Arcing eastward from the deep gorge of Cataract Canyon on the Colorado River is a series of aligned valleys (graben) and ridges (horst). This unusual landscape has formed as subsurface salt deforms toward the river and dissolves away, causing the overlying rocks to fault, slide, and subside. Geologists have long been interested in this actively evolving area they call the Needles fault zone, because understanding its mechanics and origin may shed light on how faults work in general and similar, yet inaccessible places like offshore rift zones or even the surface of the Moon. Despite this interest, the timing and long-term patterns of deformation here and are poorly constrained. This study uses analysis of digital landscape models to better delineate these patterns and provide better age constraints on the development of the Needles fault zone. We find that the Colorado River incision that led to deformation here began as recently as 1 million years ago, and that faulting due to subsurface salt movement initiated between 700 and 200 thousand years ago. The first part of this study takes advantage of how the development of graben valleys has changed the path of many of the streams in the study area, resulting in numerous captured streams terminating into a type of sinkhole, called a swallow hole, that develops above opening faults. These fissures are so named because, by ongoingopening, they are “swallowing” material that is flushed into them by local drainages. By recording and numerically dating the exposed upper 6-14 m of basin-fill strata, we determined that sediment was deposited to an alluvial fan and to ponded water. We also compared calculated sediment yields over time to paleoclimate records for the region to test extant hypotheses about how drylands respond to changing climate of the same scale as modern climate change. Against expectations, our results suggest that the greatest sediment yield and storage in these upper basins occurred during the relatively warm and dry time from 9 to 5 thousand years ago, when overland flow to transport sediment was weak. This implies that we are actually measuring sediment storage, as the faults that form swallow holes were relatively less active, allowing sediment to accumulate, rather than be flushed out of the basins.

In the past, several projects have been conducted at Bear Lake, Utah-Idaho, by the Utah State University through the Wildlife Resources Department, in conjunction with the Utah and Idaho fish and game departments, the Fish and Wildlife Service , and the National Science Foundation. These projects have dealt primarily with limnology, limnological techniques, fish life histories, fish movements, and bottom fauna in the pelagic and benthic areas of the lake. Subsequently, a littoral zone project was set up to study some of the ecological aspects of the shallow waters of Bear Lake, and some of the influences that this area may have on the entire lake.

Ziel dieser Arbeit war es, strukturelle Veränderungen präsynaptischer Aktiver Zonen als mögliches Korrelat synaptischer Plastizität zu detektieren. Damit soll die Hypothese getestet werden, dass strukturelle Plastizität Aktiver Zonen eine zentrale Rolle bei der Informationsverarbeitung im Gehirn und bei Lern- und Gedächtnisprozessen spielt. Dazu war es notwendig Methoden zu etablieren, die die strukturelle Analyse Aktiver Zonen und deren Veränderung in vitalem Gewebe ermöglichen. Um die Untersuchungen in einem Gewebe mit plastischen Eigenschaften durchzuführen, wurden Methoden zur Herstellung organotypischer hippocampaler Hirnschnittkulturen etabliert, da hippokampale Moosfasersynapsen ausgeprägte präsynaptische Plastizität aufweisen (Bliss und Collingridge, 1993). Durch Einzelzellelektroporation wurde es möglich, individuelle Neurone mit Transgenen zur Markierung der gesamten Zelle (DsRed) und synaptischer Substrukturen wie Aktive Zonen (z.B.: GFP-CAST, einem Fluorophor-markierten AZ-Protein) zu transfizieren. Mit konfokaler Bildgebung transfizierter Zellen konnten strukturierte Anreicherungen von GFP-CAST in Moosfaserboutons dargestellt werden. Konfokale Bildgebung von Doppelimmunfluoreszenzfärbungen zur detaillierten Analyse der Proteinlokalisation zeigte ein diffraktionsbedingtes Auflösungsdefizit, das auch durch die Anwendung von STED-Mikroskopie nicht zufriedenstellend gelöst werden konnte. Um eine präzise Karte synaptischer Proteine zu erstellen, wurde hochauflösende Mikroskopie (dSTORM) mit einer lateralen räumlichen Auflösung von 20 nm etabliert. Dabei erwiesen sich die ausgeprägte Plastizität, die hohe Dichte an Aktiven Zonen und die variable Gestalt der Boutons im hippokampalen Präparat als problematisch. Aus diesem Grund wurde die elektronenmikroskopisch gut charakterisierte neuromuskuläre Endplatte mit ihrer symmetrischen molekularen Struktur als Präparat für dSTORM verwendet. An der Endplatte konnte die molekulare Organisation der Aktiven-Zonen-Proteine Piccolo und Bassoon dargestellt werden. Zudem konnten erstmals die Mündungen postsynaptischer Falten lichtmikroskopisch aufgelöst werden. So gelang es Werkzeuge zu etablieren, die mit lichtmikroskopischen Methoden die Darstellung der Architektur Aktiver Zonen mit molekularer Auflösung ermöglichen. Die Herausforderung wird es sein, diese neue Dimension in funktionellem Kontext zu nutzen. Die experimentellen Grundlagen dazu wurden durch eine spezielle Badkammer und die Etablierung von Rollertubekulturen bereits gelegt. Dabei ermöglicht dSTORM die Adressierung quantitativer Fragestellungen bis hin zur Bestimmung der Molekülanzahl. / The aim of this work was to visualize structural changes of presynaptic active zones (AZ) as a putative correlate of synaptic plasticity in the brain, thereby testing the hypothesis, that structural plasticity is a key player in information processing, learning and memory. Therefore it was necessary to establish methods that allowed the structural analysis of active zones and their changes in living tissue. To do these investigations in a tissue with plastic characteristics, organotypic hippocampal slice cultures have been established, due to distinct presynaptic plasticity of hippocampal mossy fibre boutons (Bliss and Collingridge, 1993). With single cell electroporation it became possible to mark transgenetically individual neurons (DsRed) and synaptic substructures like active zones (GFP-CAST, a fluorophor labelled AZ- Protein). By imaging transfected neuron using confocal light microscopy, discrete accumulations of GFP-CAST were found in mossy fibre boutons. Aiming to analyse protein localisation in detail, confocal imaging of double-immunofluorescence staining revealed a diffraction based lack of lateral resolution, that couldn’t be solved satisfactory by the application of STED microscopy. To generate a precise map of synaptic protein distribution, superresolution light microscopy (dSTORM) was established with a lateral resolution of 20 nm. Pronounced structural plasticity, high active zone density and complex structure of hippocampal mossy fibre boutons turned out to be a drawback of this preparation. Therefore mammalian neuromuscular endplates that are well characterised by electron microscopy and display a highly symmetrical shape were introduced as a preparation for dSTORM. At the endplate dSTORM revealed a differential distribution of active zone proteins Piccolo and Bassoon. Moreover, for the first time it was possible to resolve the aparture of postsynaptic folds by light microscopy. These results show that it was possible to establish tools based on superresolution light microscopy, that are capable of exploring active zone ultrastructure on a molecular level. It will be future tasks to use these novel techniques in a functional context. Based on experimental advances shown in this work like specialised recording chambers for slicecultures or the use of rollertube cultures, dSTORM will allow to address questions concerning synaptic function and plasticity, down to counting single molecules.

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Tongatapu coastal zone vulnerability assessment study was conducted to examine the degree of current and future risks of projected climate change and sea level rise on the coastal zone of the main island of the Kingdom of Tonga-Tongatapu. Inundation, and flooding hazards generated by tropical cyclone storm surges are the common threats to Tongatapu coastal towns and villages because of their low-lying settings. Flooding problems are exacerbated by the social trends of population growth and migration from the outer islands of the Kingdom, to Tongatapu the main island where the capital town of the Kingdom, Nuku'alofa is located. Other threats include beach erosion, saltwater intrusion, and seawater spraying of coastal vegetations and properties. A survey of the local people of Tongatapu, mapping of vulnerable areas with GIS, and using my local knowledge of the island coastal zone were the three methods were used to conduct this study. The main objective of this research was to assess the vulnerability of the coastal zone of Tongatapu to local impacts of inundation and flooding hazards associated with climate and sea-level rise related risks. The results of the survey indicated that more than 95% of the respondents agreed that the coastal zone of Tongatapu is vulnerable to inundation and flooding risks generated by tropical cyclones that visit Tongatapu coastal water every year, based on their recollection, knowledge, and experienced of the past storm events that hit Tongatapu. GIS work showed that those coastal towns and villages of Tongatapu that are located in areas less than 5 meter above sea level are vulnerable to the local impacts of inundation and flooding hazards. It is concluded that the yearly visited tropical cyclones to Tonga that are actually hit Tongatapu coastal zone had increasing the vulnerability of the coastal towns and villages of Tongatapu that are located in areas below 5 meters above sea level to inundation and flooding hazards associated with climate change and sea level rise related risks. Other possible cause might be the gradual uplifted of the south coast of Tongatapu due to ongoing earthquake activities in Tonga since the last 200 years. But in facts more research it has to be done to confirm this argument. The response to the local impacts of inundation and flooding hazards in the coastal zone of Tongatapu should be focused on adaptation, risk and hazard management.

Rights to possess and/or use the foreshore of New Zealand are not clear, and are even cloudier in relation to Maori freehold land that is on the coast. This thesis investigates the law pertaining to rights in the foreshore, and the facts pertaining specifically to the use of the Otakou Maori Reserve foreshore. In particular, the research question is this: what does aboriginal title mean in 1996 for Otago Maori? Examining the legal issues, searching individual titles and gathering oral history are the methods used to answer this question. First, the law. In New Zealand the Crown is prima facie the absolute owner of the foreshore. This can be displaced by proof to the contrary. The doctrine of aboriginal title recognises the legal continuity of tribal property rights upon the Crown�s acquisition of sovereignty over their territory. Aboriginal title can be divided into two categories - territorial and non-territorial. Territorial title represents a tribal claim to full ownership, and non-territorial title to rights that are less than absolute ownership, such as the right to cross land, to fish and to collect flora and fauna. It is this doctrine of aboriginal title as it relates to the foreshore that can displace the Crown�s absolute ownership of the foreshore. Second, the facts. 99% of the coastal land parcels of Otakou Maori Reserve are described in written documentation as to the line of mean high water. This 99% is made up 17% Maori freehold land, 49% general land and 33% vested in the Crown or the Dunedin City Council. The remaining 1% is Maori freehold land that does not have its boundary at mean high water, but has a fixed upland boundary. Oral history facts from the takatawhenua identify that the foreshore continues to be used for access, travel, and the collection of kai moana and sea resources. The findings reveal that Kai Tahu ki Otakou have never extinguised their territorial and non-territorial aboriginal title to the foreshore of Otakou Maori Reserve. Suggested areas for future research include an investigation of other Maori reserves in Otago, and examining the doctrine of aboriginal title as it relates to the beds of watercourses.

本文係以Sutherland (1995)的模型為基礎，放寬資本完全移動的特殊假定，引進總合供給面的隨機性干擾，據以探討名目工資僵固、實質工資僵固及充分就業三種情況下，當經濟體系遭逢來自於貨幣需求面、商品需求面乃至於總合供給面外生隨機性干擾的衝擊之際，以本國物價水準穩定為政策目標的央行，於採行物價目標區政策後，對各總體變數的穩定效果為何。 由本文的討論中，我們可以獲得以下幾點結論： 1、於名目工資僵固的情況下，當經濟體系所面臨的隨機性干擾來自於貨幣需求面或商品需求面，則產出與物價二者間呈現完全正相關；當經濟體系所面臨的隨機性干擾來自於總合供給面，則產出與物價呈現負相關。 2、就Keynes學派的說法，若名目工資不再具有僵固性，而可隨著物價自由調整(即實質工資僵固)，則總合供給曲線會呈一垂直線，產出固定在一水準下。此時產出雖未達充分就業下的產出水準，但其所分析出的結果卻會與充分就業下所分析出的結果相一致。 3、在實質工資僵固或是經濟體系已達充分就業的情況下，產出僅為外生隨機干擾項的線性函數。因而，央行在採行物價目標區後，並不需要以產出的減少作為代價，亦即物價與產出間不再具有抵換關係。 4、當經濟體系面臨來自貨幣需求面的隨機性干擾時，在名目工資僵固的情況下，物價、產出及匯率皆具有蜜月效果，而利率不具有蜜月效果；在實質工資僵固及充分就業的情況下，物價及匯率具有蜜月效果，而利率亦不具有蜜月效果。 5、當經濟體系面臨來自商品需求面的隨機性干擾時，在名目工資僵固的情況下，物價、產出及利率皆具有蜜月效果，而匯率不具有蜜月效果；在實質工資僵固的情況下，物價具有蜜月效果，而物價所減少的變異，則由匯率或利率所吸收(意指若匯率有蜜月效果，則利率即不具有蜜月效果；或反之)；在充分就業的情況下，物價及利率具有蜜月效果，而匯率不具有蜜月效果。 6、當經濟體系面臨來自總合供給面的隨機性干擾時，在名目工資僵固的情況下，僅物價具有蜜月效果，產出不具有蜜月效果，而匯率及利率是否具有蜜月效果則視資本移動程度大小而定，當資本移動程度愈大時，匯率及利率愈不易具有蜜月效果；在實質工資僵固及充分就業的情況下，所得到的結論與名目工資僵固的情況下相一致，只是減少了對產出水準的探討。

Classical immunoglobulin transgenic (Ig-Tg) mouse models such as the MD4 anti-hen egg lysozyme (-HEL) Ig-Tg line have been used extensively to study B cell responses in tolerance and immunity. This thesis describes a new generation of gene-targeted mice (designated SWHEL mice) whereby the VH10 Ig variable gene encoding the HyHEL-10 specificity of the original anti-HEL Ig-Tg mouse was targeted to the Ig heavy chain locus. B cells in the SWHEL mouse are therefore capable of undergoing class switch recombination (CSR) and somatic hypermutation (SHM), representing a major advance on the original MD4 mouse model. SWHEL mice were found to not only contain a large population of HEL-specific (HEL+) B cells but also a significant population of non-HEL-binding (HEL-) B cells generated by VH gene replacement. HEL+ SWHEL B cells were found to belong to the B2 lineage and displayed high levels of surface IgM. Nevertheless, they matured normally and colonised the primary B cell follicle and marginal zone (MZ) of the spleen. The SWHEL model thus provided an opportunity to re-examine some of the original observations made in the MD4 system and also to extend these observations, particularly with regard to the regulation of CSR by self-reactive B cells. As expected, analysis of SWHEL B cells exposed to high avidity membrane-bound HEL revealed that they underwent clonal deletion in the bone marrow (BM). More interestingly, analysis of HEL+ B cells exposed to low avidity soluble HEL revealed that they were able to emigrate from the BM to the spleen as anergic B cells. However, unlike anergic MD4 B cells, anergic SWHEL B cells were reduced in frequency, displayed an immature B cell phenotype, were excluded from the follicle and had a reduced lifespan. Direct measurement of B cell antigen receptor (BCR) occupancy by HEL and the frequency of HEL- competitor B cells was combined with mixed BM irradiation chimeras to demonstrate unequivocally that the difference in phenotype and fate of HEL+ B cells in the two systems was due solely to competition from HEL- B cells. In addition, the SWHEL model of B cell self-tolerance was used to show that while self-reactive B cells were hypo-responsive to BCR stimulation, BCR-independent signals delivered via anti-CD40 plus IL-4 or lipopolysaccharide could trigger them to undergo CSR and secretion of potentially pathogenic isotype-switched autoantibodies. Finally, the SWHEL model was used to study the responses of adoptively transferred follicular (Fo) and MZ B cells to in vivo activation with HEL conjugated to sheep red blood cells (HEL-SRBC). These studies revealed that both HEL+ MZ and Fo B cells were capable of mounting a robust T cell-dependent IgG1 antibody response to HEL-SRBC. However, HEL+ MZ B cells did not efficiently localise to the T cell-B cell border following antigen engagement and preferentially migrated to the bridging channels and red pulp. In contrast, HEL+ Fo B cells rapidly localised to the T cell-B cell border and subsequently colonised numerous germinal centres. As a result, the rate and pattern of SHM by HEL+ Fo and MZ B cells was shown to be distinct, with preferential targeting of mutations to the second complementarity-determining region in the former and to the second framework region in the latter. Together these data indicate illustrate the value of the SWHEL model and its potential to greatly advance the current understanding of B cell responses in tolerance and immunity.

This thesis considers ways to improve biodiversity conservation at the bioregional level in Australia through the use of geospatial science technologies and biological modelling techniques. Following a review of approaches to biodiversity conservation at the bioregional level, including the roles and potential of geospatial science technologies in this regard, I consider biodiversity modelling using a case study of the Burt Plain bioregion in central Australia that focuses on selected taxa, ecosystems and landscapes. The Burt Plain bioregion was chosen since it is one of 19 bioregions nationally that has been given a 'very high' priority status for biological survey, assessment and potential reservation of land for conservation purposes. The specific research objectives for the Burt Plain bioregion study were to: · describe the species composition, distribution and nature of the dominant vegetation communities within the bioregion; · characterise environmental niche of communities with respect to selected environmental and management variables - latitude, longitude, climate, land systems and land units, geology, hydrography, topography, and tenure; · analyse how well or otherwise taxa have been sampled (during previous ground surveys) with respect to geographical and environmental variables; Biodiversity conservation at the bioregional level · develop and compare quantitative habitat models of the potential distribution of selected species based on presence-only distributional data; and · examine the significance of radiometric data as a potential correlate and predictor of the distribution of those selected species. National conservation initiatives such as the bioregional approach and international initiatives such as the biosphere reserves program to support the planning and management of biodiversity conservation are discussed in chapter two. The scientific and related processes underpinning the development of bioregions and strategies across the Australian states and territories are then considered. An important finding arising from this review is the need to improve biological information, especially through systematic surveys and on-going monitoring of ecosystems and populations of species, at the bioregional level to inform land use allocation and management. This finding is consistent with one of the general aims of the thesis to improve the spatial modelling techniques available for bioregional assessment and biodiversity conservation. In chapter three I review the role and limitations of geospatial technologies currently employed for biodiversity conservation management. Current developments and applications of GIS and remote sensing to wildlife research, conservation gap analysis and conservation reserve design are considered. Geographic information systems (GIS) are now routinely used by ecologists to Biodiversity conservation at the bioregional level analyse spatial data. Although various forms of GIS have been available for 15 to 25 years, the biological applications of GIS have figured most prominently in the ecological literature only in the past 15 years. The use of computer-generated models to simulate environmental events can provide a greater understanding of ecosystems, and offers improved predictive powers to conservation and land managers. The decision support offered by computer-based modelling techniques appears likely to underpin conservation and management decisions much more into the future providing that adequate biological and other datasets are available for this purpose. Dominant vegetation communities and various environmental gradients were analysed to characterise environmental niches at the bioregional scale for the Burt Plain bioregion (Chapter 4) and more locally at the catchment scale for the Upper Todd River Catchment (Chapter 5). In Chapters four and five I describe in detail the land tenure and use, land systems, climate soil, geology, topography, hydrology, vegetation and biodiversity of the Burt Plain bioregion and Upper Todd River Catchment. The bioregion contains some ephemeral watercourses, which are generally in fair to good condition, but are afforded little protection from a range of threatening processes, including grazing and trampling by feral animals and livestock and weed infestation. The major river systems occurring in the bioregion include parts of the Plenty, Hanson, Sandover and Lander Rivers. In the Upper Todd River Catchment the major watercourses Biodiversity conservation at the bioregional level are the Todd River and Station Creek, which exit the area via two narrow gaps in the low rocky hills on the southern boundary of the bioregion. The dominant geology can be summarised as plains and low rocky ranges of Pre-Cambrian granites on red earths. The bioregion has approximately 200 - 250 mm of summer rainfall, with rainfall occurring on 20 - 30 days per year. There is a high variability and range of temperatures, with an annual mean temperature of approximately 22-23°C. In Chapter six I consider a range of species found within the Burt Plain bioregion using existing survey data and techniques that enables the prediction of the spatial distribution of taxa. Using GLM and GAM models, Black-footed Rock- Wallaby (Petrogale lateralis), Spinifex Hopping Mouse (Notomys alexis) and Spencers Frog (Limnodynastes spenceri) were chosen for a more in-depth analysis. Environmental variables correlated with the presence of each species are then described and prediction maps showing the probability or likelihood of the presence of the species within the bioregion developed. In Chapter seven I examine the utility of radiometric data for wildlife habitat modelling. Statistical relationships are tested between the concentrations of the elements uranium, thorium and potassium and terrain characteristics such as position in the landscape, slope and aspect as well as other climatic variables. Radiometric data were found to be useful for developing statistical predictive Biodiversity conservation at the bioregional level models of six species: Red Kangaroo (Macropus rufus), Desert Dunnart (Sminthopsis youngsoni), Rabbit (Orcytolagus cuniculus), Brown Honeyeater (Lichmera indistincta), Little Spotted Snake (Suda punctata) and Southern Boobook (Ninox novaeseelandiae). I suggest that the utility of radiometric data for wildlife habitat modelling would appear significant and should be explored further using alternative quantitative modelling techniques and presence/ absence records for target faunal species. Predictions of species distributions may be useful for prioritising land acquisitions for reservation as well as in the future design of biological surveys. The thesis concludes with a synthesis of the major research findings, discussion of the limitations of the datasets available for the study, perspectives on management issues in the Burt Plain bioregion, and possible future research directions. It is important that purposefully-designed biological survey research be undertaken across the bioregions of the arid zone of Australia to enhance basic understanding of biodiversity patterns and their relationships to environmental heterogeneity and site-landscape level processes. Geospatial modelling techniques can assist such biodiversity survey and evaluation and make their conduct more cost-efficient and the inferences drawn from subsequent data analyses more powerful. This knowledge is required to contribute to the emergent concepts and theory of ecosystem dynamics and associated biodiversity patterns in arid Australia and, most significantly, to enhance the conservation and management of the unique biological complement and systems found in this region.

Ce dossier d'Habilitation à Diriger des Recherches comprend trois volumes :<br /><br />- Un résumé du parcours scientifique, présenté sous la forme d'un rapport d'activité, incluant les actions d'enseignement et la liste des productions bibliographiques,<br />- Un recueil des publications les plus représentatives, présenté par thématique,<br />- Une synthèse concernant la contribution des SIG à la connaissance et à la gestion de l'environnement littoral. Les éléments présentés dans cette synthèse sont les suivants.<br /><br />En 1992, la seconde Conférence des Nations Unies pour l'Environnement et le Développement (CNUED, Rio) mettait l'accent sur la dimension planétaire de nombreux phénomènes écologiques et sur la nécessité d'en accroître la connaissance, d'améliorer la gestion des ressources et d'assurer la protection de l'environnement notamment contre les risques naturels et technologiques. Les zones côtières étaient alors reconnues comme des espaces extrêmement sensibles où les effets perturbateurs de l'homme sont parfois irréversibles, à l'image des pays en voie de développement où les littoraux subissent depuis quelques années un accroissement rapide de la population provoquant des mutations territoriales de grande ampleur. Cette conférence réaffirmait de ce fait l'intérêt du concept de « gestion intégrée des zones côtières » proposé au début des années 1970 par la Convention de Ramsar et l'US Coastal Zone Management Act, qui exprime le besoin d'agir collectivement sur les processus naturels et anthropiques susceptibles de menacer le maintien durable de la qualité de l'environnement et des activités qui s'y déroulent.<br />Mais comment gérer cet espace complexe sans une connaissance approfondie de son fonctionnement et de son évolution ? C'est à ce niveau que la contribution des scientifiques peut s'exprimer. En effet, le fonctionnement de la zone côtière repose sur une multitude de variables physiques, naturelles et socio-économiques en interaction, agissant sur une gamme scalaire et temporelle relativement large et dont la compréhension implique de multiples compétences scientifiques. Ce contexte pluridisciplinaire ne facilite pas la production d'une vision synthétique des processus, puisque les disciplines académiques fournissent souvent des points de vue différents d'une même réalité. De plus, il nécessite la mise en œuvre de méthodes et d'outils technologiques adaptés au stockage, à l'analyse et à la représentation de données de source et de nature diverses. L'ensemble de ces contraintes pourrait être en partie à l'origine de l'intérêt tardif de la communauté scientifique pour les zones côtières. En effet, il ne s'est développé qu'à partir des années 1980, comme l'atteste la mise en place de programmes et de réseaux de recherche nationaux et internationaux. Cependant, malgré des résultats scientifiques importants notamment sur l'approche théorique de la gestion de la zone côtière, la difficulté à développer l'ouverture pluridisciplinaire nécessaire persiste. La complexité des processus en cause, l'éparpillement des compétences et des données dans un vaste champ disciplinaire et dans de multiples institutions, en sont en grande partie responsables. Si on se réfère à l'expérience internationale dans ce domaine, il semble acquis que les avancées les plus significatives concernant la prise en compte des conditions écologiques se sont notamment appuyées sur les systèmes d'information géographique (SIG). Outils scientifiques et techniques, ils établissent un lien tangible entre les différents compartiments du système étudié et synthétisent l'ensemble des progrès conceptuels et techniques réalisé dans le domaine de l'information géographique. Par leurs capacités de stockage, d'analyse et de représentation de l'information spatialisée, ils concourent à améliorer la connaissance du fonctionnement global des écosystèmes et contribuent aux réflexions des décideurs. Utilisés en synergie avec la télédétection et la géodésie spatiale, actuellement en plein essor, ils peuvent offrir un certain nombre d'atouts dans trois domaines d'application : l'aménagement et la gestion des territoires, l'appui à la recherche et au développement, et la planification des activités. Néanmoins, il apparaît après une décennie d'utilisation dans différents domaines d'application que les conditions du succès de leur mise en œuvre sont dépendantes non seulement de paramètres techniques et économiques, mais aussi sociaux, organisationnels et spatiaux. <br /><br />La première partie de cette synthèse pose le contexte géographique et méthodologique dans lequel s'inscrivent les applications géomatiques développées en mer d'Iroise et pour lesquelles des perspectives de recherche sont envisagées. Elle aborde différentes notions et propose un état de l'art concernant l'environnement littoral, les principes de gestion intégrée des zones côtières et les systèmes d'information géographique. <br />L'environnement littoral est présenté dans ses limites géographiques et ses composantes thématiques comme un espace sensible et complexe où différents paramètres interférent, justifiant l'intérêt d'une multitude d'acteurs. L'attrait des sociétés humaines pour cet espace d'une grande richesse entraîne une pression sur la ressource et des conflits d'usage que la gestion intégrée de la zone côtière se propose de résoudre. <br />Ce concept qui s'est développé depuis les années 1970 s'exprime par différentes actions politiques et scientifiques. Néanmoins, il apparaît que cet intérêt récent d'une communauté internationale composite se traduit par des visions et des approches différentes qu'il est parfois difficile de concilier dans le contexte pluridisciplinaire inhérent à la mise en œuvre d'un projet de gestion intégrée. C'est à ce niveau que l'utilisation des méthodes géomatiques peut contribuer à développer une approche territoriale et écosystémique de la zone côtière.<br />Les systèmes d'information géographique sont présentés selon différents points de vue qui leur attribuent communément un rôle déterminant dans la gestion, l'analyse et la représentation de l'information géographique et dans l'aide à la décision qu'ils peuvent procurer. Leurs apports aux sciences environnementales et comme support à la gestion des territoires sont discutés. S'ils produisent des résultats intéressants dans différents domaines, il apparaît qu'ils sont encore peu utilisés sur le littoral et encore moins dans des projets finalisés basés sur des approches pluridisciplinaires. <br /><br />La seconde partie de ce mémoire décrit les composantes et les applications d'un SIG consacré aux espaces littoraux de la mer d'Iroise, développé depuis une dizaine d'années dans un laboratoire universitaire. Il est mis en œuvre avec deux objectifs complémentaires. Le premier est de contribuer aux recherches menées sur le fonctionnement et l'évolution d'un écosystème complexe, et le second est de procurer aux gestionnaires des éléments concrets permettant de faciliter leurs prises de décision. Ce système d'information géographique offre une plate-forme d'informations géospatiales suffisamment riche des points de vue thématique, temporel et scalaire, pour permettre la mise en œuvre de diverses applications scientifiques en relation étroite avec des objectifs de gestion de l'environnement. Afin d'illustrer les possibilités du système, trois applications menées selon une approche écosystémique sont présentées. <br />L'analyse des changements d'occupation et d'utilisation des sols d'une île habitée est réalisée selon les perspectives scientifiques du programme international « Land Use and Land Cover Changes » de l'IGBP (International Geosphere Biosphere Program). Elle synthétise les changements territoriaux intervenus depuis 1844 sur l'île d'Ouessant, met en évidence le rôle actuel d'une activité traditionnelle, l'élevage du mouton, dans l'entretien des milieux semi-naturels et propose des scénarios prospectifs d'évolution de la végétation en relation avec différentes hypothèses de développement du cheptel ovin. <br />Concernant l'étude des dynamiques de la végétation des îlots marins protégés, la démarche vise à proposer une méthode d'évaluation des changements du tapis végétal afin de procurer un outil synthétique aux gestionnaires, pouvant servir à l'élaboration de comparaisons entre différents sites d'un réseau d'espaces protégés, au niveau national. Les résultats acquis sur un ensemble représentatif d'îlots marins en réserve, mettent spatialement en évidence les changements intervenus en une décennie, en relation avec différents facteurs anthropo-zoogènes, et fournissent une évaluation synthétique des dynamiques en cours, à l'échelle du réseau.<br />L'habitat d'une espèce marine d'intérêt patrimonial est étudié dans le cadre du projet européen « Tursiops, réseau atlantique des grands dauphins côtiers ». En dépit du peu d'informations environnementales disponibles, la recherche menée en mer d'Iroise permet de préciser les caractéristiques physiques du domaine vital des animaux, de réaliser une synthèse de la morphologie des fonds sous-marins susceptibles d'expliquer la distribution des groupes résidant et de proposer une approche par modélisation de l'habitat potentiel. <br /><br />Au vu des résultats présentés, la démarche géomatique entreprise au sujet de la mer d'Iroise paraît fructueuse tant dans le domaine de la connaissance du fonctionnement et de l'évolution de l'écosystème que dans celui de l'aide à la gestion de la zone côtière. Néanmoins, il apparaît que l'utilisation du système est limitée sur certaines problématiques du fait de l'indisponibilité de nombreuses données et de méthodes d'analyse peu adaptées à l'étude de certains processus environnementaux. La troisième partie de ce mémoire dresse un constat critique de l'apport et des limites du SIG mis en place en termes d'état des connaissances, d'analyse des processus et d'aide à la gestion. Les nouvelles méthodes géomatiques d'acquisition de données à haute résolution spatiale ainsi que le couplage des systèmes d'information géographique avec des plates-formes de modélisation sont présentés comme des perspectives méthodologiques prometteuses en vue du suivi à long terme et de la représentation des processus dynamiques. Ces méthodologies seront appliquées aux recherches en cours sur la zone côtière finistérienne. En outre, il apparaît que le SIG mis en œuvre, s'il veut répondre aux objectifs de compréhension du fonctionnement de l'écosystème et d'aide à la gestion intégrée, fixés au préalable, doit s'intégrer à un outil pluridisciplinaire fondé sur des méthodes complémentaires. Dans un tel dispositif, la télédétection permettrait d'alimenter les bases d'information géographique par des variables pertinentes, relatives notamment au milieu marin, en complément des échantillons acquis in situ et des bases de données existantes. Celles-ci seraient utilisées pour calibrer et valider les modèles qui seraient utilisés pour explorer la dynamique de l'écosystème et quantifier les processus en intégrant une large part des interactions entre les différents facteurs. En permettant leur organisation en un système cohérent, le SIG offrirait les moyens de coupler efficacement les données acquises par ces différentes méthodes et fournirait des outils d'analyse spatiale et de représentation. Enfin, des interfaces et des modules spécialisés d'aide à la décision compléteraient le système de manière à en faciliter l'accès à différents niveaux d'utilisation et à le rendre opérationnel dans le contexte d'une gestion intégrée de la zone côtière finistérienne.<br /><br /><br />Concernant l'environnement littoral de la mer d'Iroise, la nécessité de disposer d'un outil fédérateur susceptible de rassembler différentes composantes du système et donc des compétences et des points de vue variés, ainsi que des méthodes d'analyse et de représentation efficaces est apparue voici une dizaine d'années. A cette époque, les méthodes géospatiales de fourniture et de traitement de données telles que les SIG, la télédétection, l'analyse spatiale, la modélisation s'imposaient comme un formidable potentiel pour l'étude des changements par leur capacité à fournir des éléments de réflexion et de synthèse. L'appropriation de cette nouvelle technologie par les géographes s'est fondée sur des bases théoriques rigoureuses, originales et somme toute attractives pour un bon nombre d'acteurs, praticiens ou théoriciens de l'environnement s'intéressant aux problématiques d'une zone côtière exemplaire, de par ses caractéristiques et ses évolutions. La problématique globale s'est donc nourrie d'approches spécifiques illustrant quelques facettes de la complexité de la zone côtière. La démarche écosystémique qu'elles sous-tendent s'inscrit dans une triple perspective spatiale, temporelle et pluridisciplinaire. Si ces deux premières composantes relèvent sans aucun doute de la pratique traditionnelle en Sciences Humaines, la connotation pluridisciplinaire des recherches menées est plus actuelle. De fait, l'évolution de la pratique scientifique combinée à l'étude d'un espace complexe d'interfaces géographiques implique nécessairement de positionner la réflexion aux marges de différentes disciplines qui deviennent alors complémentaires. On atteint ainsi une conception transversale de la recherche, aux limites des champs académiques traditionnels, où les Sciences de l'Homme et de la Société peuvent occuper une place à part entière aux côtés des Sciences de la Vie, des Sciences de l'Univers et des Sciences de l'Information et de la Communication.