La prévention du risque volcanique est un enjeu majeur, notamment pour l'Etna, dont les éruptions fréquentes menacent la province de Catane. Sont exposés les éléments physiques nécessaires à la compréhension des mécanismes intervenant dans un écoulement de lave basaltique. Un système d'information intégrant les principaux aspects du risque volcanique et permettant la création de cartes de risques est alors proposé. Ce système comprend un modèle, basé sur les automates cellulaires et intégrant le traitement d'images satellitaires. Il permet de simuler l'évolution d'une coulée ainsi que son débit. Ce système est alors intégré dans un Système d'Information Géographique. Il est validé sur les éruptions 2001, 2006 et 2007. Enfin, nous développons, pour l'enrichir, un modèle numérique pour le refroidissement d'une coulée de lave à l'aide des Smoothed Particle Hydrodynamics. Ce modèle, validé sur différents cas test, est appliqué au refroidissement d'un lac et d'une coulée de lave. Keywords : risque volcanique, automates cellulaires, système de veille, information élaborée, système d'information géographique, Smoothed Particle Hydrodynamics

La mobilité des personnes à mobilité réduite (PMR) joue un rôle important dans leur inclusion sociale. Les PMR ont besoin de se déplacer de manière autonome pour effectuer leurs routines quotidiennes comme aller à l'école, au travail, au centre de remise en forme ou faire du magasinage. Cependant, celles-ci ne sont pas entièrement exécutées en raison de la conception non-adaptée des villes pour ces personnes. En effet, la mobilité est une habitude de vie humaine qui est le résultat d'interactions entre les facteurs humains (par exemple, les capacités) et les facteurs environnementaux. Au cours des dernières années, la mise au point de technologies d’aide technique s'est développée progressivement pour permettre aux PMR d’améliorer leur qualité de vie. En particulier, ces technologies offrent une variété de caractéristiques qui permettent à ces personnes de surmonter divers obstacles qui réduisent leur mobilité et contribuent à leur exclusion sociale. Cependant, malgré la disponibilité des technologies d’aide à la navigation et à la mobilité, leur potentiel est mal exploité pour les PMR. En effet, ces technologies ne considèrent pas les interactions « humain-environnement » adéquatement pour ces utilisateurs. L'objectif général de cette thèse est d'utiliser les potentiels des méthodes et des technologies de science de l'information géographique (SIG) afin d’aider à surmonter les problèmes de mobilité des PMR en créant un cadre d'évaluation de l'accessibilité et en développant une approche personnalisée de routage qui prend en compte les profils de ces personnes. Pour atteindre ce but, quatre objectifs spécifiques sont considérés: 1) développer une ontologie de mobilité pour les PMR qui considère les facteurs personnels et environnementaux, 2) proposer une méthode de l’évaluation de l'accessibilité du réseau piétonnier pour la mobilité des PMR en considérant spécifiquement les interactions entre les facteurs humains (la confiance) et les facteurs environnementaux, 3) étudier le rôle des facteurs sociaux dans l'accessibilité des zones urbaines et, finalement, 4) affiner les algorithmes existants pour calculer les itinéraires accessibles personnalisés pour les PMR en considérant leurs profils. En effet, tout d'abord pour développer une ontologie pour la mobilité des PMR, la dimension sociale de l'environnement ainsi que la dimension physique sont intégrées et une nouvelle approche basée sur une perspective « nature-développement » est présentée. Ensuite, une approche fondée sur la confiance des PMR est développée pour l'évaluation de l'accessibilité du réseau piétonnier, compte tenu de l'interaction entre les facteurs personnels et les facteurs environnementaux. De plus, dans une perspective de considération des facteurs sociaux, le rôle des actions politiques sur l'accessibilité du réseau piétonnier est étudié et l'influence de trois politiques potentielles est analysée. Enfin, une nouvelle approche pour calculer des itinéraires personnalisés pour les PMR en tenant compte de leurs perceptions, de leurs préférences et de leurs confidences est proposée. Les approches proposées sont développées et évaluées dans le quartier Saint-Roch à Québec, et ce, en utilisant une application d'assistance mobile et multimodale développée dans le cadre du projet MobiliSIG. / Mobility of people with motor disabilities (PWMD) plays a significant role in their social inclusion. PWMD need to move around autonomously to perform their daily routines such as going to school, work, shopping, and going to fitness centers. However, mostly these needs are not accomplished because of either limitations concerning their capabilities or inadequate city design. Indeed, mobility is a human life habit, which is the result of interactions between people and their surrounded environments. In recent years, assistive technologies have been increasingly developed to enable PWMD to live independently and participate fully in all aspects of life. In particular, these technologies provide a variety of features that allow these individuals to overcome diverse obstacles that reduce their mobility and contribute to their social exclusion. However, despite increasing availability of assistive technologies for navigation and mobility, their potential is poorly exploited for PWMD. Indeed, these technologies do not fully consider the human-environment interactions. The overall goal of this dissertation is to benefit from the potentials of methods and technologies of the Geographic Information Sciences (GIS) in order to overcome the mobility issues of PWMD by creating an accessibility-assessing framework and ultimately by developing a personalized routing approach, which better considers the humanenvironment interaction. To achieve this goal, four specific objectives were followed: 1) develop a mobility ontology for PWMD that considers personal factors as well as environmental factors, 2) propose a method to evaluate the accessibility of the pedestrian network for the mobility of PWMD considering the interactions between human factors (confidence) and the environmental factors, 3) study of the role of social factors in the accessibility of urban areas, and finally, 4) refine the existing algorithms to calculate accessible routes for PWMD considering their profile. First, to develop an adapted ontology for mobility of the PWMD, the social dimension of the environment with the physical dimension were integrated and a new approach based on a “Nature-Development” perspective was presented. This perspective led to the development of useful ontologies, especially for defining the relationships between the social and physical parts of the environment. Next, a confidence-based approach was developed for evaluation of the accessibility of pedestrian network considering the interaction between personal factors and environmental factors for the mobility of PWMD. In addition, the role of policy actions on the accessibility of the pedestrian network was investigated and the influence of three potential policies was analyzed. Finally, a novel approach to compute personalized routes for PWMD considering their perception, preferences, and confidences was proposed. The approaches proposed were implemented in the Saint-Roch area of Quebec City and visualized within the multimodal mobile assistive technology (MobiliSIG) application

Depuis l'avènement du numérique, la demande de données par les utilisateurs des systèmes d'information géographique (SIG) ne fait qu'augmenter. Les organismes utilisateurs se retrouvent souvent devant plusieurs sources de données géographiques potentielles et ils doivent alors évaluer la qualité de chaque source en fonction de leurs besoins. Pour ce faire, ces organismes pourraient faire appel à un expert en qualité qui pourrait les aider à déterminer s'il y a adéquation (i.e. qualité externe) entre les données et leurs besoins. Pour utiliser le système MUM, l'expert en qualité doit recueillir de l'information sur les jeux de données. Dans le domaine de la géomatique, cette information se retrouve généralement sous la forme de métadonnées émises par les producteurs de données. Le système MUM, développé par Devillers et al. [2004b], a été conçu initialement en fonction d'une approche bottom-up, où on utilise des métadonnées fines pour extraire des indicateurs globaux de qualité, à l'aide d'opérateurs d'agrégation typiques des outils SOLAP. Il s'agit là d'une solution qui permet de faciliter l'analyse de la qualité, particulièrement dans des contextes de données hétérogènes. Par contre, comme le mentionnent les concepteurs de MUM, le manque de métadonnées fines est un obstacle à l'utilisation du système MUM dans sa forme actuelle. L'objectif de la présente recherche a donc été d'élaborer une méthode de génération des métadonnées dite top-down. Cette méthode permet de générer, lorsque possible, les métadonnées fines (au niveau des occurrences, voire des primitives géométriques) d'un jeu de données à l'aide des métadonnées grossières et des opinions d'experts touchant un ensemble d'occurrences. Cette méthodologie amène l'expert en qualité à utiliser dans certains cas des sources de données différentes. Ceci soulève alors un problème concernant l'hétérogénéité de la fiabilité des sources utilisées pour évaluer la qualité externe. Le concept de métaqualité a été introduit pour répondre à ce problème d'hétérogénéité. Il permet en effet de quantifier le risque lié à l'imperfection de l'information contenue dans les indicateurs de qualité. L'enrichissement du système MUM a donc été réalisé grâce à la conception du modèle E-QIMM (Extented Quality Information Management Model) qui est une extension du modèle QIMM de Devillers [2004] et qui permet d'intégrer la dimension ± Métaqualité ¿ dans le processus d'évaluation de la qualité.

À mesure que les réseaux de communication sans fil se développent vers la 5G, une énorme quantité de données sera produite et partagée sur la nouvelle plate-forme qui pourra être utilisée pour promouvoir de nouveaux services. Parmis ceux-ci, les informations de localisation des terminaux mobiles (MT) sont remarquablement utiles. Par exemple, les informations de localisation peuvent être utilisées dans différents cas de services d'enquête et d'information, de services communautaires, de suivi personnel, ainsi que de communications sensibles à la localisation. De nos jours, bien que le système de positionnement global (GPS) des MT offre la possibilité de localiser les MT, ses performances sont médiocres dans les zones urbaines où une ligne de vue directe (LoS) aux satellites est bloqué avec de nombreux immeubles de grande hauteur. En outre, le GPS a une consommation d'énergie élevée. Par conséquent, les techniques de localisation utilisant la télémétrie, qui sont basées sur les informations de signal radio reçues des MT tels que le temps d'arrivée (ToA), l'angle d'arrivée (AoA) et la réception de la force du signal (RSS), ne sont pas en mesure de fournir une localisation de précision satisfaisante. Par conséquent, il est particulièrement difficile de fournir des informations de localisation fiables des MT dans des environnements complexes avec diffusion et propagation par trajets multiples. Les méthodes d'apprentissage automatique basées sur les empreintes digitales (FP) sont largement utilisées pour la localisation dans des zones complexes en raison de leur haute fiabilité, rentabilité et précision et elles sont flexibles pour être utilisées dans de nombreux systèmes. Dans les réseaux 5G, en plus d'accueillir plus d'utilisateurs à des débits de données plus élevés avec une meilleure fiabilité tout en consommant moins d'énergie, une localisation de haute précision est également requise. Pour relever un tel défi, des systèmes massifs à entrées multiples et sorties multiples (MIMO) ont été introduits dans la 5G en tant que technologie puissante et potentielle pour non seulement améliorer l'efficacité spectrale et énergétique à l'aide d'un traitement relativement simple, mais également pour fournir les emplacements précis des MT à l'aide d'un très grand nombre d'antennes associées à des fréquences porteuses élevées. Il existe deux types de MIMO massifs (M-MIMO), soit distribué et colocalisé. Ici, nous visons à utiliser la méthode basée sur les FP dans les systèmes M-MIMO pour fournir un système de localisation précis et fiable dans un réseau sans fil 5G. Nous nous concentrons principalement sur les deux extrêmes du paradigme M-MIMO. Un grand réseau d'antennes colocalisé (c'est-à-dire un MIMO massif colocalisé) et un grand réseau d'antennes géographiquement distribué (c'est-à-dire un MIMO massif distribué). Ensuite, nous ex trayons les caractéristiques du signal et du canal à partir du signal reçu dans les systèmes M-MIMO sous forme d'empreintes digitales et proposons des modèles utilisant les FP basés sur le regroupement et la régression pour estimer l'emplacement des MT. Grâce à cette procédure, nous sommes en mesure d'améliorer les performances de localisation de manière significative et de réduire la complexité de calcul de la méthode basée sur les FP. / As wireless communication networks are growing into 5G, an enormous amount of data will be produced and shared on the new platform, which can be employed in promoting new services. Location information of mobile terminals (MTs) is remarkably useful among them, which can be used in different use cases of inquiry and information services, community services, personal tracking, as well as location-aware communications. Nowadays, although the Global Positioning System (GPS) offers the possibility to localize MTs, it has poor performance in urban areas where a direct line-of-sight (LoS) to the satellites is blocked by many tall buildings. Besides, GPS has a high power consumption. Consequently, the ranging based localization techniques, which are based on radio signal information received from MTs such as time-of-arrival (ToA), angle-of-arrival (AoA), and received signal strength (RSS), are not able to provide satisfactory localization accuracy. Therefore, it is a notably challenging problem to provide precise and reliable location information of MTs in complex environments with rich scattering and multipath propagation. Fingerprinting (FP)-based machine learning methods are widely used for localization in complex areas due to their high reliability, cost-efficiency, and accuracy and they are flexible to be used in many systems. In 5G networks, besides accommodating more users at higher data rates with better reliability while consuming less power, high accuracy localization is also required in 5G networks. To meet such a challenge, massive multiple-input multiple-output (MIMO) systems have been introduced in 5G as a powerful and potential technology to not only improve spectral and energy efficiency using relatively simple processing but also provide an accurate locations of MTs using a very large number of antennas combined with high carrier frequencies. There are two types of massive MIMO (M-MIMO), distributed and collocated. Here, we aim to use the FP-based method in M-MIMO systems to provide an accurate and reliable localization system in a 5G wireless network. We mainly focus on the two extremes of the M-MIMO paradigm. A large collocated antenna array (i.e., collocated M-MIMO ) and a large geographically distributed antenna array (i.e., distributed M-MIMO). Then, we extract signal and channel features from the received signal in M-MIMO systems as fingerprints and propose FP-based models using clustering and regression to estimate MT's location. Through this procedure, we are able to improve localization performance significantly and reduce the computational complexity of the FP-based method.

Similar to the intensive developments in Geographic Information Systems (GIS) and spatial databases, the field of urban geosimulation was increasingly used in recent years, with an emphasis on high-resolution applications. This recent tendency does not agree however with the traditionally homogeneous spatial representation provided by regular cellular automata which are commonly used as the spatial structures of geosimulation applications. Several issues are raised in the literature, including reports of limitations in spatial reasoning and a lack of realism related to such spatial representations. The few solutions that, so far, deviate from the ‘dogma of regularity of the spatial representation’ are also subject to recent criticism. In this context, we propose an alternative multi-scale model based on the Voronoi diagram of polygons, which matches geographic features of the urban environment. The proposed theoretical model was developed and tested in the context of a urban geosimulation using high resolution spatial data, in the form of registered parcels of irregular shapes and sizes. The first results of the approach demonstrate the potential of our model in the context of urban geosimulation. Finally, based on our extensive analysis of the main approaches of space segmentation, we propose a schematic method to choose a spatial decomposition suited to urban geosimulation.

Les infrastructures d'information géospatiale (IIG) sont des systèmes à la fois techniques, sociaux, organisationnels et économiques. Ces infrastructures visent à démocratiser l'accès et l'utilisation des informations géographiques en vue de les rendre plus utiles à tous les niveaux de la société. Ce faisant, elles promeuvent le renforcement des capacités et des connaissances des individus afin d’accroître leur participation à la prise de décision publique et donc à la gestion du territoire. Cependant, la réalisation des IIG semble très dispendieuse et les résultats, autres que techniques, ne sont pas facilement observables. Par conséquent, il faut disposer des éléments nécessaires pour démontrer, notamment sur les plans social et politique, que les IIG sont beaucoup plus que de simples solutions géomatiques novatrices profitant de la flambée des technologies de l'information. Ces éléments étant encore méconnus, il est difficile de « vendre » ces infrastructures et d’obtenir les ressources requises pour leur réalisation. Le but de cette recherche est de proposer un cadre théorique comportant les critères d’évaluation des IIG et les règles permettant de tenir compte du contexte dans lequel chaque infrastructure est enracinée. Pour l’atteindre, nous avons mené une recherche qualitative, inductive et exploratoire. Elle a été conduite en trois phases. Dans la première, nous avons fait une revue bibliographique détaillée. À la deuxième, un sondage international a été réalisé selon les principes des études Delphi. Dans la troisième, deux études de cas ont été menées, l’une en Suisse et l’autre en Uruguay. Nous avons conclu que l’évaluation des IIG est, en soi, un processus participatif et de construction sociale de ce genre d’infrastructure. Ce processus doit être mené selon les critères associés à deux dimensions majeures : la « dimension qualité » et la « dimension vertu ». Chaque dimension est composée de zones d'évaluation. Nous proposons le paradigme de la valeur sociale d'usage comme le plus important critère d’évaluation. Les résultats obtenus apportent des éléments essentiels permettant d’évaluer et surtout de favoriser le succès des initiatives IIG. L’idée d'un processus évaluatif utile - servant à promouvoir l'apprentissage, la participation citoyenne et la transformation sociale - sous-tend le cadre d’évaluation proposé. / Many countries around the world are constructing Spatial Data Infrastructures (SDI). In order to meet more important SDI expectations and goals, several approaches have been conducted. However, the literature suggests that SDI initiatives do not necessarily meet the major users’ needs and that the most important objectives have not yet been reached. This fact raises a number of questions, mainly the issue as to whether or not the real usefulness of SDI initiatives is limited. If this were the case, SDI projects would not be sufficiently justified and consequently available resources scarcer. Therefore, it becomes necessary to evaluate SDI initiatives. In spite of this, there does not exist, to date, enough valid or widespread criteria based upon which SDI can be evaluated. Hence, it is essential that relevant criteria be defined, through which it is possible to evaluate such approaches, as well as their results. In order to reach this goal, we conducted qualitative research to develop a theoretical framework for the evaluation of SDI projects, through the identification and description of common success criteria across different contextual backgrounds. Our first step was to conceptualize the evaluation and success antecedents through the literature. Secondly, an International Web Survey was conducted applying Delphi study basis. Finally, the core of this research was two SDI case studies. Switzerland and Uruguay were examined in order to gain better understanding of criteria and context. We propose that SDI evaluation should be a process that involves everyone in the social construction of these infrastructures. Thus, SDI can be evaluated based on two major dimensions: "Quality Dimension" and "Virtue Dimension". Each dimension is composed of evaluation zones. We suggest that SDI can become largely valuable projects only if they are useful to society. This two-dimensional evaluation framework should be a good tool to help SDI organizations to estimate and improve the success of SDI initiatives. It allows the definition of conditions under which the SDI objectives may be planned and judged, while respecting the diversity of approaches adopted by each community. The notion of useful assessment, promoting training and social transformation, underlies the theoretical framework proposed.

La visualisation géographique de l'information est un aspect important du SOLAP. Elle est le troisième élément clé pour supporter une analyse facile, rapide et intuitive des données prônée par l'approche SOLAP. Cependant, à ce jour, aucune étude ne s'est intéressée spécifiquement à cet aspect du SOLAP et les stratégies de visualisation utilisées traditionnellement dans les SIG ne conviennent pas à l'approche interactive et multidimensionnelle. Ce mémoire présente une recherche exploratoire proposant premièrement de placer la visualisation géographique au coeur de la relation entre l'utilisateur et la base de données. Cette stratégie fait ressurgir plusieurs besoins et possibilités explorées au cours de ce mémoire. Le respect de la flexibilité d'analyse SOLAP, les divers types de visualisation nécessaires pour rendre les différents types de requêtes, puis les manipulations graphiques qui peuvent s'opérer dans un environnement SOLAP font l'objet de propositions. Deuxièmement, ce mémoire propose une méthode permettant une relation directe entre les données et leur visualisation, sans l'intermédiaire de l'utilisateur. La solution théorique résultante respecte la philosophie d'exploration interactive prônée par l'approche SOLAP. Elle suggère l'intégration de l'expertise en visualisation géographique à l'intérieur même de la technologie SOLAP par l'ajout de métadonnées et d'une base de connaissances sémiologiques. Ce premier pas vers une amélioration du processus de visualisation avec SOLAP ouvre la porte à plusieurs recherches ultérieures.

La disponibilité accrue de l’information géospatiale est, de nos jours, une réalité que plusieurs organisations, et même le grand public, tentent de rentabiliser; la possibilité de réutilisation des jeux de données est désormais une alternative envisageable par les organisations compte tenu des économies de coûts qui en résulteraient. La qualité de données de ces jeux de données peut être variable et discutable selon le contexte d’utilisation. L’enjeu d’inadéquation à l’utilisation de ces données devient d’autant plus important lorsqu’il y a disparité entre les nombreuses expertises des utilisateurs finaux de la donnée géospatiale. La gestion des risques d’usages inappropriés de l’information géospatiale a fait l’objet de plusieurs recherches au cours des quinze dernières années. Dans ce contexte, plusieurs approches ont été proposées pour traiter ces risques : parmi ces approches, certaines sont préventives et d’autres sont plutôt palliatives et gèrent le risque après l'occurrence de ses conséquences; néanmoins, ces approches sont souvent basées sur des initiatives ad-hoc non systémiques. Ainsi, pendant le processus de conception de la base de données géospatiale, l’analyse de risque n’est pas toujours effectuée conformément aux principes d’ingénierie des exigences (Requirements Engineering) ni aux orientations et recommandations des normes et standards ISO. Dans cette thèse, nous émettons l'hypothèse qu’il est possible de définir une nouvelle approche préventive pour l’identification et l’analyse des risques liés à des usages inappropriés de la donnée géospatiale. Nous pensons que l’expertise et la connaissance détenues par les experts (i.e. experts en geoTI), ainsi que par les utilisateurs professionnels de la donnée géospatiale dans le cadre institutionnel de leurs fonctions (i.e. experts du domaine d'application), constituent un élément clé dans l’évaluation des risques liés aux usages inadéquats de ladite donnée, d’où l’importance d’enrichir cette connaissance. Ainsi, nous passons en revue le processus de conception des bases de données géospatiales et proposons une approche collaborative d’analyse des exigences axée sur l’utilisateur. Dans le cadre de cette approche, l’utilisateur expert et professionnel est impliqué dans un processus collaboratif favorisant l’identification a priori des cas d’usages inappropriés. Ensuite, en passant en revue la recherche en analyse de risques, nous proposons une intégration systémique du processus d’analyse de risque au processus de la conception de bases de données géospatiales et ce, via la technique Delphi. Finalement, toujours dans le cadre d’une approche collaborative, un référentiel ontologique de risque est proposé pour enrichir les connaissances sur les risques et pour diffuser cette connaissance aux concepteurs et utilisateurs finaux. L’approche est implantée sous une plateforme web pour mettre en œuvre les concepts et montrer sa faisabilité. / Nowadays, the increased availability of geospatial information is a reality that many organizations, and even the general public, are trying to transform to a financial benefit. The reusability of datasets is now a viable alternative that may help organizations to achieve cost savings. The quality of these datasets may vary depending on the usage context. The issue of geospatial data misuse becomes even more important because of the disparity between the different expertises of the geospatial data end-users. Managing the risks of geospatial data misuse has been the subject of several studies over the past fifteen years. In this context, several approaches have been proposed to address these risks, namely preventive approaches and palliative approaches. However, these approaches are often based on ad-hoc initiatives. Thus, during the design process of the geospatial database, risk analysis is not always carried out in accordance neither with the principles/guidelines of requirements engineering nor with the recommendations of ISO standards. In this thesis, we suppose that it is possible to define a preventive approach for the identification and analysis of risks associated to inappropriate use of geospatial data. We believe that the expertise and knowledge held by experts and users of geospatial data are key elements for the assessment of risks of geospatial data misuse of this data. Hence, it becomes important to enrich that knowledge. Thus, we review the geospatial data design process and propose a collaborative and user-centric approach for requirements analysis. Under this approach, the user is involved in a collaborative process that helps provide an a priori identification of inappropriate use of the underlying data. Then, by reviewing research in the domain of risk analysis, we propose to systematically integrate risk analysis – using the Delphi technique – through the design of geospatial databases. Finally, still in the context of a collaborative approach, an ontological risk repository is proposed to enrich the knowledge about the risks of data misuse and to disseminate this knowledge to the design team, developers and end-users. The approach is then implemented using a web platform in order to demonstrate its feasibility and to get the concepts working within a concrete prototype.

En raison de la nature dynamique et volumétrique de l'écosystème marin pélagique, sa modélisation spatiale constitue un défi important. La représentation conventionnelle des phénomènes de ce milieu s’effectue par des coupes statiques verticales ou horizontales dans un environnement bidimensionnel (2D). Cependant, comme le démontre ce mémoire, l'étude de l'écosystème marin peut être grandement améliorée grâce à la modélisation spatiale tridimensionnelle (3D). L’apport principal de cette étude est d’avoir démontré le potentiel et la pertinence de la modélisation spatiale 3D pour l’environnement pélagique marin. Cette étude confirme que les outils émergents de visualisation scientifique dans le domaine de la modélisation géologique peuvent servir à améliorer l’étude de cet écosystème. Elle permet également de combler une lacune importante identifiée dans la littérature scientifique en examinant la performance des méthodes d’interpolation spatiale 3D. L’interpolation spatiale est une étape essentielle de la modélisation spatiale 3D des phénomènes continus (p.ex. salinité, température, etc.), mais aucune étude n’avait encore évalué son efficacité pour l’environnement pélagique marin. Il s’agit donc d’un pas important vers le développement d’un système d’information géographique (SIG) marin 3D complet. Les avantages de migrer vers une modélisation spatiale 3D sont discutés dans le contexte de la campagne océanographique ArcticNet-Malina, réalisée dans la mer de Beaufort (Arctique canadien) en 2009. Des représentations spatiales 3D basées sur une stratégie d’interpolation 3D robuste et optimale de cinq variables pélagiques marines (température, concentration en chlorophylle a, coefficient d’atténuation particulaire, distribution des eaux de l'halocline supérieure et flux vertical de carbone organique particulaire) sont présentées et leurs valeurs écologiques sont discutées. / Spatial modeling of the marine pelagic ecosystem is challenging due to its dynamic and volumetric nature. Consequently, conventional oceanographic spatial analysis of this environment is in a 2D environment, limited to static cutting planes in horizontal and vertical sections to present various phenomena. However, the study of the marine pelagic ecosystem can benefit from 3D spatial modeling. The main contribution of this study is to show that recent advances in 3D spatial modeling tools developed primarily for geological modeling can be exploited to extend the usual interpretation of marine pelagic phenomena from a 2D to a 3D environment. This study also fills a major gap identified in the literature by examining the performance of 3D spatial interpolation methods. Such interpolation is an essential step in 3D spatial modeling of continuous phenomena (eg, salinity, temperature, etc.), but no study has yet evaluated its performance for the marine pelagic environment. Accordingly, this study constitutes an important step towards the development of a complete 3D marine GIS. The benefits of migrating to a 3D spatial modeling of the marine environment are discussed in the context of the oceanographic campaign ArcticNet-Malina, conducted in the Beaufort Sea (Canadian Arctic) in 2009. 3D spatial representations based on a robust and optimal 3D interpolation strategy for five pelagic variables (temperature, chlorophyll a, particulate attenuation coefficient, distribution of upper halocline water mass and vertical flux of particulate organic carbon) of the ArcticNet-Malina campaign are presented and their ecological values are discussed.

La recherche présentée dans cet ouvrage vise à concevoir un modèle de SIG adapté à la dynamique et aux dimensions collaboratives formelles du processus de design urbain délibératif. Le prototype développé vise également à saisir les représentations spatiales créées et échangées au cours du processus, mais aussi à proposer une représentation cartographique de la dynamique du processus. La conception et le développement du SIG est basé sur deux séries d’observations réalisées dans le cadre de deux ateliers de design urbain offerts par la Faculté d’architecture de l’Université Laval durant les sessions d’hiver et d’automne 2005. Nous présentons dans un premier temps les éléments du problème. Nous précisons ensuite la démarche méthodologique de recherche engagée de manière à situer la réflexion présentée. Plus loin nous décrivons les procédures de recherche. Nous présentons enfin les principaux résultats de cette recherche. / The intention of the research presented in this work is to develop a GIS model adapted to the dynamics and to the formal collaborative dimensions of the deliberative urban design process. The prototype developed is also meant to include the spatial representations that are created and exchanged during the process, and to propose a cartographic representation of the dynamics of this process. The conception and development of the GIS is based on two series of observations carried out during two urban design workshops that were held in the autumn and winter semesters 2005 at the Faculty of Architecture of Laval University. First of all, we introduce the main features of the problem. Then, we describe the research process in order to situate the thinking presented here. Following this we describe the research procedures. Finally, we provide the main results of this research.