Cette thèse vise à fournir des bases d’informations et des outils qui font actuellement défaut dans l’analyse environnementale des filières biocarburant, en particulier dans l’analyse de cycle de vie (ACV). Ce travail comprend deux volets complémentaires. Le premier volet s’intéresse aux filières biocarburants à l’échelle internationale. Une étude descriptive permet de définir le système PEC (Production, Elaboration, Consommation) pour représenter ces filières. Dans cette représentation, un outil de reconstitution des filières basé sur les flux d’échanges internationaux en bioproduits est développé. Appliqué aux consommations de biodiesel de l’Union Européenne (UE), cet outil montre que les surfaces agricoles mobilisées au sein l’UE passent de 72% du total en 2004 à 24 % en 2009. Les surfaces agricoles « distantes » (hors UE) sont à la fois mobilisées par importations de bioproduits (22 à 46%) et à travers les importations directes de biodiesel (0 à 40%). Cet outil produit des matrices d’allocations d’impacts basées sur les consommations nationales, utiles pour l’ACV. Le deuxième volet s'intéresse aux zones de production de matières premières en considérant une échelle locale afin d’intégrer leurs hétérogénéités spatiales et leurs spécificités territoriales. Les zones de production sont localisées dans les principaux pays producteurs approvisionnant les filières biocarburants de l’UE. L’examen de ces situations de production permet d’identifier la nature des impacts locaux in situ et d’en analyser la criticité en fonction du contexte national et territorial. Des approches spatialisées à partir de Systèmes d’Information Géographique (SIG) sont appliquées aux filières bioéthanol au Brésil. Ces approches aboutissent à la caractérisation des zones d’emprises dues aux unités de bioéthanol au Brésil, ainsi qu’à la mesure d’indicateurs propres aux différents bassins de production identifiés (stabilité spatiotemporelle de l’expansion de la canne à sucre). La compréhension des structurations et des interactions à l’échelle des filières couplée à la mise en œuvre d’approches spatialisées conduit à mieux prendre en compte les aspects spatiaux prépondérants dans l’analyse environnementale et les études ACV des biocarburants consommés en Europe. / This work aims to provide informations and tools that are currently lacking in the environmental analysis of biofuels, especially in the life cycle analysis (LCA). This work includes two complementary parts. The first part focuses on biofuels supply chains at international scale. A descriptive study allows us to define the PEC system (Production, Elaboration, Consumption) to represent these supply chains. A tool is developed to describe and quantify PEC entities from biofuel consumption to areas of primary crops production. This tool is applied to biodiesel consumption in the EU using bioproducts flows data taken from international trade databases. It shows that biodiesel consumption involves a rapidly growing contribution of crop areas outside the EU (Non-EU), increasing from 28% in 2004 to 76% in 2009. Non-EU crop areas are indeed simultaneously mobilised through imports of bioproducts (22-46%) and through direct imports of biodiesel (0-40%). This tool eventually produces allocation matrices, based on national consumption, which are useful for LCA. The second part focuses on primary crops areas by considering a local level in order to integrate their spatial heterogeneities and territorial specificities. Primary crop areas in major producing countries supplying EU's biofuel consumptions are localised. Examination of the production situation in important countries allows to identify the nature of in situ local impacts and to study criticality of impacts in the national and territorial context. Then, spatial approaches based on Geographic Information Systems (GIS) are applied to bioethanol industries in Brazil. In this approach, about 620 ethanol plants in Brazil are localised using GIS and their supply areas are characterised. This leads to the measurement of specific indicators, such as spatiotemporal patterns of sugarcane expansion. These results are a contribution to the understanding of the structure and interactions among supply chains and to a better consideration of the spatial aspects in environmental analysis and LCA studies of biofuels consumed in Europe.

The interface between protected and communal lands presents certain challenges for wildlife conservation and the sustainability of local livelihoods. This is a particular case in South Africa, where foot-and-mouth disease (FMD), mainly carried by African buffalo (Syncerus caffer) is transmitted to cattle despite a fence surrounding the protected areas.The ultimate objective of this thesis was to improve knowledge of FMD transmission risk by analyzing behavioral patterns of African buffalo and cattle near the Kruger National Park, and by modelling at fine spatial scale the seasonal risk of contact between them. Since vegetation is considered as a primary bottom-up regulator of grazers distribution, I developed fine-scale seasonal mapping of vegetation. With that purpose, I explored the utility of WorldView-2 (WV-2) sensor, comparing object- (OBIA) and pixel-based image classification methods, and various traditional and advanced classification algorithms. All tested methods produced relatively high accuracy results (>77%), however OBIA with random forest and support vector machines performed significantly better, particularly for wet season imagery (93%).In order to investigate the buffalo and cattle seasonal home ranges and resource utilization distributions I combined the telemetry data with fine-scale maps on forage (vegetation components, and forage quality and quantity). I found that buffalo behaved more like bulk feeders at the scale of home ranges but were more selective within their home range, preferring quality forage over quantity. In contrast, cattle selected forage with higher quantity and quality during the dry season but behaved like bulk grazers in the wet season.Based on the resource utilization models, I generated seasonal cost (resistance) surfaces of buffalo and cattle movement through the landscape considering various scenarios. These surfaces were used to predict buffalo and cattle dispersal routes by applying a cumulative resistant kernels method. The final seasonal contact risks maps were developed by intersecting the cumulative resistant kernels layers of both species and by averaging all scenarios. The maps revealed important seasonal differences in the contact risk, with higher risk in the dry season and hotspots along a main river and the weakest parts of the fence. Results of this study can guide local decision makers in the allocation of resources for FMD mitigation efforts and provide guidelines to minimize overgrazing. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La thèse explore l'opportunité d'utiliser des micro-données, sous la forme de données individuelles de firmes, pour dépasser les limites imposées par les données spatialement agrégées généralement utilisées en géographie économique. Le cas d'étude est l'estimation des exportations régionales, y compris les exportations vers d'autres régions du même pays. Prenant la Belgique comme exemple, la thèse présente un nouveau modèle d'estimation de ces exportations qui intègre un modèle gravitaire d'estimation des flux entre lieux de production et lieux de consommation avec les informations contenues dans les tables d'entrée-sortie à l'échelle nationale. Les résultats du modèle confirment l'hypothèse de départ sur l'importance de la consommation locale ou à courte distance du lieu de production.Ces résultats sont analysés devant l'arrière-fond des débats passés et actuels en géographie économique et en politique de développement régional en Europe. Un regard critique est posé sur la notion des politiques « place-based », généralement focalisées sur des politiques de l'offre. Avec le soutien des estimations sortant du modèle l'argument est avancé que la demande locale joue un rôle important pour les économies régionales. Cet argument est renforcé par une revue des débats concernant l'importance de la distance géographique dans les relations économiques.La thèse met également un grand accent sur les questions de méthodes et de données. Elle présente en détail les difficultés liées à l'utilisation de données individuelles, notamment le problème du géocodage. L'utilisation de système d'information géographiques existants dans la construction du modèle est montré, argumentant que de tels systèmes facilitent la vie aux chercheurs en géographie économique dès lors qu'ils utilisent des données massives positionnées dans l'espace réel. L'utilisation de telles données est aussi analysée dans le contexte de la naissance du mouvement du « Big Data » qui pose des questions sur les paradigmes actuels et futurs de la recherche en géographie économique. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

For a little over twenty years, researchers have worked on integrating multi-criteria aggregation procedures (MCAP) to GIS. Several notable contributions have brought this field to what it is today. After studying the course of MCDA-GIS integration through several works, we question the future of such an attempt. Indeed most works that aim for an integration do not survive long after their direct purpose has been fulfilled. We end up understanding through a critical review of the existing systems that technical integration means nothing if it is not visible to the user on an operational level.<p><p>We therefore propose several contributions to improve the usability of MCDA methods in a geographic context. One of our works consists in adapting the PROMETHEE-GAIA methodology to be used on maps for spatially referenced problems. To do so, we define symbols/glyphs that display select parts of the results obtained through the PROMETHEE and GAIA methods. This allows for the comparison of alternatives' profiles and characteristics based on their geographic location which wasn't possible before. This adaptation helps us combine multicriteria and geographic aspects in an entirely new way.<p>We also propose some extensions of the GAIA method to improve the quality of the results and reduce the risk of wrong interpretations to be made due to losses of data. / Doctorat en Sciences de l'ingénieur / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Cette thèse comprend trois études sur l’impact de l’intégration commerciale et de la libéralisation des investissements de l’ASEAN suivant les recherches empiriques de la Nouvelle Économie Géographique (NEG). Les stratégies empiriques consistent à mesurer des coûts de commerce, l’accès au marché ainsi qu’à estimer les modèles de gravité théorique. La première étude examine le progrès de l’intégration commerciale et leur impact sur la performance exportatrice. La deuxième étude voit comment la libéralisation commerciale croissante affecte les inégalités régionales. La troisième étude examine l’impact des accords d’investissement sur l’attractivité des IDE des pays de l’ASEAN. Ces résultats mettent en lumière les avantages et défis de la Communauté Économique de l’ASEAN qui aura lieu à la fin de 2015. / This thesis concerns three studies on the impact of ASEAN trade integration and investment liberalization following empirical research agenda of the new economic geography (NEG). Empirical strategies deal with measuring trade costs, market access and the estimation of modern gravity models. The first study evaluates trade integration progress in ASEAN and its impact on export performance with help of trade costs and market access indicators. The second study examines how improved market access, though deepening trade liberalization, can impact regional inequality. The third study investigates the impact of investment agreement on FDI attractiveness of the ASEAN countries. The results help shed light on potential benefits and challenges ahead of the upcoming ASEAN Economic Community at the end of 2015.

Cette étude est une analyse spatiale des vestiges archéologiques datant des origines à la fin de l'Ancien Empire des complexes funéraires de Netjerikhet et de Sekhemkhet à Saqqâra. L'objectif de ce travail est de comprendre l'occupation spatiale, l'enjeu étant de pouvoir traiter la quantité très importante d'informations issues des publications. Pour cerner l'ensemble de la documentation à examiner, une base de données et un système d'information géographique (SIG) ont été créés. Grâce à ces outils informatiques, tous les artefacts ont ainsi pu être enregistrés et une analyse des relations qu'entretiennent les différentes entités recensées a pu être menée pour tenter de comprendre comment s'organise l'espace. Des cartes imprimées permettent de visualiser les résultats de requêtes, d'ailleurs imaginées au préalable pour construire les outils. Cet examen des données, par le biais d'une géodatabase, permet également d'évaluer tout l'intérêt des outils informatiques pour la recherche. / This study is a spatial analysis of the archaeological remains dating from the origins to the end of the Old Kingdom of the funerary complexes of Netjerikhet and Sekhemkhet at Saqqara. The aim of this work is to understand the spatial occupation, the challenge is to process the very large amount of information from publications. To include all of the documentation to be processed, a database and a geographic information system (GIS) have been created. With these software tools, all artefacts were thus recorded and an analysis of the relationships between the different entities listed has been conducted to try to understand how the space is organized. Printed maps allow visualizing query results, queries moreover imagined beforehand to build the tools. This examination of the data through a geodatabase also assesses the interest of these tools for research.

Dans le contexte actuel de la mondialisation des marchés, l'évaluation des facteurs marchands peut signifier l’échec ou le succès dans le monde des affaires. En raison de la libre circulation des biens et des services à travers le monde, les effets de la concurrence et des tendances de saturation de marché deviennent de plus en plus perceptibles de nos jours. Synthèse de la cartographie, de la géographie et de la mercatique (en anglais marketing), un important allié apparait dans le scénario de l’analyse de marché pour mieux guider les entreprises. Le géomarketing rassemble des techniques d’analyse spatiale des données marketing à l’aide entre autres, d’un système d’information géographique (SIG). En définition, le géomarketing il s’agit d’une démarche marketing reposant sur l'analyse du comportement du consommateur en tenant compte des notions d'espaces et des nuances de marché qu'une action commerciale ou une campagne marketing peut dégager sur une zone géographique. Cette nouvelle discipline permet de segmenter et qualifier géographiquement la potentialité d’un marché et de déterminer la localisation optimale selon les caractéristiques sociodémographiques, comportementales ou économiques du marché-étude. Parmi les applications du géomarketing, on peut citer l’identification de la compétition, des marchés potentiels, des emplacements optimaux et le développement d’un réseau de distribution d’un produit ou services. Toutes ces activités sont reliées à la compétitivité, que désigne la capacité à occuper une position forte sur un marché. Cette recherche utilisera des techniques d’analyse spatiale géomarketing pour cibler des marchés potentiels à un produit d’isolation innovant produit à partir de résidus forestiers. L’étude propose une méthode basée sur l’analyse géographique et spatiale pour déterminer l’emplacement et la distribution afin de maximiser l’efficacité et la pénétration du marché par le produit. / In the current context of globalization of markets, assessment of market factors may represent the failure or success in today's business world. Due to the free movement of goods and services around the world, the effects of competition and market saturation tendencies become increasingly noticeable nowadays. Synthesis of cartography, geography and marketing, an important ally appears in the scenario of market analyses to guide enterprises. The geomarketing brings a set of spatial analysis techniques on marketing data using, among others, a geographic information system (GIS). This new discipline allows segmenting and qualifying the potential of a market and determine the optimal location according to sociodemographic, behavioral or economic characteristics of the market-study. In definition, geomarketing is a marketing approach based on the analysis of consumer behavior taking into account the notions of spaces and the nuances of market that a commercial action or a marketing campaign can generate on a zone geographical. Among the applications of the geomarketing, the identification of competition, potential markets, optimal locations and development of a distribution network of products or services. All these activities are related to competitiveness, which refers to the ability to occupy a strong position in a market. This research will use geomarketing spatial analysis techniques to target potential markets to an innovative insulation product produced from forest residues. The study proposes a method based on geographic and spatial analysis to determine location and distribution in order to maximize efficiency and market penetration by the product.

La question des inégalités environnementales et sociales de santé (IESS) à l’échelle des territoires est rapportée à deux dimensions cumulatives : un niveau d’exposition des populations à un environnement de vie dégradé et un niveau de vulnérabilité face à ces facteurs de risques, capables d’affecter la santé. Ces travaux de recherche concernent les Systèmes d’Information Géographique (SIG) appliqués au domaine de la santé environnementale. Ils ont pour objectifs généraux la caractérisation de la qualité des milieux environnementaux et l’évaluation des IESS. L’atteinte de ces objectifs passe préalablement par la récolte, la genèse et la mise en forme de bases de données environnementales spatialisées. Ces bases issues de la surveillance physico-chimique et de la biosurveillance des milieux sont ensuite cartographiées à l'aide des outils SIG, notamment les méthodes géostatistiques d’interpolation spatiale. En parallèle, les disparités spatiales d'incidence de pathologies sont étudiées grâce à des méthodes de cartographie des maladies (Ratios d'Incidence Standardisés : SIR) et de détection de clusters atypiques d'évènements (statistique de scan) mises en œuvre sur la base de registres de maladies. Finalement des études écologiques spatialisées sont élaborées afin de rapprocher les cartographies environnementales générées aux indicateurs sanitaires et socio-économiques. Ces travaux s’attachent à répondre à la question « les populations présentant un état de santé dégradé vivent-elles dans un environnement dégradé ? » Ce questionnement a été étudié à travers trois axes de recherche. Le premier concerne la caractérisation de l’imprégnation de l’environnement par les éléments traces métalliques (ETM) et l’évaluation des IESS à fine résolution sur trois bassins de vie de la région Nord-Pas de Calais (NPdC). Cette recherche est menée à partir de mesures d’imprégnations biologiques réalisées à la fois chez des lichens épiphytes et chez l’Homme et d’un indicateur de défaveur localisé. Les ETM mesurés ont été considérés de manière individuelle, mais également de manière globale à travers le développement d’un indice intégré multimétallique, afin d’exprimer le niveau d’imprégnation général par plusieurs métaux. Des inégalités environnementales ont été mises en évidence à l’échelle des quartiers du bassin de Dunkerque. Nos résultats supposent également l’implication de l’environnement dans l’imprégnation des populations pour certains ETM.Dans le deuxième axe, nous avons mis en évidence des disparités spatiales d’incidence de l’insuffisance rénale chronique terminale entre les cantons du NPdC et souligné l’implication du statut socio-économique dans l’apparition de ces disparités, contrairement à d’autres facteurs (diabète, maladies cardiovasculaires, pratiques médicales). Seule une partie des disparités de cette pathologie est aujourd’hui expliquée. Il est donc nécessaire de poursuivre sur le rôle des contaminants de l’environnement. Enfin, le troisième axe s’intéresse à l’analyse spatiale et spatio-temporelle de contaminations des eaux souterraines par les ETM, en vue d’identifier de potentiels facteurs de risques environnementaux des maladies inflammatoires chroniques de l’intestin. La réalisation de ces travaux s’appuie sur plusieurs collaborations établies avec le Réseau REIN, le Registre EPIMAD et des équipes de recherche (EA4483 et EA2694 Université Lille 2, TVES EA4477 ULCO).A la suite de ces travaux de thèse, les perspectives de recherche sont de poursuivre le développement d’indicateurs intégrés d’exposition aux contaminations multiples des milieux environnementaux. Les résultats montrent également un manque de renseignement des bases de données environnementales par rapport aux registres de santé. Un travail est donc nécessaire afin de définir le contenu de ces bases, nécessaire pour caractériser la qualité des milieux et faciliter l’étude de l’interaction de l’Homme avec son environnement. / Environmental and social inequalities in health (ESIH) over territories are related to two cumulative dimensions: populations exposed to their living poor quality environment and the vulnerability of these populations to the environmental risk factors, which can affect health. This research deals with the Geographic Information Systems (GIS) applied to the field of environmental health. General purposes are the characterization of environmental media quality and the assessment of ESIH.Achieving these objectives requires a first step of harvest, genesis and formatting spatialized environmental databases. Such data are resulting from physico-chemical monitoring and biomonitoring. They were then mapped using GIS tools, including geostatistical spatial interpolation methods. On the over hand, spatial variability in the incidence of diseases were investigated using disease mapping methods (Standardized Incidence Ratios: SIR) and the detection of atypical clusters of events (scan statistics), which are based on disease registries. Finally, geographical ecological studies are developed to associate the environmental maps generated to health and socio-economic status. Thus, this work aims to answer the question \\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\"do people with poor state of health live in a poor quality environment?\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\" This question has been studied through three main researches.The first relates the characterization of trace elements burdens in the environment and the assessment of ESIH on neighborhood scale, over three territories in the Nord-Pas de Calais (NPdC) region. This research is conducted from measurements of biological burdens performed both in epiphytic lichens and humans and from a localized index of deprivation. The measured metals were considered individually, but also holistically by developing an integrated multimetallic index, in order to describe the general status of environmental pollution by metals. Environmental inequalities were observed on neighborhood scale in Dunkerque. Our results assume that trace elements burdens in populations are affected by environmental burdens.In our second research we revealed spatial disparities in the incidence of end stage renal disease (ESRD) on small area in the NPdC. Unlike other factors (diabetes, cardiovascular disease, medical practices), we highlighted the role of socio-economic status in the occurrence of such disparities. Only a part of the ESRD variability is currently explained. It is therefore necessary to focus on the environmental hypothesis.The third research focuses on the spatial and spatio-temporal analysis of groundwater contamination by trace elements, in order to identify potential environmental risk factors in the incidence of chronic inflammatory bowel disease.This work is based on several collaborations with the REIN network, the EPIMAD registry, and several research teams (EA4483 and EA2694 Université Lille 2, TVES EA4477 ULCO).Following this thesis, the research prospects are to pursue the development of integrated indicators to assess population exposure to the multiple environmental media contamination. The results also indicate a lack of information in environmental databases compared to health registries. A work is thus needed to define the content of such databases. These are necessary to characterize the environmental quality and to help the assessment of interaction between the populations and their living environment.

La localisation d’un véhicule est une étape cruciale dans le développement des véhicules intelligents. Les recherches sur ce sujet ont connu un grand essor ces dernières années. L’accent est souvent porté sur la précision de la localisation, nous présentons ici une méthode de localisation sur carte existante dont l’objectif est d’estimer la position du robot non seulement de façon précise mais également de manière fiable. Pour ce faire, l’algorithme développé se présente en deux étapes principales : une étape de sélection et de perception des informations les plus pertinentes et une étape de mise à jour de la position estimée et de la fiabilité, cette dernière étape permet également de détecter et réparer ou éliminer les précédentes erreurs. La perception de l’environnement est réalisée à travers différents capteurs associés à des détecteurs spécifiques. L’humain utilise aussi différents capteurs pour se localiser et va intuitivement sélectionner le plus performant, s’il fait jour il utilisera ses yeux, sinon son oreille ou le toucher. Nous avons développé une approche similaire pour le robot qui tient compte des contraintes environnementales et de l’estimation actuelle pour sélectionner à chaque instant l’ensemble capteur, indice de la scène et détecteur le plus pertinent. La phase de perception, étant pilotée par un processus Top-Down, peut bénéficier d’informations déjà connues permettant ainsi de se focaliser sur l’indice recherché et d’améliorer les phases de détection et d’associations de données. Cette approche Top-Down s’appuie sur un réseau bayésien. Ce dernier permet de modéliser les interactions entre les différents événements qui se produisent en gérant l’incertitude. Il permet une prise en compte facile des différents événements. Par ailleurs le réseau bayésien présente une grande flexibilité pour l’ajout d’événements supplémentaires pouvant engendrer des non-détections (tels que dysfonctionnement de capteurs, conditions météorologiques, etc.). Les données de l’environnement sont rendues disponibles grâce à une carte géoréférencée préalablement fournie. Avec le développement de cartes disponibles facilement sur internet, cette façon de faire permet d’exploiter au mieux l’information déjà fournie. L’utilisation d’une carte géoréférencée permet d’avoir un référentiel commun entre tous les véhicules ou éléments de l’infrastructure facilitant ainsi l’échange d’informations et ouvrant du coup la possibilité d’interaction simplifiées dans le cas de flottes par exemple. Les résultats montrent que l’approche développée est pertinente pour une localisation précise et fiable aussi bien statique que dynamique. L’ajout de nouveaux capteurs se fait naturellement et sans nécessiter d’heuristique particulière. La localisation obtenue est suffisamment précise et fiable pour permettre des applications de conduite autonome utilisant, entre autres, cet algorithme. / Vehicle localization is a crucial step in the development of smart vehicles. The research in this domain has been growing in recent years. Generally, the effort is focused on the localization accuracy, we present here a localization method on existing map where the objective is to estimate the robot position not only with accuracy but also with confidence. To achieve this , the algorithm developed has two main steps : one, selection and perception of the most relevant informations and two, position estimation and confidence update. This last step also allows to detect and eliminate the previous errors. Environment perception is well achieved, thanks to different sensors associated with specific detectors. Humans use different senses, shifting automatically in order to localize themselves depending on the situation of the environment, for e.g if there is enough illumination we depend on eyes, else the ear or the touch otherwise. We have developed a similar approach for the robot that takes into account the specific environmental constraints and actual position estimation to select at each instant the most relevant set of sensor, landmark and detector. The perception step, led by a top-down process, can use already known informations allowing a focus on the searched landmark and an improvement of the detection and data associations steps. This top-down approach is well implemented, thanks to a Bayesian network. Bayesian network allows to model the interactions between the different probable events with management of the uncertainty. With this network, it is very easy to take into account those different events. Moreover, a Bayesian network has a great flexibility to take into consideration additional events that can cause false detections (like sensor failure, meteorological conditions and others). The environment data is obtained with a Georeferenced map (from GIS). With the already available maps on the internet, allows to exploit an already existing information. The use of a Georeferenced map facilitates the communication of informations between a vehicle and several other vehicles or with an element of the infrastructure, that can be very useful for multi vehicle coordination, for example. The results shows that the developed approach is very accurate and reliable for localization, whether static or dynamic, and can be applied for autonomous driving. Moreover, new sensors can be added at ease.