LA PROBLEMATIQUE DE CETTE RECHERCHE EMANE D'UNE CONTREVERSE ENTRE DEUX THEORIES. L'UNE DITE << OBJECTIVE >>, VOYANT DANS LE CLIMAT LE SEUL DETERMINANT DE LA CONCEPTION DES FORMES URBAINES ET ARCHITECTURALES. L'AUTRE DITE << SUBJECTIVE >>, ATTRIBUANT CETTE CONCEPTION AU SEUL SOUCI DE L'ADAPTATION SOCIOCULTURELLE. EN SIX CHAPITRES CETTE THESE ESSAIE DE FAIRE LA PART DU CLIMAT ET DE LA SOCIETE DANS LA CONCEPTION DE L'ARCHITECTURE TRADITIONNELLE. LE PREMIER CHAPITRE TRAITE DE L'APPROCHE THEORIQUE, QUI DEVRAIT CONDUIRE A LA DEFINITION DU CHAMP GEOGRAPHIQUE DE LA RECHERCHE. IL S'AGIT ICI DES ZONES ARIDES DU MONDE ARABO-MUSULMAN. LE DEUXIEME CHAPITRE ANALYSE LES INFLUENCES CLIMATIQUES DANS LA CONCEPTION ARCHITECTURALE ET URBAINE AYANT TRAIT AU CHAMP DE L'ETUDE SUSMENTIONNE. CES INFLUENCES CLIMATIQUES SONT PRESENTEES EN PARAGRAPHES SUCCESSIFS SELON LES EFFETS A EVITER : RAYONNEMENT SOLAIRE, CHALEUR ET INCONFORT CLIMATIQUE. LE TROISIEME CHAPITRE ABORDE L'INFLUENCE SOCIOCULTURELLE DANS LA CONCEPTION DU CADRE BATI. CETTE INFLUENCE EST VUE SOUS PLUSIEURS ASPECTS : VIE SOCIALE, PRATIQUES CULTURELLES, ECONOMIE, SECURITE, ETC. LE QUATRIEME CHAPITRE EST UNE ETUDE SUR TERRAIN QUI PORTE DE L'APPRECIATION ET LA COMPARAISON DES FORMES URBAINES TRADITIONNELLES ET CONTEMPORAINES. LE TERRAIN D'ETUDE EST UN VILLAGE DU SUD-EST ALGERIEN. LE CINQUIEME CHAPITRE SE VEUT PLUS PERSONNALISE. IL S'INTERESSE AUX HABITATIONS ELLES-MEMES. QUATRE TYPES D'HABITATIONS SONT SELECTIONNES. LES TEMPERATURES MINIMALES ET MAXIMALES JOURNALIERES SONT SAISIES DURANT TOUTE L'ANNEE 1996 ET LE MOIS DE JUILLET 1998. LE SIXIEMECHAPITRE PRESENTE DES EXEMPLES DE L'ARCHITECTURE CONTEMPORAINE PUISANT LEUR INSPIRATION DANS L'ARCHITECTURE TRADITIONNELLE. UNE REPRODUCTION INTELLIGENTE MANIFESTE UN APPORT TECHNOLOGIQUE SOUCIEUX DU MODE DE VIE ACTUELLE ET NON UNE REPRISE AVEUGLE DES TECHNIQUES TRADITIONNELLES.

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.

Les nitrates, largement dérivés des activités anthropiques posent un réel problème pour la santé et l'environnement lorsqu'ils se retrouvent dans le milieu naturel, en particulier lorsque la ressource est destinée à la production d'eau potable. Déterminer l'origine de ces nitrates est alors une première étape indispensable pour assurer ensuite une meilleure gestion de ces ressources en eau. C'est dans ce but, qu'une approche multi-traceurs originale a été développée sur la source karstique du Marseillon, située dans le Sud-Ouest de la France et exploitée pour l'eau potable. Une stratégie d'échantillonnage a été menée entre octobre 2010 et janvier 2013 à différentes échelles spatiales (du régional à l'étude du forage) et temporelles (du suivi mensuel au suivi horaire). Les outils hydrodynamiques et géochimiques ont mis en évidence une contribution importante d'une eau pauvre en nitrate à l'alimentation de la source. Les outils isotopiques (?15N-NO3, ?18O-NO3 et ?11B) et microbiologiques ont permis d'identifier une connexion hydraulique entre les eaux de surface et la source du Marseillon, favorisée pendant les épisodes de crues de surface. Les outils de datation ont permis d'estimer une contribution d'environ 80% d'une eau de 1980 et de 20 % d'une eau rechargée au cours de l'année de la mesure (2011) caractérisée par des nitrates d'origine organique et des contaminations fécales humaines et animales. Les résultats obtenus ainsi que la démarche développée dans cette thèse ont permis de dresser les grandes lignes d'un guide méthodologique, accessible aux plus grand nombre d'acteurs de l'eau, pour la détermination de l'origine des nitrates dans les eaux souterraines.

L'évaluation des effets toxiques à des échelles pertinentes est un challenge important pour la protection des écosystèmes. En effet, les polluants peuvent impacter les populations sur le long terme et représenter une nouvelle force évolutive qui peut s'ajouter aux autres forces de sélection. Il est par conséquent nécessaire d'acquérir des connaissances sur les changements phénotypiques et génétiques apparaissant dans une population exposée à un stress durant plusieurs générations. En général les études multi-générations sont analysées à partir d'approches purement statistiques. La modélisation mécanistique a le potentiel de comprendre pleinement les effets des polluants sur la dynamique des populations. Ce type de modèle permet d'intégrer des processus biologiques et toxiques à l'analyse de données d'écotoxicologie et d'étudier les interactions entre ces processus. L'objectif de ce doctorat était d'étudier les apports de la modélisation mécanistique, par rapport à une analyse statistique classique, dans l'analyse de données d'évolution expérimentale suite à l'exposition sur le long terme à un contaminant. Pour ce faire, une stratégie en trois temps a été menée. Tout d'abord, une expérience multigénérationnelle a été réalisée sur deux populations de C. elegans (contrôle et exposée à 1,1 mM U) dérivées d'une population ancestrale présentant une forte diversité génétique. Toutes les trois générations, des individus ont été extraits des populations et soumis à une gamme de concentrations en uranium (de 0 à 1,2 mM U). Une première analyse statistique classique a alors été menée. Dans un second temps, un modèle bioénergétique adapté à l'analyse de données d'écotoxicologie (DEBtox) a été mis au point pour C. elegans et son comportement numérique a été analysé. Enfin, ce modèle a été appliqué à l'ensemble des générations étudiées afin d'inférer les valeurs des paramètres pour les deux populations et d'étudier leur évolution. Les résultats obtenus ont mis en évidence un impact de l'uranium à la fois sur la croissance et la reproduction de C. elegans à partir de 0,4 mM U. Les résultats de l'analyse mécanistique indiquent que cet effet est la résultante d'un impact sur l'assimilation d'énergie depuis la nourriture. Les deux approches, tant mécanistique que classique, ont mis en évidence une adaptation des individus des deux populations aux conditions expérimentales. Malgré cela, les analyses ont également mis en évidence une évolution différentielle des individus de la population soumise à l'uranium par rapport à ceux de la population témoin. Ces résultats ont été plus finement décrits par l'analyse mécanistique. Globalement, ce travail contribue à accroître nos connaissances sur les effets des polluants sur la dynamique des populations, et démontre les apports de la modélisation mécanistisque qui pourra être appliquée dans d'autres contextes afin de réaliser in fine une meilleure évaluation des risques écologiques des polluants.

Le thème central des recherches concerne les relations entre agriculture et ressources en eau. La synthèse est organisée en deux parties. La première est consacrée à l'intégration des enjeux agricoles dans la gestion de bassins versants et aux pratiques agro-environnementales en France et au Brésil. En France, nous nous intéressons aux pollutions agricoles, à leur régulation et à l'appropriation des pratiques agro-environnementales par les agriculteurs. Au Brésil, nous analysons la participation des agriculteurs à la gestion des bassins versants pour le partage de la ressource et pour la réduction des impacts sur la qualité de l'eau. Un système de production intégrant mieux les services écologiques offerts par l'activité biologique du sol (agriculture de conservation) fait l'objet d'une analyse spécifique concernant ses intérêts écologiques et agronomiques et sa diffusion géographique. La seconde partie est consacrée à la modélisation hydrologique distribuée afin d'évaluer les facteurs de variabilité des flux d'eau et de polluants à l'échelle de bassins versants. Dans l'ouest de la France, le modèle est appliqué pour déterminer les conséquences des successions culturales et des pratiques qui y sont associées sur la qualité de l'eau de trois bassins versants. En Afrique soudano-sahélienne, le modèle est utilisé pour évaluer les conséquences de la variabilité climatique sur les écoulements de surface d'un grand bassin.

Dans ce travail, des données pétro-géochimiques, isotopiques et géochronologiques ont été couplées afin de caractériser et dater les circulations de fluides dans le Cisaillement Sud Armoricain. Ces circulations ont été datées par les méthodes U-Pb sur zircon et monazite et 40Ar/39Ar sur muscovite, dans les mylonites et les granites syntectoniques présentant des traces d'altération hydrothermale. A 315 Ma, le Cisaillement Sud Armoricain localise la circulation de fluides magmato-métamorphiques, responsables de la cristallisation de veines de quartz géantes qui lui sont parallèles. Vers 300 Ma, un afflux de fluides météoriques est enregistré dans les mylonites, certains échantillons granitiques et quelques veines de quartz, obliques au Cisaillement Sud Armoricain, interprétées comme des fentes de tension d'échelle crustale. Les résultats obtenus ont permis d'étudier le comportement des chronomètres isotopiques au cours des interactions fluide-roche. Si le zircon apparaît comme relativement robuste, les circulations de fluides provoquent la recristallisation de la monazite et de la muscovite, et ainsi perturbent, voir remettent à zéro les chronomètres isotopiques U-Pb et KAr. Par exemple, dans le massif syntectonique de Questembert, les dates 40Ar/39Ar obtenues sur six échantillons s'étalent sur 16 Ma, du fait de l'infiltration pervasive de fluides. Ces résultats illustrent donc la nécessité d'associer la géochronologie à une étude pétrogéochimique détaillée, depuis la caractérisation des roches jusqu'à l'étude texturale des monazites ou la documentation des zonations chimiques des muscovites, par exemple.

Le manuscrit est intitulé "Caractérisation et intensification des procédés sous l'effet d'une contribution externe" et correspond à un travail de recherche multi-domaines, sur la connaissance, la mise en œuvre et l'étude de procédés utilisés en traitement d'eau. Pour les différents procédés abordés, la méthodologie suivie se révèle être la même : imposer à un système des conditions externes, afin d'acquérir de le caractériser ou de l'intensifier. Cette démarche a été initialement utilisée en plaçant un système d'adsorption dans des conditions hydrauliques telles que l'acquisition d'un coefficient de diffusion soit possible. Cette méthodologie a ensuite été appliquée lors d'imposition de champs électromagnétiques externes à un réacteur de cémentation ou lors d'aération de cultures biologiques par des mélangeurs statiques à des fins d'intensification. Par la suite, cette démarche est envisagée lors de futures recherches via l'imposition de champs ultrasonores à un système d'ultrafiltration ou à une oxydation de micropolluants sur matrice solide.

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.

Compétitivité des filières rizicoles burundaises : le riz de l'Imbo et le riz des marais. Culture récente et prometteuse au Burundi, le riz est cultivé principalement dans la plaine de l'Imbo et dans les marais de moyenne altitude. Le riz produit fait souvent face à la concurrence du riz importé de l'Asie et de la Tanzanie. L'analyse de la compétitivité des filières locales part de l'évaluation, au niveau macro-économique, des ressources naturelles (terres, eau, climat), humaines et financières, les technologies de production et de transformation du paddy disponibles au pays. Dans une seconde phase, l'analyse porte, au niveau micro-économique, sur un échantillon de producteurs choisis dans les deux rizicultures et les agents en aval (collecteurs, usiniers et commerçants). Les techniques de production appliquées, les coûts engagés dans la production, les résultats obtenus montrent que les riziculteurs de l'Imbo sont plus productifs (plus de 5t/ha) et plus compétitifs que ceux des marais. Les premiers (Imbo) bénéficient d'un encadrement agricole de proximité, d'un accès aux intrants, de l'irrigation et du crédit agricole. Cependant, même s'ils sont moins compétitifs, les exploitants des marais sont efficients et valorisent ces endroits peu propices aux autres cultures. Le riz importé de l'Asie et de la Tanzanie arrive souvent au marché domestique à un prix inférieur à celui du riz local. L'amélioration de la compétitivité globale de la filière nécessite la mise en place d'un cadre structurel mixte (privé/public) de coordination des activités.

L'implication de fournisseurs dès la conception des produits est perçu comme un avantage compétitif par de nombreuses entreprises. Ces dernières souhaitent donc faire évoluer certaines de leurs relations fournisseurs vers des pratiques plus collaboratives en conception. Ce travail de recherche apporte une contribution en matière d'implication des fournisseurs en conception collaborative. Il a été réalisé dans le cadre d'un projet multipartenaire, impliquant les directions achats et techniques de six industriels "clients" - BioMérieux, Bosch Rexroth Fluidtech, Salomon/Mavic, Schneider-Electric, SNR et Somfy. Il vise à accompagner ces entreprises situées en Rhône-Alpes dans la mise en oeuvre de cette démarche avec leurs fournisseurs clés. Co-piloté par un partenaire institutionnel, Thésame, ce projet de recherche présente de plus un enjeu territorial fort. Un nouveau paradigme d'évaluation est proposé afin d'évaluer la performance de la relation et non plus seulement la performance du seul fournisseur. Ce travail de recherche propose un ensemble de modèles et outils associés permettant de construire et piloter une relation client/fournisseur performante en conception collaborative. Une posture épistémologique constructiviste couplée à une démarche de recherche-action ont été mises en oeuvre. Cette approche nous a permis à la fois d'enrichir la compréhension académique relative à l'activité de conception étendue et de proposer des outils opérationnels à destination des praticiens, à savoir : un modèle d'évaluation de l'aptitude du client à co-concevoir avec un fournisseur, un modèle d'évaluation de l'aptitude du fournisseur co-concevoir avec un client, un modèle d'évaluation de la performance de la relation dans un projet de Développement de Produit Nouveau (DPN) collaboratif