Les opportunités en matière de modélisation et de représentation numérique de territoire en 3D sont démultipliées par les évolutions dans les domaines de la cartographie, de l'infographie, de l'animation ou encore de la CAO/DAO. Dans ce contexte de foisonnement technologique, il a été maintes fois constaté un manque crucial d'études empiriques permettant d'évaluer les utilisations de même que les apports et/ou limites des dispositifs géonumériques 3D dans le champ de l'aménagement. C'est pourquoi une enquête ethnographique a été menée. en participant à la production et à l'utilisation de géovisualisations 3D aux côtés d'aménageurs et en contribuant au développement du champ professionnel associé. La participation à l'action permet d'expérimenter différents outils 3D ainsi que d'observer,d' analyser et de documenter leur production, de même que leurs utilisations. par différents acteurs (producteurs,présentateurs, public). Les études de cas menées dans divers contextes (projets routiers, de développement urbains, de parcs éoliens. PPRi. etc.) montrent les utilisations multiples et successives de maintes géovisualisations 3D. Au·delàdes principes de la Grounded Theory mobilisés pour exploiter les données empiriques, l'analyse repose sur le cadrethéorique de l'Actor-Network Theory ainsi que sur la notion d'objet intermédiaire afin de rendre compte des diverses utilisations des géovisualisations 3D, notamment en contexte collectif, collaboratif et de concertation. Au final, ce travail fournit des outils théoriques et des méthodes pour aborder les géovisualisations 3D et leurs usages et propose des pistes pour faire évoluer l'analyse des représentations spatiales. / Opportunities in terms of digital modeling and representation of territories in 3D have risen with the technological developments in the fields of cartography, infographics, animation and CAD. Within this flourishing technological context. the lack of empirical studies ollowing to evaluate the upsides and downsides of the uses of 3D geoferencedmodels has often been highlighted. Hence an ethnographie study has been conducted by participating in the production processes of 3D geovisualisations and contributing to their uses by urban planners as weil as to the development of the''3D" professional field (through communications, formations, articles, etc.). Taking part in planning projects has been used as a way of experimenting. observing, documenting and analyzing the uses of 3D georeferenced models by their producers. presenters and audiences. Case studies in various contexts {urban development, windfarms development, flood mitigation planning. etc.) show that 3D geovisualisations have myriad and heterogeneous uses. Empirical data have been processed using sorne of the Grounded Theory Principles. Actor Network Theory and the notion of "intermediary object'' allow to analyze the uses of 3D geovisualisations in collective and/or collaborative contexts. Finally. theoretical tools and methods to apprehend 3D geovisualisations and their uses are described and new perspectives on how to anlayse spatial representations are opened up.

Les utilisateurs experts de SIG (Systèmes d'Information Géographique) doivent souvent mettre en relation et comparer des représentations hétérogènes d'une même région géographique. Par exemple, la mise à jour des bases des données géographiques, comme OpenStreetMap, nécessite une comparaison entre des cartes existantes et des images satellite récentes. Les moyens de combiner les cartes sont pourtant souvent limités à des techniques qui ne prennent pas en compte les données contenues dans les cartes, comme des techniques de superposition qui permettent de varier l'opacité de la couche supérieure. Ces techniques n'appuient pas efficacement les utilisateurs dans des tâches dans les domaines de l'analyse de crime ou la planification urbaine. Cette thèse vise à proposer des nouvelles transitions interactives pour combiner différentes représentations en une, soit de façon spatiale (multiplexage spatial) ou temporelle (multiplexage temporel). Afin de mieux comprendre les limites des techniques existantes, la première contribution de cette thèse est une évaluation de cinq techniques de comparaison de cartes interactives. On caractérise ces techniques par rapport à leur niveau de perturbation visuelle, de division de l'attention et leur stratégie de recherche. Pour les évaluer, on demande aux participants de trouver des différences entre des images aériennes et des cartes topographiques (modifiées à la main en ajoutant six types de différences). Les résultats suggèrent que les techniques qui superposent les couches sont plus efficaces que les techniques que les juxtaposent et qu'une stratégie de recherche motrice peut apporter des bénéfices pour certaines tâches. D'après les résultats de l'évaluation et des entretiens avec des utilisateurs experts en GIS, on introduit MapMosaic, la deuxième contribution de cette thèse. MapMosaic est une technique nouvelle de multiplexage spatial pour combiner des cartes. Ce modèle de composition dynamique permet aux utilisateurs de créer et manipuler des régions de composition locale de façon interactive, en considérant l'information sémantique et les attributs des objets et des champs. On a évalué MapMosaic en utilisant deux approches: premièrement, on compare son modèle d'interaction au modèle de QGIS (un logiciel SIG très utilisé) et MAPublisher (un outil cartographique professionnel) en utilisant les “Dimensions Cognitives” et avec une comparaison analytique, les résultats suggèrent que le modèle de MapMosaic est plus flexible et peut mieux appuyer les utilisateurs dans leur tâches. Ensuite, on rapporte des retours utilisateurs des experts qui confirment le potentiel de MapMosaic, grâce à des cas d'utilisation précis. Le multiplexage spatial peut être très utile pour comparer différentes couches géographiques. Cependant, le multiplexage temporal pourrait être plus approprié pour la représentation des dynamiques, puisque les changements peuvent être animes. Ceci pourrait être utile de façon particulière pour présenter des changements entre des images satellites, par exemple, pour montrer les effets du réchauffement climatique. Ainsi, la troisième contribution de la thèse est Baia: un cadre pour créer des transitions animées avancées, appelles plans d'animation, entre des couples d'images avant après. Baia est basé sur un modèle de transition par pixel qui permet de créer des animations très variées. Il reste simple d'utilisation grâce à des primitives d'animations prédéfinies permettant de représenter des changements géographiques communs facilement. On décrit le modèle et l'outil d'édition d'animation associé et deux études avec utilisateurs. Le premier suggère que les animations crées avec Baia sont perçues comme plus réalistes et focalisent mieux l'attention des spectateurs et le deuxième rassemble des retours sur l'outil d'édition d'animations. / GIS experts often need to relate and compare heterogeneous geographical representations of the same region. For example, existing maps are compared to recent satellite imagery to update geographic databases, like OpenStreetMap. The means to do so, are, however often limited to data agnostic techniques such as overlaying the representations with some degree of translucency or swiping between layers. These techniques do not support users effectively in their tasks in domains such as crime analysis or urban planning. This thesis aims at proposing new interactive transitions to combine those multiple representations into one, either spatially (spatial multiplexing) or temporally (temporal multiplexing).To better understand the limits of existing approaches, this thesis first contribution is an evaluation of five interactive map comparison techniques. We characterise these techniques in terms of visual interference, user attention and scanning strategy. We evaluate them by asking participants to find differences between real satellite imagery and topographic maps, that we purposefully modified introducing six kinds of differences. Results suggest that techniques that superimpose the layers are more efficient than techniques that juxtapose them and that having a more motor driven scanning strategy can be beneficial for some tasks. Drawing from the evaluation results and interviews with GIS experts, the second contribution of this thesis is MapMosaic: a novel spatial multiplexing technique to combine geographical layers. This dynamic compositing model enables users to interactively create and manipulate local composites of multiple vector and raster map layers, taking into account the semantics and attribute values of objects and fields. We evaluate MapMosaic using two approaches: first we compare MapMosaic’s interaction model to QGIS’ (a widely used desktop GIS) and MAPublisher’ (a professional cartography tool) using the ‘Cognitive Dimensions’ framework and through an analytical comparison, suggesting that MapMosaic’s model is more flexible and can support users more effectively in their tasks. Secondly, we report on feedback obtained from experts, which further confirms the potential of MapMosaic, by describing precise scenarios where it could be useful. Spatial multiplexing can be very useful when comparing different geographical layers. However, time multiplexing might be more suitable to represent dynamics, as changes can be animated. This can be particularly useful when presenting evolution across satellite images, to illustrate effects of climate change or a natural disaster’s impact. Thus, the third contribution of this thesis is Baia: a framework to create advanced animated transitions, called animation plans, between pairs of before-and-after images. Baia relies on a pixel-based transition model that gives authors much expressive power, while keeping animations for common types of changes easy to create thanks to predefined animation primitives. We describe the model and the associated animation editor. We also report on two user studies: the first one suggests that advanced animations are perceived as more realistic and better at focusing viewer’s attention than monolithic blending, and the second one gathers feedback about the usability of Baia’s animation editor prototype.

Deux représentations du territoire sont majoritairement proposées pour être covisualisées de multiples façons (loupe, curseurs, vues asservies, etc.) : la carte topographique et l'orthophotographie. Ces deux représentations apportent une vision complémentaire du territoire : la carte topographique est l'archétype même de l'abstraction et l'orthophotographie renvoie une perception réaliste du territoire. Pour permettre à l'utilisateur de covisualiser ces deux types de représentations, nous préconisons de ne pas chercher un mélange graphique idéal mais plutôt de produire un continuum cartographique formé d'un ensemble continu de représentations intermédiaires mixant données topographiques et orthophotographie. Notre objectif est de permettre à l'utilisateur de choisir sa position entre les deux extrémités en contrôlant le degré de réalisme et d'abstraction tout au long du continuum. Notre approche se fonde sur la nécessité d'adaptation locale de la symbolisation des données topographiques pour assurer la lisibilité de chaque représentation intermédiaire, la création de transitions graphiques pour établir une continuité entre ces représentations, et la synchronisation des symbolisations visant à garantir une homogénéité visuelle de ces représentations mixtes. Nous proposons une méthode de conception reposant sur la combinaison de briques de symbolisation élémentaires. Le premier type de brique consiste à interpoler les paramètres de symbolisation de la norme SLD tels que la couleur, la transparence ou la texture (procédurale, naturelle, ou mixée) entre deux symbolisations données. Le second type de brique analyse le contexte graphique des objets à mettre en valeur afin de déterminer localement une symbolisation adaptée et lisible. Ces briques sont combinées pour chaque thème et coordonnées entre les différents thèmes. Nous émettons des préconisations de paramétrage de ces étapes de conception à partir des résultats de notre test utilisateur visant à estimer le degré de réalisme et d'abstraction des symbolisations cartographiques. Enfin, nous mettons en œuvre cette méthode de conception au sein de la plateforme de recherche GeOxygene sous la forme d'un outil permettant de naviguer dans un continuum cartographique entre réalisme et abstraction / Two representations of the territory are widely provided simultaneously to the user through interactive tools (such as magnifiers, sliders or swipes): topographic maps and orthoimages. They provide complementary visions of the territory because of abstraction steps used to design maps and the intrisic perceived photorealism power of orthoimages. Aiming at providing efficient covisualizations of these two representations to the user, we advise not to search for an ideal graphic mix, but to produce a cartographic continuum composed of in-between representations mixing topographic data and orthoimagery. Our objective is to provide interactive tools allowing to choose an intermediate step within the continuum by controling the realism and abstraction levels. Our approach is based on three principles: first, the need for local adaptation of vector data symbolisation to preserve their readability, second, the call for graphic transitions to establish a continuity through in-between cartographic representations, and third the required control over realism level in order to ensure a visual consistency of hybrid visualisations. We provide elementary symbolisation methods to be combined in a global design process. The first one aims at interpolating SLD symbolisation parameters such as color, opacity or texturing between two symbolisations. The second one aims at defining a local symbolisation depending on the graphic context of objects to be highlighted. Those symbolisations are combined for each theme and synchronized for all themes. For these design steps, we provide guidelines based on the evaluation of the realism level coming from our user test. Finally we build a prototype software allowing to test our propositions and browse in-between representations from abstraction to realism through an interactive slider

Le " territoire à risque " est un objet géographique où s'accumule l'histoire des événements issus de risque (par exemple des inondations, des éboulements). L'intérêt porté à cette histoire au travers des recherches en archives jusqu'à la mise en place d'observatoires des événements, produit de l'Information Dédiée aux Evénements (IDE). Malgré une forte demande des acteurs impliqués dans la gestion (prévision et prévention) des territoires à risque, peu d'outils donnent accès à sa consultation de manière intégrale et organisée. L'opacité relative à l'IDE nécessite d'avoir recours à un processus de valorisation. A cet égard, l'hypothèse principale que nous défendons est celle que les règles de sémiologie graphique qui s'appliquent aux cartes statiques présentent des limites lorsqu'elles convoitent des formes cartographiques plus élaborées (la carte animée, la carte interactive et la carte multimédia). Une étude des cartographies présentes sur Internet renforce ce postulat. Afin de satisfaire les besoins des acteurs en terme de consultation de l'IDE, il est nécessaire d'étendre cette sémiologie et d'exploiter les potentialités de nouvelles méthodes et techniques de géovisualisation utilisant les technologies Web (environnement interactif, animé et multimédia). Chacune apporte son lot de solutions, mais dévoile aussi de nouveaux problèmes. C'est l'étude de leurs atouts qui nous amène à proposer une méthode cartographique utilisant les techniques de géovisualisation afin d'améliorer la compréhension de l'IDE. Sa validation se réalise grâce à son implémentation dans un outil de géovisualisation dédié aux risques (SIRN : Système d'Information dédié aux Risques Naturels). La méthode prend en compte les niveaux de connaissances de risque des acteurs ainsi que leurs besoins en terme d'actions pour mieux gérer le risque sur leur territoire.

Cette thèse a été conduite dans le cadre d’une convention industrielle avec SNCF Réseau. Elle se situe dans le domaine de la géovisualisation d’informations spatio-temporelles, et porte plus particulièrement sur l’élaboration de méthodes de visualisation cartographiques adaptées à l’analyse des impacts des inondations sur le système ferroviaire. Les événements historiques sont une source d’informations importante pour la compréhension et la gestion des risques naturels. La cartographie s’est imposée comme un outil clé pour appréhender les risques dans leurs contextes territoriaux. Mais l’élaboration de visualisations cartographiques qui soient lisibles tout en restituant la complexité des processus survenus lors d’une catastrophe naturelle n’est pas aisée. Les verrous principaux sont la nécessité de représenter à la fois les dimensions spatiales et temporelles des événements issus de risques, le besoin de visualiser les effets dominos, qui conduisent à amplifier les dommages, et la volonté d’adapter les représentations aux besoins et aux capacités cognitives des utilisateurs. Ce travail a conduit à quatre contributions. La première contribution a consisté à formaliser les récits d’inondations dans une ontologie de domaine, qui décrit à la fois les événements issus d’inondations, les effets dominos et leurs impacts sur le système ferroviaire et les mesures de réaction pour ramener le système ferroviaire à l’état d’équilibre. Cinq cas d’inondations historiques ont été instanciés dans le modèle. Leur étude a permis de formuler des principes sémiologiques génériques pour cartographier les récits d’inondations, ce qui constitue la deuxième contribution. La troisième contribution est la production d’une interface de géovisualisation intégrant des représentations graphiques innovantes pour visualiser les temporalités associées aux événements. Cette interface de géovisualisation a fait l’objet d’une expérimentation auprès des experts ferroviaires. Les résultats ont validé les propositions relatives à la représentation du temps mais ont infirmé les propositions de visualisation des effets dominos. Suite à l’analyse des résultats, la quatrième contribution consiste en un modèle de protocole expérimental réutilisable, adapté au test d’interfaces de géovisualisation. / This research was led in an industrial partnership with SNCF Réseau. In the field of geovisualization of spatio-temporal information, it focuses on developing cartographical visualization methods adapted to the analysis of the impacts of floods on the railway system.Historical events are of great help to understand and manage natural risks. Cartography became a key tool to analyze risks in their territorial contexts. But making maps which remain legible while showing all the complexity of risk processes that occurred during natural disaster is not easy. The main challenges are the need to represent both the temporal and the spatial dimensions of risk events, the need to visualize domino-effect, because they often lead to worsen damages, and the will to adapt representations to the cognitive capacities of users.This research resulted in four contributions. The first one is the formalization of flood narratives in a domain ontology, which describes flood events, domino-effects, their impacts on the railway system and also response measures to restore the system. Five case studies of historical floods were instantiated in the model. Resulting from their study, the second contribution consists in generic semiology principles to visualize the narratives of floods on maps. The third contribution is a geovisualization interface, which includes original graphical representations to visualize the temporal features associated with flood events. This geovisualization interface was tested in an experiment with expert users of the railway field. Results confirmed the proposals of representation of time but disconfirm proposals of visualization of domino effects. The analysis of results led to the fourth contribution, which consists in a reusable model of an experimental procedure that is adapted to test geovisualization interfaces.

Ce travail de thèse de doctorat est placé dans le domaine de la Géovisualisation utilisé pour mettre en œuvre des systèmes de aide à la décision territoriale. Ce travail de recherche est né grâce à l'établissement d’un accord entre l’Université Tor Vergata de Rome, et l’INSA (Institut National des Sciences Appliquées), de Lyon. La co-tutelle de cette thèse est née pour la nécessité d’une approche multidisciplinaire à le sujet de recherche, en profitant des compétences en matière d'urbanisme, de l’environnement et de la modélisation de territoire à l'école doctorale ‘Geoinformazione’ de l'Université de Tor Vergata, et en utilisant d’avantage les compétences dans les systèmes d'information spatiale et de la géovisualisation au laboratoire LIRIS de l'INSA. Malgré ces avantages, l’un des problèmes les plus courants en visualisation de l’information est de représenter les données d’une manière claire et compréhensible. Actuallement il ya peu de fondations scientifiques pour guider les chercheurs dans la conception visuelle de données spatiales ; il existe des méthodes systématiques limitée pour évaluer l'efficacité des solutions proposées. Dans ce travail de recherche de doctorat, des contributions seront fournis à la création d'une méthode d'évaluation systématique pour évaluer et développer des affichages visuels efficaces. Dans ce contexte l’objectif de la recherche était de trouver une méthode simple et empirique - un test en ligne - qui pourrait être facilement reproductible pour differentes scenarios, pour soutenir l’administration publique dans différents contextes et pour différentes tâches. / This PhD research work is placed in the domain of Geovisualization used to implement Territorial Intelligence and decision support systems. This research work was born through the establishment of an agreement between Tor Vergata University, Rome, and INSA (Institut National des Sciences Appliquées), Lyon. The co-supervision of this thesis was born from the necessity of a multidisciplinary approach to the research topic, taking advantage of the skills in urban planning, environment and territory modeling at the Geoinformation doctoral school of Tor Vergata University, and taking advantage of the skills in Spatial Information Systems and Geovisualization at the LIRIS Laboratory of INSA. The motivation that led us to deal with this research topic was the perception of a lack of systematic methods and universally approved empirical experiments in data visualization domain. The experiments should consider different typologies of data, different environmental contexts, different indicators and methods of representations, etc., in order to support expert users in decision making, in the urban and territorial planning and in the implementation of environmental policies. In modern societies, we have to deal with a great amount of data every day and Geovisualization permits the management, exploration and display of big and heterogeneous data in an interactive way that facilitates decision making processes. Geovisualization gives the opportunity to the user to change the visual appearance of the maps, to explore different layers of data and to highlight problems in some areas by the citizens. Despite these advantages, one of the most common problems in Information Visualization is to represent data in a clear and comprehensible way. Spatial data have a complex structure that includes spatial component, thematic attributes, and often the temporal component Actually there are limited scientific foundations to guide researchers in visual design of spatial data, and there are limited systematic and standard methods to evaluate the effectiveness of the solutions proposed. In this Phd research work, some contributions will be provided to the creation of a systematic assessment method to evaluate and to develop effective geovisualization displays. An empirical evaluation test is proposed to assess the effectiveness of some map displays, analyzing the use of three elements of visual design: 1. the spatial indicators to be represented and their context of visualization, 2. the physical dimensions of map displays, 3. the visual variables to represent different layers of information.

Les données permettant de décrire des phénomènes spatio-temporels sont de plus en plus nombreuses. Ces nouvelles données peuvent alors être éloignées de celles habituellement observées pour l'étude de certains phénomènes. Leur analyse, selon une approche hypothético-déductive telle qu'elle est majoritairement effectuée en statistique et dans les SIG, peut ainsi passer sous silence certaines informations insoupçonnées, mais pertinentes, sur les dynamiques de ces phénomènes spatio-temporels.Il peut alors être intéressant de simplement donner à voir les données, pour observer ce qu'elles ont à montrer, avant de les analyser. Ce principe est celui de l'analyse exploratoire: le procédé est de permettre à un utilisateur d'effectuer une exploration libre des données, au moyen de représentations visuelles, afin de mettre en lumière des structures ou des relations insoupçonnées. Aujourd'hui, l'analyse exploratoire est notamment possible au moyen d'environnements de visualisation, intégrant différentes représentations graphiques et cartographiques interactives.Les environnements de visualisation sont majoritairement développés de manière ad hoc, dans le cadre d'une thématique particulière. Or l'émergence constante de nouvelles données incite à promouvoir des méthodes d'analyse applicables à des phénomènes de différentes natures. En fonction de la problématique dans laquelle s'insèrent ces derniers, les dynamiques sur lesquelles va se focaliser l'analyse diffèrent. Analyser un phénomène météorologique dans un but de prévision implique de s’intéresser aux récurrences cycliques du phénomène. Analyser l'évolution d'une population pour la mise en place de politiques publiques implique d’analyser ce phénomène sur le temps long et selon différentes zones de l’espace.Notre objectif est de proposer une méthode d'analyse exploratoire des phénomènes spatio-temporels et de leurs dynamiques, indépendante du thème traité. Pour cela, nous proposons un environnement de géovisualisation, GrAPHiST (Géovisualisation pour l'Analyse des PHenomenes Spatio-Temporels), permettant l'analyse de différentes dynamiques, selon différentes échelles spatiales et temporelles (linéaires ou cycliques). Développer cet environnement implique de s’interroger sur la modélisation du changement dans l’espace, la nature des dynamiques spatio-temporelles à étudier, et les outils visuels et interactifs permettant de les identifier.Ainsi, les contributions de notre recherche se situent à plusieurs niveaux :- une modélisation générique des phénomènes spatio-temporels, sous la forme de séries événementielles;- de nouvelles méthodes de représentations graphiques et interactives, autorisant la recherche et l'identification des dynamiques spatio-temporelles, notamment: l'introduction de diagrammes temporels interactifs permettant la recherche visuelle de récurrences cycliques dans les données spatio-temporelles; l'utilisation de règles de symbologie permettant la visualisation des relations entre les composantes temporelle et spatiale des phénomènes; de nouvelles méthodes de représentations des agrégats d'événements proches, permettant d'identifier des structures dans leur distribution spatio-temporelle;- la formalisation d’une approche d'analyse exploratoire des dynamiques spatio-temporelles, déclinée en plusieurs scénarios selon l’objectif poursuivi.Nous validons notre approche en l'appliquant à l'analyse de différents jeux de données. L'objectif est de vérifier la possibilité d'identifier des dynamiques, relatives au temps linéaire ou cyclique, au moyen de GrAPHiST, et d'illustrer le caractère générique de l'approche, ainsi que les opportunités d'analyse offertes par l'environnement. / Datasets allowing the description of spatio-temporal phenomena are becoming ever more numerous. These new data can be very different from those usually observed for studying spatio-temporal phenomena. An analysis through a hypothetico-deductive approach, like is mainly done in statistic and GIS domains, can ignore some unsuspected, but relevant, information about the dynamics of these spatio-temporal phenomena.It can be interesting then, to just present the data, to observe what they have to show, before analysing them. This is the principle of the exploratory data analysis: the process is to allow a user to freely explore data, through visual representations, in order to highlight unsuspected structures or relationships. Today, exploratory analysis is possible through visualization environments, which integrate different graphic or cartographic interactive representations.Visualization environments are mainly developed in an ad hoc manner, in the context of a particular thematic field. However, the constant appearance of new data encourages promoting analysis methods, which could be applied to several types of phenomena. According to the domain related to these phenomena, the analysis will be focused on different dynamics. Analysing a meteorological phenomenon, in a forecasting purpose, implies a focus on the cyclic recurrences of the phenomenon. Analysing the increase of a population, for the purpose of deciding public policies, implies an analysis of the phenomenon on a long-term, through different spatial areas.Our objective is to propose a method for the exploratory analysis of spatio-temporal phenomena and their dynamics, which would be independent of the topic. In order to achieve this, we propose a geovisualization environment, GrAPHiST (Géovisualisation pour l'Analyse des PHenomenes Spatio-Temporels; Geovisualization for spatio-temporal phenomena analysis), allowing the analysis of several dynamics, through different spatial and temporal (linear or cyclic) scales. Developing this environment implies to focus on how spatial changes are modelled, on the nature of the spatio-temporal dynamics we have to study, and on the visual and interactive tools, which allow the identification of these dynamics.So, the contributions of our research can be found at several levels:a generic modelling approach of spatio-temporal phenomena, in the form of event series;new graphical and interactive representation methods, which allow the searching and the identification of spatio-temporal dynamics, including: the introduction of interactive temporal diagrams, which allow the visual searching of cyclic recurrences in spatio-temporal data; the use of symbology rules, which allow the visualization of relationships between the spatial and temporal components of phenomena; new methods to represent aggregated closed events, which allow to identify structures in their spatio-temporal distribution;the formalization of an exploratory approach for the spatio-temporal dynamics analysis, divided into several scenarios, according to the purpose of the analysis.We validate our proposition by applying it to the analysis of several datasets. The objective is to verify the possibility to identify dynamics, related to linear or cyclic time, through the use of GrAPHiST, and to illustrate the generic aspect of the approach, as well as the analysis opportunities given by the environment.

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.