature was conducted to identify studies evaluating user perceptions. An adaptation of the Task-Technology-Fit model developed by Goodhue (1995) served as a theoretical basis for the case study conducted with an auto-administered survey. Results: The models used in the studies identified in the review are more suited for initial deployments of PACS, rather than mature systems in a state of continuous evolution. There is a significant correlation between the level of task-technology fit and the users’ perception of net benefits, as well as use. The study also revealed a divide between the perception of users and that of developers involved in product evolution. Conclusion: The findings validate the use of task-technology fit to study a PACS upgrade. It is important to maintain a continuous interaction between users and developers beyond the early phases of product development.

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.

Cette thèse apporte une généralisation du principe de recommandation des systèmes de recommandation. Au lieu de considérer une recommandation comme un item, elle est considérée comme une combinaison constituée de plusieurs items suivant un pattern donné. Une recommandation d'un seul item est alors un cas particulier de ce type de recommandation. L'architecture de système de recommandation proposé se base sur une architecture dérivée des travaux en systèmes hypermédia adaptatifs. Trois couches sont définies : une couche sémantique, une couche utilisateur et une couche intelligence. La couche sémantique est constituée de deux sous-couches, une sous-couche modélisant le contenu suivant la connaissance générale du domaine et une sous-couche modélisant le contenu suivant la connaissance spécifique à l'application, plus précisément spécifique aux possibles contraintes des utilisateurs dans l'application. Cette deuxième partie permet de prendre en compte le savoir-faire du fournisseur de l'offre dans les propositions du système de recommandation. La couche utilisateur modélise l'utilisateur au sein du système de recommandation et la couche intelligence contient le processus de recommandation. Nous proposons de décomposer ce dernier en deux sous-processus principaux, un processus dit de projection des individus du domaine sur les profils utilisateurs et un processus de recherche combinatoire. Le premier apporte une pondération, appelée note dans la plupart des systèmes de recommandation, donnant les intérêts probables des utilisateurs pour les différents items. Le processus de recherche combinatoire recherche parmi la multitude de combinaisons possibles, une solution convenable (optimale si possible) à proposer à l'utilisateur. Cette architecture de système de recommandation combinatoire est appliquée au domaine touristique pour l'entreprise Côte-d'Or Tourisme impliquée dans le contrat de recherche. Le but de cette application est de proposer à l'utilisateur un ensemble d'offres touristiques sous forme de séjour. Ce problème touristique amène à la définition formelle d'un problème d'optimisation combinatoire qui est une variante d'un sous-problème du problème de sac à dos. Pour résoudre ce genre de problème, il est nécessaire d'utiliser une métaheuristique afin de tendre vers une bonne solution en un temps raisonnable. Nous présentons un algorithme basé sur le recuit simulé et un algorithme multi-objectif pour la résolution de ce problème. L'instanciation de chaque couche de l'architecture pour le système touristique est décrite en détail. Enfin, cette thèse présente une application mobile faisant office d'interface utilisateur avec le système de recommandation touristique et elle présente les développements techniques nécessaires à ce projet, étant donné son contexte industriel.

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.

Tout d'abord, nous abordons les problématiques liées à l'organisation et à la gestion des connaissances ainsi que les principes présidant à l'élaboration des classifications à facettes. Nous proposons ensuite une synthèse des méthodes existantes d'élaboration de classifications à facettes. Nous poursuivons en réalisant une analyse de l'impact des types de Systèmes d'Information sur l'activité de gestion de l'information. Ce faisant, nous produisons une analyse de l'activité inspirée de la Théorie de l'Activité, et influencée par les travaux de la psychologie du travail et de l'ergonomie cognitive. Le prototype Hypertagging développé dans le cadre du projet Miipa-Doc fondé sur le tagging des utilisateurs et structuré par les principes de la classification à facettes est présenté. Notre expérimentation sur l'élaboration de classifications à facettes pour la gestion des documents de travail est détaillée. Enfin, nous exposons notre méthodologie d'élaboration de FolkClassifications à facettes pour la gestion des connaissances métier. Elle vise à appuyer une démarche de gestion des connaissances sur la gestion personnelle de l'information

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).