La télédétection s'avère être une discipline aux nombreuses applications telles que, la défense du territoire, la planification urbaine, la santé et la gestion de l'environnement. La collecte d'informations statistiques sur le rendement des cultures dans un pays, est une tâche importante de la télédétection. L'acquisition et le traitement d'images satellitaires à très haute résolution (THR) fournissent les moyens d'accomplir de telles tâches. Le traitement de ces images satellitaires exige non seulement de la puissance de calcul mais aussi les algorithmes efficaces en segmentation et classification d'images. Cette thèse présente un travail de mise en œuvre de traitements efficaces en analyse, dans le domaine spectral et celui de la texture, sur des images à très haute résolution (THR). Ce travail combine les résultats de ces deux analyses pour une classification améliorée du couvert végétal. L'analyse spectrale présentée ici s'appuie sur une classification non supervisée, tandis que l'analyse de texture adopte une procédure de classification supervisée. La fusion des informations de type contour, issues de l'analyse spectrale non supervisée, et des informations de type bloc, issues de l'analyse texturale supervisée, conduit à des résultats de classification intéressants et encourageants. En guise d'application, la thèse étudie le cas d'un site comportant vergers, cultures maraîchères, vignes, forêts, jachères de la région de Nîmes en France. La contribution apportée ici concerne, d'une part, une amélioration de la méthode des " k-means ", d'autre part, une solution à l'invariance en rotation des caractéristiques texturales issues d'une transformée de Fourier discrète, et enfin une méthode de fusion d'une classification supervisée avec une classification non supervisée.

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Titre de l'écran-titre (visionné le 26 avril 2023) / Le contexte géomorphologique de Salluit en fait un casse-tête pour les professionnels et décideurs publics qui tentent de combler au mieux les besoins grandissants en logements et en infrastructures de la communauté. Parmi les contraintes à solutionner dans l'élaboration des plans d'aménagement se trouve le pergélisol salin sensible au dégel et riche en glace qui comble le fond de la vallée de Salluit. Plusieurs processus géomorphologiques périglaciaires y sont observables, comme le tassement différentiel dû au dégel, la gélifluxion, des glissements de terrain de type décrochement de couche active et des évènements de thermo-érosion. Les problématiques liées au pergélisol dans le village ont été étudiées à travers plusieurs projets de recherche scientifique depuis les années 2000. Cependant, les professionnels et décideurs publics de la communauté et du Nunavik qui se succèdent au fil des ans ont encore difficilement accès à ces résultats d'une importance majeure pour l'aménagement du village. Ce projet de recherche appliquée et intégrateur souhaite être initiateur de changement dans les pratiques actuelles de recherche et aborde les problématiques avec une approche non conventionnelle, où une place importante est accordée à la flexibilité dans les méthodes de transfert de connaissances, à la multidisciplinarité, et à la collaboration. Cette flexibilité a par ailleurs permis d'orienter le projet de manière à répondre à différents besoins pour l'aménagement de la communauté, notamment en approfondissant les connaissances sur la géomorphologie et le pergélisol du secteur à développer pour la prochaine phase d'expansion du village (Salluit-4). La capacité de réponse communautaire face aux risques de glissements de terrain est aussi élaborée par la mise au point d'un système technologique intégré de préalerte pour l'évaluation quotidienne du niveau de risque. Dans le contexte où la communication des résultats de recherche pour le public n'est pas encore une pratique courante en science du pergélisol, il importe de partager ces connaissances, qu'il s'agisse de celles produites dans cette étude ou de celles issues des projets antérieurs. À cette fin, une plateforme Web conviviale, accessible et ouverte gratuitement au public a été élaborée dans cette thèse pour assurer l'accès aux données et aux résultats de recherche sur le pergélisol et appuyer tous les acteurs impliqués dans l'aménagement du village de Salluit. / The geomorphological context of Salluit makes it a challenge for practitioners and decision makers to respond to the growing housing and infrastructure needs of the community. Among the constraints to be addressed in the land use planning is the ice-rich, thaw-sensitive saline permafrost that fills the valley floor of the village. Hazards associated with several periglacial geomorphological processes occur on community lands, such as differential thaw settlement, gelifluction, active-layer detachment slides and thermal erosion events. Permafrost-related issues in the village have been studied through several scientific research projects since the early 2000s. However, practitioners and public decision makers in the community and in Nunavik have had only a poor access to these results, which are of major importance for the development of the village. This applied and integrative research project aims to initiate change in current research practices and addresses the issues with an unconventional approach, where flexibility in knowledge transfer methods, multidisciplinary, and collaboration are emphasized. This flexibility has also allowed the project to be oriented to meet different needs for community planning, notably by enhancing knowledge of the geomorphology and permafrost of the area to be developed for the next phase of community expansion (Salluit-4). Community response capacity to landslide risks is also being improved through an integrated technological early warning system for daily risk assessment. In the context where communicating research results to the public is not yet a common practice in permafrost science, it is important to share this knowledge, both from this study and from previous projects. To this end, a user-friendly, publicly accessible and freely available web platform was developed in this thesis to ensure access to permafrost data and research results and to support all stakeholders involved in the development of the village of Salluit.

Les grands défis environnementaux, particulièrement celui des changements climatiques, sont beaucoup plus sociaux que techniques, car c’est principalement notre mode de vie qui est en cause. Pouvons-nous effectuer les changements qui s’imposent ? Quelles sont les principales difficultés à vaincre ? Comment les gouvernements doivent-ils agir ? Pour contribuer à répondre à ces questions, nous avons choisi d’interviewer douze anciens ministres responsables des questions environnementales afin de comprendre les raisons de leur action, ainsi que les représentations qui les sous-tendent. Tant en France qu’au Québec, un ministre doit prendre en compte autant les perceptions et les représentations des citoyens que celles des différents groupes avec lesquels il est en contact (groupes de pression, lobbies, médias, élus locaux, etc.), de même que les objectifs du gouvernement et de son parti politique. Sa marge de manoeuvre est étroite, ce qui explique en bonne partie pouquoi les ministres que nous avons interrogés ont tous agi un peu de la même manière. Ils ont tous tenté de faire au mieux pour la protection de l’environnement et le bien-être de leurs concitoyens, mais sans trop bousculer leur mode de vie ni l’ordre établi, tout en étant généralement très conscients que les défis à relever vont demander très bientôt des décisions beaucoup plus difficiles. La sociologie politique explique que les décisions politiques dans nos sociétés démocratiques sont des constructions collectives d’acteurs en interaction, et confirme donc globalement les résultats de notre analyse. Les actions politiques des anciens ministres peuvent également être interprétés à la lumière des trois logiques de l’action décrites par François Dubet. Par ailleurs, dans une vision interactionniste, où la signification des objets est créée par l’interaction, l’action est difficile lorsque cette signification n’est pas la même pour les différents acteurs, et c’est ce que nos avons constaté pour les enjeux environnementaux à long terme qui sont perçus très différemment par les citoyens et les ministres. / The most important environmental challenges, particularly climate change, are much more social than technical, because it is mainly our way of life that is at the heart of the question. Can we make the necessary changes? What are the main difficulties to overcome? How should governments act? To help answer these questions, we chose to interview twelve former ministers responsible for environmental issues in order to understand the reasons for their actions, as well as the representations that underlie them. In both France and Quebec, a minister must take into account the perceptions and representations of citizens and those of the various groups with which he or she is in contact (lobby groups, media, local elected representatives, etc.), as well as the objectives of the government and those of his or her political party. The room for maneuver is narrow, which explains in large part why the ministers we interviewed all acted a little in the same way. They have all tried to do their best to protect the environment and the welfare of their fellow citizens, but without significantly affecting their way of life or the established order, while being generally aware that the challenges ahead will very soon require much more difficult decisions. Political sociology explains that political decisions in our democratic societies are collective constructions of actors in interaction, and thus confirms the results of our analysis. The political actions of former ministers can also be interpreted in the light of the three logics of action described by François Dubet. Moreover, from an interactionist point of view, where the meaning of objects is created by interaction, action is difficult when this meaning is not the same for different actors; this is what we have observed for long-term environmental issues that are perceived very differently by citizens and ministers.

La construction de l'autoroute Dufferin-Montmorency dans les années 70 et le projet actuel de prolongement de l'axe Du Vallon ont tous les deux soulevé des conflits mettant en cause la protection de l'environnement. Les enjeux, les rôles des acteurs et les ressources des personnes impliquées ont cependant changé d'un débat à l'autre. Le conflit sur le prolongement de l'axe Du Vallon a démontré que la ville de Québec veut dorénavant faire partie de la scène de décision dans l'implantation de telles infrastructures. S'ils n'ont pas bénéficié d'autant de ressources sociales que leurs compères 30 ans auparavant, les groupes écologistes de la région ont quant à eux gagné de l'expertise. Au-delà de ces changements produits par des contextes différents, il apparaît également possible de dégager un apprentissage collectif d'un conflit à l'autre. L'autoroute Dufferin-Montmorency a contribué à l'implantation du BAPE, mais aussi à l'accent mis sur la construction d'un boulevard urbain dans le projet Du Vallon.

Les systèmes pair-à-pair (P2P) sont utilisés par des millions d'usagers tous les jours. Dans beaucoup de cas, un usager souhaite communiquer, échanger du contenu ou des services à travers différents systèmes P2P. Cela requiert de la coopération entre les différents systèmes P2P, ce qui est très souvent difficile ou même impossible à obtenir, à cause des raisons suivantes; in primis, l'absence d'une infrastructure de routage entre les réseaux, ce qui rend la communication étanche et, in secundis, l'incompatibilité des protocoles et des opérations des susdits systèmes. L'objectif principal de cette thèse est celui de permettre la coopération entre systèmes P2P. La thèse introduit un cadre de coopération rétro-compatible entre systèmes P2P hétérogènes constitué de deux parties. La première est un cadre de routage intra-réseaux permettant à des réseaux hétérogènes de communiquer. La deuxième est une application coopérative, conçue à l'aide et au travers du cadre de routage, dont l'objectif est celui de résoudre les incompatibilités protocolaires des systèmes P2P sous-jacents. A cause des différences intrinsèques des domaines d'applications - dans la description du cadre de coopération - la thèse se focalise essentiellement sur les principes fondateurs de la construction du cadre de coopération. Comme étude de cas de notre cadre de coopération, on présente une solution complète permettant une coopération entre des réseaux P2P spécialisés dans l'échange des fichiers pouvant s'appliquer aux réseaux P2P actuels. La solution proposée serait composée par une application de coopération, devant fonctionner à l'aide d'un protocole d'échange de fichiers inter-réseaux (IFP), et qui devrait être à la base du cadre de routage inter-protocolaire. A travers des expérimentations en taille réelle, on montre l'efficacité du cadre de routage inter-réseaux ainsi que l'efficacité de la solution proposée, pour permettre la coopération entre réseaux d'échange des fichiers P2P. Pendant l'étude des protocoles de routages inter-réseaux, on a observé que l'interconnexion des systèmes P2P pourrait donner une réponse à des problématiques communes aux systèmes P2P, comme le passage à l'échelle, la localisation, la tolérance aux pannes, et l'auto-organisation. Notre conviction est qu'un système possédant toutes ces caractéristiques pourrait être à la base de la conception de plusieurs systèmes ''cyber-physiques'' (CPS). En fait, dans la deuxième partie de la thèse, on présente une étude de cas d'usage de notre architecture d'interconnexion des réseaux P2P appliquée à un cas typique de CPS, notamment les réseaux d'électricité intelligents. Dans cette étude de cas, une collection des ''tables de hachage distribuées'' et organisées de façon hiérarchique est à la base d'une infrastructure de communication entre de compteurs d'électricité intelligents (AMI). L'analyse et les expérimentations montrent le passage à l'échelle et l'efficacité de communication de l'architecture proposée.

Cette thèse est réalisée dans le cadre d'un contrat CIFRE avec le centre technique FCBA. Elle pour objet d'élaborer une modélisation économique de la filière bois en France centrée sur la première transformation, par un travail théorique complété par une dimension de recherche appliquée.Nous avons pu bénéficier d'une importante base de données individuelles, dont nous avons tiré une analyse statistique des acteurs de la première transformation de la filière bois entre 1994 et 2004. Nous avons complété cette analyse par une étude économétrique sur l'estimation des structures de production des scieries afin d'évaluer la substituabilité des facteurs de production. Les résultats statistiques montrent l'hétérogénéité de la filière, et la nécessité d'une modélisation afin de mieux comprendre les comportements et d'évaluer les impacts d'éventuels chocs. Le modèle, validé par un comité de pilotage, a été calibré par les données individuelles et différents chocs, notemment la montée en puissance du bois énergie, ont pu être testés.Enfin, le dernier chapitre de la thèse se concentre sur l'arbitrage entre les utilisations proprement dite de bioénergies renouvelables comme le bois et d'énergie non renouvelable comme par exemple le gaz. De nombreuses études s'intéressent à l'arbitrage entre les énergies épuisables et non épuisables, mais le cas de l'énergie issue de la forêt est particulier, car elle peut tout à fait être détruite aussi bien qu'être gérée et donc se renouveler, mais cela impose des contraintes supplémentaires. Nous étudions alors les trajectoires optimales afin de comprendre les impacts d'éventuelles taxes ou subventions sur l'utilisation de ces ressources. / Cette thèse est réalisée dans le cadre d'un contrat CIFRE avec le centre technique FCBA. Elle pour objet d'élaborer une modélisation économique de la filière bois en France centrée sur la première transformation, par un travail théorique complété par une dimension de recherche appliquée.Nous avons pu bénéficier d'une importante base de données individuelles, dont nous avons tiré une analyse statistique des acteurs de la première transformation de la filière bois entre 1994 et 2004. Nous avons complété cette analyse par une étude économétrique sur l'estimation des structures de production des scieries afin d'évaluer la substituabilité des facteurs de production. Les résultats statistiques montrent l'hétérogénéité de la filière, et la nécessité d'une modélisation afin de mieux comprendre les comportements et d'évaluer les impacts d'éventuels chocs. Le modèle, validé par un comité de pilotage, a été calibré par les données individuelles et différents chocs, notemment la montée en puissance du bois énergie, ont pu être testés.Enfin, le dernier chapitre de la thèse se concentre sur l'arbitrage entre les utilisations proprement dite de bioénergies renouvelables comme le bois et d'énergie non renouvelable comme par exemple le gaz. De nombreuses études s'intéressent à l'arbitrage entre les énergies épuisables et non épuisables, mais le cas de l'énergie issue de la forêt est particulier, car elle peut tout à fait être détruite aussi bien qu'être gérée et donc se renouveler, mais cela impose des contraintes supplémentaires. Nous étudions alors les trajectoires optimales afin de comprendre les impacts d'éventuelles taxes ou subventions sur l'utilisation de ces ressources.

L'incinération des ordures ménagères entraine la formation de dioxines. Ces composés sont reconnus comme toxiques voire cancérigènes. La connaissance des quantités émises en temps réel est donc nécessaire. Ces travaux de thèses s'inscrivent dans une étude globale d'un dispositif permettant l'analyse en ligne des dioxines grâce à un système pré-concentrateur utilisant l'adsorption sélective de congénères toxiques sur des zéolithes, supportant la thermo-désorption, et un analyseur en masse. Dans un premier temps, les enjeux sont exposés. Puis une étude des écoulements dans les milieux poreux a pour but de déterminer quelle est la meilleure mise en forme des zéolithes pour favoriser l'adsorption en phase gazeuse dynamique. Ensuite, la mise en place et la caractérisation d'un système de génération de dioxines en phase gazeuse sont détaillées. Cette source est ajustable en concentration et en débit, permettant des études d'adsorption en laboratoire. Les premiers essais d'adsorption en phase gazeuse montrent, en accord avec les prédictions de la première étude, l'importance d'un adsorbant régulier de faible granulométrie. L'analyse par thermodésorption des dioxines piégées sur des grains de FAU [NaX] est réalisée en quelques heures. La facilité d'utilisation de zéolithes dans un système de prélèvement comme adsorbants et leur analyse par les méthodes de la norme EN 1948 a été prouvée lors de deux campagnes sur une unité d'incinération d'ordures ménagères. Ces travaux ont montré que l'analyse quotidienne en ligne des dioxines est d'actualité et pertinente.

Le présent mémoire retrace notre parcours géomatique de géographe de l'environnement, en le situant d'abord dans le champ scientifique avant de résumer les principales approches en modélisation et en simulation prospective applicables dans ce domaine. Sur ces bases, nous présentons le modèle géomatique de simulation prospective de l'occupation du sol que nous avons établi, avant de conclure en ouvrant des perspectives de recherches. Dans la première partie, le positionnement scientifique de la géomatique fait l'objet des 2 premiers chapitres qui analysent l'émergence de ce nouveau champ transdisciplinaire et ses relations avec la géographie. La seconde partie est consacrée à la modélisation et à la simulation prospective de dynamiques environnementales. Dans une dernière partie, plus brève, nous concluons ce mémoire en esquissant quelques perspectives. Perspectives de développement des recherches en matière de modélisation d'abord, mais aussi de thématiques environnementales que nous souhaitons approfondir. Enfin sont suggérées quelques pistes sur la valorisation de nos recherches et les nouveaux enjeux de la formation géomatique en géographie. Un second fascicule complète le premier et fait état, outre le curriculum vitae, de nos activités professionnelles et publications.

Depuis une trentaine d'années, les eaux de ruissellement sont considérées comme une source importante de pollution des milieux naturels en raison de leur concentration élevée en micropolluants. Les dépôts atmosphériques, l'érosion des surfaces imperméables (toitures, chaussées, trottoirs et parkings) et le lessivage des dépôts générés principalement par le transport, les chauffages et les industries sont les principales sources identifiées. L'objectif du travail présenté dans ce mémoire est de caractériser et déterminer des sources de métaux traces, hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et pesticides transportés par les rejets de temps de pluie issus de deux bassins versants séparatifs situés à l'Est de Nantes (bassins du Pin Sec et des Gohards). Ce travail s'inscrit dans le cadre d'un projet fédératif de recherche de l'Institut de Recherches en Sciences et Techniques de la Ville (IRSTV). L'étude détaillée des concentrations et des flux de substances polluantes dans les retombées atmosphériques et les eaux de ruissellement de toitures et de chaussées a été effectuée pour estimer l'apport de ces différents compartiments à la pollution transportée par les eaux pluviales s'écoulant aux exutoires des réseaux séparatifs. À partir de ce suivi, cette étude établit et dans certains cas confirme l'origine et les vecteurs principaux de transfert de polluants aux eaux pluviales générées en zones périurbaines peu denses et avec une densité de trafic faible à modérée. Les retombées atmosphériques s'avèrent une source de chrome et cadmium, les toitures et leurs accessoires sont source de zinc et de plomb, les chaussées apportent cuivre, nickel et zinc. En termes de pollution organique, le trafic automobile semble être la principale source de HAP, tandis que les pratiques de désherbage de la municipalité et des particuliers continuent à être la cause principale de présence de pesticides dans les eaux pluviales.