Search

Les changements environnementaux en cours impliquent d’adapter la gestion intégrée de l’eau aux enjeux du futur et de prendre en considération les particularités locales et leur évolution possible. La démarche de géoprospective permet d’envisager une gestion territorialisée de l’eau qui s’inscrive sur le temps long et intègre les points de vue de diverses catégories d’acteurs. Développée dans le projet de recherche RADHY-Buëch, sa mise en œuvre méthodologique a dû être révisée pour se plier aux contraintes de la crise sanitaire : sont exposées les étapes de recueil des visions des futurs de l’eau et de sa gestion dans le bassin du Buëch, la démarche d’élaboration des scénarios narratifs en construction à partir de ces représentations, l’outil de communication en cours de réalisation pour partager les connaissances acquises. Current environmental changes imply adapting integrated water resource management to the challenges of the future and taking into consideration local particularities and their possible evolution. The geoprospective approach makes it possible to consider a territorialized water management that takes place over a long period of time and integrates the points of view of various categories of stakeholders. Developed in the RADHY-Buëch research project, its methodological implementation had to be revised to meet the constraints of the health crisis. We show the stages of collecting visions of the future of water and its management in the Buëch basin as well as the process of elaborating narrative scenarios based on these representations, and finally the communication tool being developed to share the knowledge acquired.

Chapter Outline 3.1 Introduction 57 3.2 Territorial resilience through the systemic prism 58 3.2.1 Systemic resilience and complexity 58 3.2.2 What lessons for the resilience of territories? 60 3.3 New questionings 61 3.3.1 Going deeper into the relation between territorial sustainability and resilience 61 3.3.2 Reexamining the link between resilience, adaptation, and adaptivity 62 3.3.3 Going deeper into the role of the spatial dimension in resilience 64 3.4 Spatial change and resilience seen through the prism of geoprospective 65 3.4.1 Spatiotemporal trajectory and propensity to change 66 3.4.2 Anticipating the early-warning signs of change 67 3.4.3 Anticipating the occurrence of tensions through anticipative monitoring 67 3.4.4 Detecting a territory’s adaptive capacity 68 3.4.5 Anticipating the functioning of a territory on the long term using simulation 70 3.5 Resilience of forms and urban geoprospective 71 3.5.1 From the controllable city to the complex city 72 3.5.2 Implications for planning and the need of a geoprospective approach 73 3.5.3 Resilience as a response to unknowable futures 74 3.5.4 Morphological resilience to urban change 75 3.6 Conclusion 79 References 80

Chapter Outline 4.1 Introduction 86 4.2 Types of scenarios of territorial futures 86 4.2.1 Qualitative, quantitative, and hybrid scenarios 86 4.2.2 Scenario-building methods 87 4.2.3 Territorialized prospective scenarios combining several territorial and organizational scales 88 4.3 The modeling approach in geoprospective 90 4.3.1 Uncertain knowledge in territorial geoprospective and its formalizations 90 4.3.2 The specificities of geoprospective modeling 92 4.3.3 A wide range of modeling methods 93 4.4 Modeling spatially explicit prospective based on the land change approach 94 4.5 Coupling prospective spatial modeling and decision aid tools 97 4.5.1 Companion modeling 97 4.5.2 Spatial prospective and companion modeling: toward a jointly constructed and informed decision 98 4.5.3 Introducing the modeling of the decision-making process into geoprospective 100 4.6 Uncertain causal models in the geoprospective approach 101 4.6.1 Rationale and options for uncertain causal models 101 4.6.2 Bayesian Networks as geoprospective models 102 4.7 Beyond probabilities in geoprospective uncertain causal models 105 4.8 Geovisualization—representing and sharing the knowledge gained from spatial models 108 4.8.1 Graphic modeling and prospective choremes 109 4.8.2 3D representations and geoprospective 111 4.9 Conclusion 115 Acknowledgements 117 References 117

The transportation sector is the second contributor of global GHG emissions, three-quarters of which coming from light and heavy vehicles. As a consequence, sustainable mobility has become a major issue. This chapter focuses on the spread of electric mobility in territories. It expounds an approach aimed at assessing the adoption potential of battery electric mobility in a territory. An expert system evaluates if the conditions required for practicing electromobility are met in the territory being studied, and at what level. This potential is estimated and mapped in 2019 and by 2040 according to two scenarios: “toward all-electric mobility by 2040” and “toward a diversified decarbonized mobility by 2040.” The approach is presented via an application concerning the communes of a French Region, the South Region. The simulations inform not only on the spatial differentiations in the adoption potential and their possible evolutions between the two dates, but also on the communes’ reactivity to change and their adaptability, which is a major factor of resilience.

International audience; Cet article présente une méthode d’analyse du bâti de Beyrouth-municipe permettant de resituer les transformations du bâti dans une trajectoire spatio-temporelle débutant au milieu des années 1950, et de distinguer ainsi, les évolutions récentes de celles opérant sur le temps long. Pour parvenir à cet objectif, une démarche inédite de création de l’information spatio-morphologique a été réalisée à une échelle fine. Les analyses dégagent les tendances générales opérées sur les cinquante dernières années, ainsi que les spécificités géographiques qui résultent à la fois de la transformation incessante de la ville et de la reconstruction de l’après-guerre civile. Elles soulignent en outre, les conséquences de l’évolution morphologique du bâti sur la vulnérabilité actuelle face aux séismes considérés comme un risque majeur pour la ville de Beyrouth.; This article presents an urban analysis methodology of Beirut-municipality’s buildings. This allows to contextualize the buildings transformations in a spatio-temporal trajectory starting from the mid-1950s, and to distinguish recent evolutions of the urban morphology from those operating previously on the long term. In order to achieve this goal, an un-precedented approach to the spatio-morphological information was carried out on a fine scale. The analysis results highlight the general trends over the last fifty years, as well as the specific geographical features that result from both constant transformation of the city and post-civil war reconstruction. The results also highlight the consequences of the buildings morphological evolution on the current vulnerability to earthquakes-a major risk for Beirut.

International audience; In this chapter, the opportunity is given to three persons in charge of the planification and territorial and environmental prospective departments of major government bodies—ministries and the European Commission—to express their views. We wished to hear the opinion of these practitioners on the geoprospective approach. How is the spatial dimension introduced in the prospective studies carried out by their organizations? What are the preferred themes? On what types of spaces, regional levels, and at what scale are these prospective works conducted? How are they achieved, using what methodologies and operating modes? Backed by their experience, how do they consider the geoprospective approach, its interest, appropriation by the stakeholders concerned, and the prospects for its spread?

International audience; This chapter shines the light on the foundations of geoprospective. The concept was born in the mid-2000s from the convergence of geographical researches which had in common to anticipate change in the long term and to evaluate its spatial impacts using simulations, with the aim of producing scientific knowledge that would at the same time be useful for action. The main characteristic of geoprospective is to be a spatial approach. Nevertheless, it has been given momentum and hybridized by several movements, foremost among these being prospective. Whether through their questionings or their methodological postures, the various forms of prospective have opened a new field of research devoted to assessing the future changes in ecosystems and anthroposystems, from which geoprospective derives. However, geoprospective has freed itself by focusing on the spatial change to come. This construction process conducted at the interface of spatial modeling, land change science, and spatialized participatory approaches is expounded in this chapter. The process helps to understand both the multiform character of geoprospective and the way it nowadays distinguishes itself from related approaches.

Opportunites et difficultes que representent les donnees massives pour la recherche urbaine : questions ethiques, approches quantitatives versus qualitatives

Cette contribution traite de la resilience des villes dans une optique resolument globale. De fait, elle mobilise le concept de resilience a la fois dans une logique de gestion des perturbations de type evenementiel, dont les dynamiques spatio-temporelles operent dans le temps court, ainsi que dans une logique d'anticipation des futurs urbains, traitant alors de dynamiques de changement des territoires qui operent dans le temps long. Un exemple de diagnostic est propose sur la spatialisation des effets dominos d'inondations et de coupures electriques dans la commune de Marseille. Dans un second temps, la resilience des villes est pensee en termes de developpement des territoires et de detections de possibles tensions et de nouvelles situations a risques que pourraient faire emerger des strategies d'amenagements, des decisions de gestion des penuries en eau ou encore la diffusion d'innovations sur un territoire.

Este trabalho apresenta um mapeamento do uso e cobertura da terra da Ilha de Santa Catarina com base em aerofotografias de alta resolução espacial e na vetorização da Restituição Aerofotogramétrica do Instituto de Planejamento Urbano de Florianópolis (IPUF) na escala 1:2.000. O método de interpretação das classes de mapeamento foi efetuado através da análise e interpretação visual de um mosaico aerofotogramétrico e o sistema de mapeamento foi organizado em 17 classes. Os resultados obtidos revelam o predomínio das classes de vegetação e do tecido urbano. As análises revelaram uma urbanização com densidade pontual e a presença de núcleos densos somente nas antigas áreas de povoamento, nas que abrigam grandes empreendimentos imobiliários ou de planejamento urbano.

International audience; The concept of uncertainty has fostered in the last decade’s fundamental and applied research in different disciplinary fields. Couclelis (2003) clearly demonstrated the pervasiveness of uncertainty in the production process of geographical knowledge. The paper shares this epistemological point of view. Pragmatically, its goal is to show how questions of uncertainty arise in the praxis of geographic research. It suggests that scientific work can be enriched, and not hindered, by addressing uncertainty in knowledge. The paper discusses eight domains within the activity of the geographer, where questions of uncertainty arise: geographic information, geographic definitions, the explanation of geographic phenomena, the complexity of spatial systems, geosimulation, the representation of spatial knowledge, subjectivity in spatial phenomena, and planning. Within each domain uncertainty issues are identified as well as their possible interrelations.

A l’heure ou les modeles economiques et financiers en vigueur sont remis en question pour leur incapacite a anticiper les evenements extremes et, en consequence, les crises, cet article engage une reflexion sur la question de l’anticipation du changement et plus precisement des changements spatiaux en geoprospective. Une analyse critique des demarches, theories et pratiques empiriques permettant d’estimer les changements futurs, qu’ils soient consideres comme probables ou comme possibles, est realisee. L’attention est plus particulierement portee sur la signification du changement spatial et sur la question de l’emergence spatiale. De nouvelles perspectives de recherche, alliant quantitatif et qualitatif, sont egalement proposees.

International audience; L’article pose le problème de la place de l’information géographique et de l’analyse spatiale au sein du processus de géogouvernance. Il met en avant le nécessaire transfert de connaissances entre acteurs du territoire pour amener à des décisions co-construites, et porte un regard critique sur quelques expérimentations.

Cet article situe l’imbrication spatiale dans le cadre du fonctionnement systemique du territoire. L’articulation des systemes territoriaux imbriques est analysee dans l’optique de la durabilite et d’une meilleure anticipation des dynamiques territoriales. Au cours de ces dynamiques, les possibilites de changement d’etat des systemes territoriaux resultent d’interactions et d’imbrications a la fois spatiales, reticulaires et scalaires qui peuvent operer, aussi bien dans des temporalites longues que courtes. L’interet d’une demarche croisant analyse spatiale et simulation sera developpe a partir de deux applications : la premiere porte sur l’imbrication des vulnerabilites territoriales dans un systeme de risques generes par le reseau electrique ; la seconde apprehende les futurs possibles de l’espace transfrontalier franco-italo-monegasque dont la partie francaise devrait etre desservie en 2020 par une ligne ferroviaire a grande vitesse.

Le programme de recherche « CAMPLAN - Gestion intégrée d’un hydrosystème : Camargue et Plan-du-Bourg », mené par l’UMR ESPACE en collaboration avec le bureau d’étude Ressource et la Tour du Valat, part du constat dressé par plusieurs gestionnaires d’espaces naturels de ce territoire : une incapacité croissante de la gouvernance de l’eau à maintenir les capacités d’adaptation du système hydraulique face aux changements globaux, et tout spécialement face à l’élévation du niveau marin. Notre contribution à ce programme de recherche s’est attachée à mettre en relation les connaissances produites par les chercheurs de l’équipe pour identifier les éléments qui, dans le fonctionnement du système territorial, sont favorables et défavorables à l’adaptation. La complexité et l’ampleur des connaissances rassemblées ont nécessité une approche systémique. Une analyse de la structure des relations constitutives du système camarguais a permis d’identifier deux voies d’adaptation, et au sein de celles-ci ont été analysés les points de blocage et les éléments favorables à l’adaptabilité du territoire camarguais. Conducted by the ESPACE French laboratory with the Ressource research consultancy and the Tour du Valat, the CAMPLAN research program on the integrated management of the Camargue and Plan-du-Bourg hydro-system, is based on the observation made by several managers of natural areas of this territory: an increasing inability of the water governance to maintain the adaptive capacity of the hydraulic system faced with global change, and most particularly with sea level rise. In this research program, our goal was to combine the knowledge produced by the multidisciplinary research team in order to identify the elements which, in the functioning of the territorial system, are favourable and unfavourable to its adaptation. The complexity and the breadth of the gathered knowledge have required a systemic approach. The analysis of the structure of the constitutive relationships of the Camargue system brought to light two ways to adapt, from which the levers and brakes to the adaptability of the Camargue area were examined.

International audience; This paper aims at highlighting spatial aspects of the littoralisation process. Behind the general trend of people and activities concentration on the coast, littoralisation dynamics are spatially differentiated and coastal overload fuels new evolutions. As disaggregated data on urbanisation are not always available to make a retrospective analysis, this paper proposes to show how an image analysis method, named Mathematical Morphology, can contribute to determine spatial differentiations with the use of aggregated data. Through the analysis of home-building contrasts at a municipal level, Mathematical Morphology provides a regionalisation of the study area, the French Riviera, and its spatial reshapings during the second half of the twentieth century.

Trois transformations de morphologie mathématique, l'ouverture, la fermeture et le squelette, sont utilisées pour décrire le semis des villes européennes. Chacune d'elles apportent des informations structurales sur la taille, l'espacement et la forme des points du semis.

A l’heure ou les modeles economiques et financiers en vigueur sont remis en question pour leur incapacite a anticiper les evenements extremes et, en consequence, les crises, cet article engage une reflexion sur la question de l’anticipation du changement et plus precisement des changements spatiaux en geoprospective. Une analyse critique des demarches, theories et pratiques empiriques permettant d’estimer les changements futurs, qu’ils soient consideres comme probables ou comme possibles, est realisee. L’attention est plus particulierement portee sur la signification du changement spatial et sur la question de l’emergence spatiale. De nouvelles perspectives de recherche, alliant quantitatif et qualitatif, sont egalement proposees.

The paper proposes a new method of statistical probability for prospective studies that we named GP-SET (in French, GeoprospectiveProbabilisteSpatialeEtTemporelle). It is devoted to estimating an evolution of a spatio-temporal phenomenon, in order to model future growing patterns of more or less uncertain phenomenon. Firstly, the paper presents the stages of the modeling. Secondly, the model is carried out in a retrospective way and then applied to estimate the growth rates probabilities up to 2015, in the Southern region of France, the Provence Alpes Cote d’Azur (PACA) region.

National audience; Le terme « géoprospective » a commencé à être employé, au milieu des années 2000, pour qualifier une démarche de recherche en géographie, appliquée à des problématiques de prospective environnementale ou de prospective territoriale.

This paper proposes a new modelling approach which deals with the spatial spreading of built-up areas. The aim is twofold: first, to predict the broad outlines of a built-up areas extension on a regional scale, secondly, to provide decision makers with a tool which allows them to explore spatial consequences of different urbanization policies. Our spatial modelling is similar to cellular automata but differs in the use of image processing method and mathematical morphology algorithms. In this model, the spatial spread process depends on both proximity and morphology of the built-up areas located in a space whose configuration also determines the shape of the spatial spread. These features explain the "spatio morphological" qualifier given to this model. The distinctive features of the both methods will be discussed before focusing the attention on the spatio-morphological modelling and detailing the stages of the approach. The model will be then applied to simulate the built-up areas spread on a coastal region of the Southern France.

Cet article relève tout d’abord quelques faiblesses et dysfonctionnements dans les actions menées en faveur du développement durable et en analyse les causes. L’une des raisons majeures tient au fait que la durabilité urbaine est encore trop souvent traitée de manière sectorielle sans se soucier des interdépendances spatiales des systèmes urbains et des systèmes territoriaux avoisinants. La deuxième partie analyse la durabilité sous l’angle opérationnel. Elle propose des méthodes, de modélisation notamment, qui permettent de comprendre le fonctionnement d’un système urbain durable.First this paper presents some weakness and dysfunction in taking action for urban sustainability and gives the reasons. The fact that urban sustainability researchs do not take into account the systemic links between urban spaces and surrounding spaces, is one of the most important reasons. In the second stage the urban sustainability is analysed with an operational point of view. We present modelling methods which allow to understand how sustainable urban systems work and how to plan the city of the future according to sustainability.

With the Bicentennial of the French Revolution, it appeared interesting to study the morphology of the French administrative «départements», whose setting up was one of the first achievement of the Assemblée Constituante. With emphasis laid on certain criteria and using image analysis, a new experimental territorial division of France is presented and confronted with the real situation., En cette année du Bicentenaire de la Révolution, nous nous sommes intéressés à l’une des toutes premières œuvres de l’Assemblée Constituante : les départements, considérés sous l’angle de leur morphologie. En privilégiant certains critères et en nous aidant d’un analyseur d’images, nous nous sommes livrés à une expérience de redécoupage de la France., Con motivo del segundo centenario de la Revolutión, nos hemos interesado por una de las primerísimas creaciones de la Asamblea Constituyente : los departamentos, analizados desde un punto de vista morfológico. Al privilegiar ciertos criterios con la ayuda de un analizador de imágenes, hemos ideado una nueva division de Francia., Voiron-Caniccio Christine. Les départements de France redessinés. In: Mappemonde, 1989/4. pp. 26-28.

Le variogramme est un outil de détection de structures spatiales. Calculé à différentes périodes, il permet d'effectuer également des analyses spatio-temporelles. Les cartes présentées proposent un exemple de cartographie de la dynamique spatiale de la population sur le littoral des Alpes-Maritimes et autour du pôle niçois.

This doctoral dissertation is an interdisciplinary research work at the intersection of geography and innovation studies through the prism of two subjects: diffusion of sustainable innovations and urban resilience to energy transition. The research work was developed in the Swiss Alps and in the South Region of France in order to deploy comparative analyses. This Ph.D dissertation investigates the regions receptivity to sustainable innovations, specifically renewable energy technologies (RET) such as solar photovoltaics, solar thermal collectors in the Swiss Alps and electric and hybrid vehicles in Switzerland at the national level. As well as the research was developed in the South Region of France were six innovation indicators were analysed: solar photovoltaics, solar thermal collectors, wind power, small and big hydroelectric power plants, biogas and biomass. The research aimed at improving our understanding on regions’ ability to integrate these innovations into their dynamics and the embedded urban resilience to energy transition, to adapt to change, accommodating disruptions in the diffusion process and develop new spatial diffusion paths. The research questions aimed at underpinning our understanding on the network effects of the RET diffusion and on the potential insights that spatial information might provide regarding such diffusion processes. The underlying assumptions were that RET diffuses across scales in a non-random fashion and describe a preferential attachment mechanism. The implication of the latter assumption is that the urban renewable energy systems exhibit fractality, which is the signature of self-organized systems. By definition, resilient systems are self-organized, so in this context, the innovation systems are analyzed in the framework of urban resilience to the energy transition. Thus, a further assumption is made and proposes that more innovative places and locations are more resilient than less innovative locations. The methodological approaches to address these research questions and verify the assumptions are described as follows. In the Swiss region a model called ‘Spatial Preferential Attachment’ (SPA) was created based on spatial interaction theory, relying on a gravity model that was built through agent-based modelling and systems dynamics approaches. The integration of the gravity model with the spatial information of the RET allowed to build a spatial network, which simulated the urban energy system of the region. The results allowed to accept the assumptions in which a preferential mechanism in the diffusion process take place, since the spatial diffusion distribution follow power laws. The model was also applied in Switzerland and in the South Region of France, obtaining similar results, following multi-level and hierarchical mechanisms. These results are in line with the path development theory proposed by economic geographers, where the specific-place legacy has at least a partial impact in the future intensity of diffusion processesThese results are important within the sustainability paradigm from a research perspective and challenging for the current innovation framework, the so-called Transformative Change, which aims at establishing a fairer view on socio-economic and environmental issues. The preferential attachment mechanisms in RET diffusion imply that there are hubs of innovation ruled by urban scaling laws that put in disadvantage other locations. The SPA was also used to simulate the urban resilience to energy transition in the Swiss canton of Valais. The energy urban network was ‘attacked’ by removing the hubs of the structure and the simulations showed that the system could reorganized itself at global level, showing strong sings of resilience however not at local level. Resilient systems are self-organized however it does not imply that resilient itself is fractal as differences were found from a multiscale spatial perspective.; Cette thèse de doctorat est un travail de recherche interdisciplinaire à l'intersection de la géographie et des études sur l'innovation sur deux sujets : la diffusion des innovations durables et la résilience urbaine à la transition énergétique. Le travail de recherche a été développé dans les Alpes suisses et sur la Région SUD en France, afin de déployer des analyses comparatives. Ce travail de recherche étudie la réceptivité des régions aux innovations durables, notamment aux technologies des énergies renouvelables (TER) telles que les panneaux photovoltaïques (PF), les capteurs solaires thermiques dans les Alpes suisses et les véhicules électriques et hybrides en Suisse au niveau national. La recherche a également été développée sur la Région SUD où six indicateurs d'innovation ont été analysés : les PF, les capteurs solaires thermiques, l'énergie éolienne, les petites et grandes centrales hydroélectriques, le biogaz et la biomasse. La recherche visait à améliorer notre compréhension de la capacité des régions à intégrer ces innovations et la résilience urbaine à la transition énergétique, à s'adapter au changement, à s'accommoder des perturbations dans le processus de diffusion et à développer de nouvelles voies de diffusion spatiale. Les questions de recherche visaient à étayer notre compréhension des effets de réseau de la diffusion des TER et l’importance de l’espace dans ces processus.Les hypothèses sous-jacentes étaient que les TER se diffusent à travers les échelles d'une manière non aléatoire et décrivent un mécanisme d'attachement préférentiel. Cette hypothèse implique que les systèmes urbains d'énergie renouvelable sont fractals, ce qui est la signature des systèmes auto-organisés. Par définition les systèmes résilients sont auto-organisés, dans ce contexte donc, les systèmes d'innovation sont analysés dans le cadre de la résilience urbaine à la transition énergétique. Ainsi, une autre hypothèse propose que les lieux les plus innovants sont plus résilients que les lieux moins innovants. Au niveau méthodologique, dans la région suisse un modèle appelé "Attachement Préférentiel Spatial" (SPA) a été créé sur la base de la théorie de l'interaction spatiale à l'aide d’un system multi-agents et des approches de dynamique des systèmes. L'intégration d’un modèle gravitaire avec des informations spatiales du TER a permis de construire un réseau spatial, qui a simulé le système énergétique urbain de la région. Les résultats ont permis d'accepter les hypothèses dans lesquelles un mécanisme préférentiel dans le processus de diffusion a lieu, car la distribution spatiale de la diffusion suit des lois de puissance. Le modèle a également été appliqué en Suisse et sur la Région SUD, obtenant des résultats similaires.Ces résultats sont conformes à la théorie du path development proposée par les géographes économiques, selon laquelle l'héritage d'un lieu a au moins un impact partiel sur l'intensité future des processus de diffusion. Ces résultats sont importants dans le paradigme de la durabilité car ils constituent un défi pour le cadre d'innovation actuel, appelé "Transformative Change", qui vise à établir une vision plus juste sur des questions socio-économiques et environnementales. Les mécanismes d'attachement préférentiel dans la diffusion des TER impliquent qu'il existe des hubs d'innovation régis par des lois d'échelle urbaine et qui désavantagent d'autres lieux. Le modèle SPA a également été utilisé pour simuler la résilience urbaine à la transition énergétique dans le canton suisse du Valais. Le réseau énergétique urbain a été " attaqué " en supprimant les hubs de la structure. Les simulations ont alors montré que le système pouvait se réorganiser au niveau global, avec de forts signes de résilience, mais pas au niveau local. Les systèmes résilients sont auto-organisés, mais cela n'implique pas que la résilience elle-même soit fractale, car des différences ont été constatées dans une perspective spatiale multi-échelle.

International audience; In this chapter, we propose a new kind of participatory device designed as a serious game suitable for geoprospective workshops and dedicated to help the setting of multiscale and multisectoral long-term adaptation plans to global change. We explain how and why we combined the concepts of the Coupled Infrastructure System with the paradigm of Multi-Agents System to build a generic conceptual model. We present the two games designed with this framework at this date and describe them precisely from their conceptual models up to examples of results obtained during the participatory sessions organized on the field with real stakeholders. The first example is about the George municipality in South Africa and sessions were organized in coordination with South African National park institution (SAN parks). The second example is about the territory of the Scheme Of Territorial Consistency (SCOT) “South of Gard” department in France and sessions were organized with the SCOT “South of Gard” and other institutions.

This doctoral dissertation is an interdisciplinary research work at the intersection of geography and innovation studies through the prism of two subjects: diffusion of sustainable innovations and urban resilience to energy transition. The research work was developed in the Swiss Alps and in the South Region of France in order to deploy comparative analyses. This Ph.D dissertation investigates the regions receptivity to sustainable innovations, specifically renewable energy technologies (RET) such as solar photovoltaics, solar thermal collectors in the Swiss Alps and electric and hybrid vehicles in Switzerland at the national level. As well as the research was developed in the South Region of France were six innovation indicators were analysed: solar photovoltaics, solar thermal collectors, wind power, small and big hydroelectric power plants, biogas and biomass. The research aimed at improving our understanding on regions’ ability to integrate these innovations into their dynamics and the embedded urban resilience to energy transition, to adapt to change, accommodating disruptions in the diffusion process and develop new spatial diffusion paths.The research questions aimed at underpinning our understanding on the network effects of the RET diffusion and on the potential insights that spatial information might provide regarding such diffusion processes. The underlying assumptions were that RET diffuses across scales in a non-random fashion and describe a preferential attachment mechanism. The implication of the latter assumption is that the urban renewable energy systems exhibit fractality, which is the signature of self-organized systems. By definition, resilient systems are self-organized, so in this context, the innovation systems are analyzed in the framework of urban resilience to the energy transition. Thus, a further assumption is made and proposes that more innovative places and locations are more resilient than less innovative locations.The methodological approaches to address these research questions and verify the assumptions are described as follows. In the Swiss region a model called ‘Spatial Preferential Attachment’ (SPA) was created based on spatial interaction theory, relying on a gravity model that was built through agent-based modelling and systems dynamics approaches. The integration of the gravity model with the spatial information of the RET allowed to build a spatial network, which simulated the urban energy system of the region. The results allowed to accept the assumptions in which a preferential mechanism in the diffusion process take place, since the spatial diffusion distribution follow power laws. The model was also applied in Switzerland and in the South Region of France, obtaining similar results, following multi-level and hierarchical mechanisms. These results are in line with the path development theory proposed by economic geographers, where the specific-place legacy has at least a partial impact in the future intensity of diffusion processes.These results are important within the sustainability paradigm from a research perspective and challenging for the current innovation framework, the so-called Transformative Change, which aims at establishing a fairer view on socio-economic and environmental issues. The preferential attachment mechanisms in RET diffusion imply that there are hubs of innovation ruled by urban scaling laws that put in disadvantage other locations. The SPA was also used to simulate the urban resilience to energy transition in the Swiss canton of Valais. The energy urban network was ‘attacked’ by removing the hubs of the structure and the simulations showed that the system could reorganized itself at global level, showing strong sings of resilience however not at local level. Resilient systems are self-organized however it does not imply that resilient itself is fractal as differences were found from a multiscale spatial perspective.; Cette thèse de doctorat est un travail de recherche interdisciplinaire à l'intersection de la géographie et des études sur l'innovation sur deux sujets : la diffusion des innovations durables et la résilience urbaine à la transition énergétique. Le travail de recherche a été développé dans les Alpes suisses et sur la Région SUD en France, afin de déployer des analyses comparatives. Ce travail de recherche étudie la réceptivité des régions aux innovations durables, notamment aux technologies des énergies renouvelables (TER) telles que les panneaux photovoltaïques (PF), les capteurs solaires thermiques dans les Alpes suisses et les véhicules électriques et hybrides en Suisse au niveau national. La recherche a également été développée sur la Région SUD où six indicateurs d'innovation ont été analysés : les PF, les capteurs solaires thermiques, l'énergie éolienne, les petites et grandes centrales hydroélectriques, le biogaz et la biomasse. La recherche visait à améliorer notre compréhension de la capacité des régions à intégrer ces innovations et la résilience urbaine à la transition énergétique, à s'adapter au changement, à s'accommoder des perturbations dans le processus de diffusion et à développer de nouvelles voies de diffusion spatiale. Les questions de recherche visaient à étayer notre compréhension des effets de réseau de la diffusion des TER et l’importance de l’espace dans ces processus.Les hypothèses sous-jacentes étaient que les TER se diffusent à travers les échelles d'une manière non aléatoire et décrivent un mécanisme d'attachement préférentiel. Cette hypothèse implique que les systèmes urbains d'énergie renouvelable sont fractals, ce qui est la signature des systèmes auto-organisés. Par définition les systèmes résilients sont auto-organisés, dans ce contexte donc, les systèmes d'innovation sont analysés dans le cadre de la résilience urbaine à la transition énergétique. Ainsi, une autre hypothèse propose que les lieux les plus innovants sont plus résilients que les lieux moins innovants. Au niveau méthodologique, dans la région suisse un modèle appelé "Attachement Préférentiel Spatial" (SPA) a été créé sur la base de la théorie de l'interaction spatiale à l'aide d’un system multi-agents et des approches de dynamique des systèmes. L'intégration d’un modèle gravitaire avec des informations spatiales du TER a permis de construire un réseau spatial, qui a simulé le système énergétique urbain de la région. Les résultats ont permis d'accepter les hypothèses dans lesquelles un mécanisme préférentiel dans le processus de diffusion a lieu, car la distribution spatiale de la diffusion suit des lois de puissance. Le modèle a également été appliqué en Suisse et sur la Région SUD, obtenant des résultats similaires.Ces résultats sont conformes à la théorie du 'path development' proposée par les géographes économiques, selon laquelle l'héritage d'un lieu a au moins un impact partiel sur l'intensité future des processus de diffusion. Ces résultats sont importants dans le paradigme de la durabilité car ils constituent un défi pour le cadre d'innovation actuel, appelé "Transformative Change", qui vise à établir une vision plus juste sur des questions socio-économiques et environnementales. Les mécanismes d'attachement préférentiel dans la diffusion des TER impliquent qu'il existe des hubs d'innovation régis par des lois d'échelle urbaine et qui désavantagent d'autres lieux. Le modèle SPA a également été utilisé pour simuler la résilience urbaine à la transition énergétique dans le canton suisse du Valais. Le réseau énergétique urbain a été " attaqué " en supprimant les hubs de la structure. Les simulations ont alors montré que le système pouvait se réorganiser au niveau global, avec de forts signes de résilience, mais pas au niveau local. Les systèmes résilients sont auto-organisés, mais cela n'implique pas que la résilience elle-même soit fractale, car des différences ont été constatées dans une perspective spatiale multi-échelle.

International audience; L’ANR « Hyperspectral imagery for Environmental urban Planning – HYEP » est un projet dont l’objectif principal est de favoriser l’usage de l’imagerie hyperspectrale pour des applications de planification et de gestion urbaine. L’imagerie hyperspectrale diffère des moyens optiques usuels par la richesse des informations obtenues et les choix méthodologiques à réaliser. Le projet a identifié un certain nombre de verrous à lever permettant d’améliorer les traitements de classification ou de caractérisation des éléments urbains (toits, les infrastructures routières, les espaces de végétation etc.). Après avoir présenté les spécificités de ce type d’imagerie, le projet HYEP et ses avancées sont développés notamment les efforts réalisés pour la constitution d’un regroupement des bases de données spectrales en une base accessible dont les informations (spectres) puissent être complétées par des indicateurs morphologiques par exemple. La démarche générale proposée est résumé ainsi que l’articulation envisagée avec les acteurs de la Métropole de Toulouse (France) et la ville de Kaunas (Lituanie).

The uncertainty inherent to our comprehension of past settlement systems, generated by our ways of collecting or recording data but also by our spatio-temporal categorisation and reflexion on this information, greatly condition hypotheses and results. This thesis was carried out in the framework of PaleoSyr/PaleoLib project, and develops a methodological and exploratory reasoning chain whose aim is to reveal and formalise with spatial analysis several levels of knowledge and uncertainty which are inherent to archaeological databases. It proposes alternatives to try and avoid the conditioning imposed by rigid spatio-temporal categories such as periods or survey zones. It is organised in two major axes : the first one intends to clarify and synthetize several levels of information which are inherent to a big database covering Occidental Syria and Lebanon from -9600 B.C to the present, by adapting decision making and spatio-morphological methods, and through geovisualisation processes in an exploratory dimension. The second axis explores and evaluates locally the impacts of the various spatio-temporal and uncertainty levels revealed by data with geostatistics and spatial statistics on our perception of spatio-temporal change, on a test zone situated at the North-West of Syria. Several models of the “possible pasts” of settlement with the help of fuzzy logic are then proposed, depending on the various spatio-temporal and uncertainty levels taken into account.; L’incertitude inhérente à notre appréhension des systèmes de peuplement passés, engendrée par les modes de collecte ou d’enregistrement des données, mais aussi par nos modes de catégorisation et de réflexion spatio-temporelles sur cette information, conditionnent fortement les hypothèses et les résultats qui en découlent. Cette thèse, menée dans le cadre du projet PaléoSyr/PaléoLib, présente une chaîne de raisonnement méthodologique exploratoire destinée à révéler et formaliser par des méthodes d’analyse spatiale divers niveaux de connaissance et d’incertitude inhérents aux bases de données archéologiques, tout en proposant des alternatives destinées à s’écarter du conditionnement imposé par les catégories spatio-temporelles rigides telles que les périodes ou les limites de zones de prospection. Celle-ci est structurée en deux axes majeurs : le premier a pour objectif de clarifier et de synthétiser les niveaux d’information inhérents à une vaste base de données couvrant la Syrie occidentale et le Liban de -9600 av. J.-C. à nos jours, en adaptant des méthodes d’aide à la décision et d’analyse spatio-morphologique, et par des procédés de géovisualisation dans une optique exploratoire. Le second axe explore et évalue localement les impacts des divers niveaux spatio-temporels que révèlent les données par des méthodes d’analyse géostatistique et de statistique spatiale, et des niveaux d’incertitude sur notre perception du changement spatio-temporel, sur un espace situé au Nord-Ouest de la Syrie. Divers modèles des « passés possibles » du peuplement élaborés à l’aide de la logique floue seront proposés, en fonction des divers niveaux spatio-temporels et d’incertitude envisagés.

The uncertainty inherent to our comprehension of past settlement systems, generated by our ways of collecting or recording data but also by our spatio-temporal categorisation and reflexion on this information, greatly condition hypotheses and results. This thesis was carried out in the framework of PaleoSyr/PaleoLib project, and develops a methodological and exploratory reasoning chain whose aim is to reveal and formalise with spatial analysis several levels of knowledge and uncertainty which are inherent to archaeological databases. It proposes alternatives to try and avoid the conditioning imposed by rigid spatio-temporal categories such as periods or survey zones. It is organised in two major axes : the first one intends to clarify and synthetize several levels of information which are inherent to a big database covering Occidental Syria and Lebanon from -9600 B.C to the present, by adapting decision making and spatio-morphological methods, and through geovisualisation processes in an exploratory dimension. The second axis explores and evaluates locally the impacts of the various spatio-temporal and uncertainty levels revealed by data with geostatistics and spatial statistics on our perception of spatio-temporal change, on a test zone situated at the North-West of Syria. Several models of the “possible pasts” of settlement with the help of fuzzy logic are then proposed, depending on the various spatio-temporal and uncertainty levels taken into account.; L’incertitude inhérente à notre appréhension des systèmes de peuplement passés, engendrée par les modes de collecte ou d’enregistrement des données, mais aussi par nos modes de catégorisation et de réflexion spatio-temporelles sur cette information, conditionnent fortement les hypothèses et les résultats qui en découlent. Cette thèse, menée dans le cadre du projet PaléoSyr/PaléoLib, présente une chaîne de raisonnement méthodologique exploratoire destinée à révéler et formaliser par des méthodes d’analyse spatiale divers niveaux de connaissance et d’incertitude inhérents aux bases de données archéologiques, tout en proposant des alternatives destinées à s’écarter du conditionnement imposé par les catégories spatio-temporelles rigides telles que les périodes ou les limites de zones de prospection. Celle-ci est structurée en deux axes majeurs : le premier a pour objectif de clarifier et de synthétiser les niveaux d’information inhérents à une vaste base de données couvrant la Syrie occidentale et le Liban de -9600 av. J.-C. à nos jours, en adaptant des méthodes d’aide à la décision et d’analyse spatio-morphologique, et par des procédés de géovisualisation dans une optique exploratoire. Le second axe explore et évalue localement les impacts des divers niveaux spatio-temporels que révèlent les données par des méthodes d’analyse géostatistique et de statistique spatiale, et des niveaux d’incertitude sur notre perception du changement spatio-temporel, sur un espace situé au Nord-Ouest de la Syrie. Divers modèles des « passés possibles » du peuplement élaborés à l’aide de la logique floue seront proposés, en fonction des divers niveaux spatio-temporels et d’incertitude envisagés.

We propose to present first results of a measurement protocol developed in the 14th district of Paris to estimate personal exposure of children on their way to school to air pollution (PM10). The aim is to establish a ranking of spaces around schools in air pollution terms, Nous proposons de présenter les premiers résultats d’un protocole de mesure mis en place dans le 14ème arrondissement de Paris pour estimer l’exposition des enfants à la pollution de l’air (PM10) sur le chemin de l’école. L’objectif est de construire une hiérarchisation des espaces autour des écoles en termes de pollution de l’air pour in fine être en capacité d’identifier des espaces moins exposés à la pollution de l’air.

In France, emergency rescue for victims is an integral part of the fire brigade missions. This is what we called the secours à personne (SAP). These last years, the number of volunteer firemen is in decline, particularly in the peri-urban and rural areas, which is not without consequence on the coverage of operational resources, especially since these sectors are already experiencing a decline in medical demography. At the same time, the number of SAP type of interventions is increasing. In this context, tensions between supply and demand for SAP tend to increase. One of the solutions envisaged to solve this situation is to optimize the location of existing resources. However, the methods implemented to this, by professionals, don’t prove to be sufficiently integrated, and those developed by researchers, not sufficiently operational. The main objective of this research is to propose an optimization method for localized SAP resources, both integrated and operational.The choice fell on the location-allocation models, because they take into account, overall, the set of parameters that come into play in the location of the emergency, and the consequences chain as location choices can result. The approach consists of three steps. The first is to make a diagnosis of SAP. The second is to select and prepare input data and configure the model. The third is to carry out various great scenarios optimization possible. This approach allowed, on one hand, to highlight the needs and methods of operational optimization tools, and on the other hand, to demonstrate the interest of the location-allocation models as an aid to reflection for optimizing localization of SAP resources.; Le secours à personne (SAP) correspond aux missions que réalisent les pompiers français pour porter secours en urgence aux victimes. Comme la démographie médicale, le nombre de pompiers volontaires est en baisse, particulièrement dans les espaces périurbains et ruraux. Parallèlement, le nombre d’interventions de type SAP est en augmentation constante, ce qui engendre localement des tensions entre l’offre et la demande en secours. Une des solutions pour remédier à cette situation consiste à optimiser la localisation des moyens existants. Cependant, les méthodes mises en œuvre pour cela, par les professionnels, ne sont pas suffisamment intégrées, et celles développées par les chercheurs, pas suffisamment opérationnelles. L’objectif de cette recherche est donc de proposer une méthode d’optimisation des localisations, à la fois intégrée et opérationnelle. Le choix s’est porté vers les modèles de localisation-allocation, car ils permettent de prendre en compte, de manière globale, l’ensemble des paramètres entrant en jeu dans la localisation des secours, ainsi que les conséquences en chaîne que les choix de localisation peuvent entraîner. La démarche se décompose en trois étapes. La première consiste à réaliser un diagnostic du SAP. La deuxième consiste à choisir et préparer les données d’entrée du modèle et le paramétrer. La troisième consiste à réaliser différents grands scénarios d’optimisation possibles. Cette démarche a permis de mettre en exergue les besoins de méthodes et d’outils d’optimisation opérationnels et de démontrer l’intérêt des modèles de localisation-allocation comme aide à la réflexion pour l’optimisation de la localisation des moyens de SAP.

In France, emergency rescue for victims is an integral part of the fire brigade missions. This is what we called the secours à personne (SAP). These last years, the number of volunteer firemen is in decline, particularly in the peri-urban and rural areas, which is not without consequence on the coverage of operational resources, especially since these sectors are already experiencing a decline in medical demography. At the same time, the number of SAP type of interventions is increasing. In this context, tensions between supply and demand for SAP tend to increase. One of the solutions envisaged to solve this situation is to optimize the location of existing resources. However, the methods implemented to this, by professionals, don’t prove to be sufficiently integrated, and those developed by researchers, not sufficiently operational. The main objective of this research is to propose an optimization method for localized SAP resources, both integrated and operational.The choice fell on the location-allocation models, because they take into account, overall, the set of parameters that come into play in the location of the emergency, and the consequences chain as location choices can result. The approach consists of three steps. The first is to make a diagnosis of SAP. The second is to select and prepare input data and configure the model. The third is to carry out various great scenarios optimization possible. This approach allowed, on one hand, to highlight the needs and methods of operational optimization tools, and on the other hand, to demonstrate the interest of the location-allocation models as an aid to reflection for optimizing localization of SAP resources.; Le secours à personne (SAP) correspond aux missions que réalisent les pompiers français pour porter secours en urgence aux victimes. Comme la démographie médicale, le nombre de pompiers volontaires est en baisse, particulièrement dans les espaces périurbains et ruraux. Parallèlement, le nombre d’interventions de type SAP est en augmentation constante, ce qui engendre localement des tensions entre l’offre et la demande en secours. Une des solutions pour remédier à cette situation consiste à optimiser la localisation des moyens existants. Cependant, les méthodes mises en œuvre pour cela, par les professionnels, ne sont pas suffisamment intégrées, et celles développées par les chercheurs, pas suffisamment opérationnelles. L’objectif de cette recherche est donc de proposer une méthode d’optimisation des localisations, à la fois intégrée et opérationnelle. Le choix s’est porté vers les modèles de localisation-allocation, car ils permettent de prendre en compte, de manière globale, l’ensemble des paramètres entrant en jeu dans la localisation des secours, ainsi que les conséquences en chaîne que les choix de localisation peuvent entraîner. La démarche se décompose en trois étapes. La première consiste à réaliser un diagnostic du SAP. La deuxième consiste à choisir et préparer les données d’entrée du modèle et le paramétrer. La troisième consiste à réaliser différents grands scénarios d’optimisation possibles. Cette démarche a permis de mettre en exergue les besoins de méthodes et d’outils d’optimisation opérationnels et de démontrer l’intérêt des modèles de localisation-allocation comme aide à la réflexion pour l’optimisation de la localisation des moyens de SAP.

The Mediterranean ports had become the European entry gate and the intermodal space. The quantities and volume growth of freight rise congestion problems. The organizational solutions implemented, haven’t brough only derisory and inefficient solution. This thesis wonders about the durability of transport and logistic spatial structures in the optics of the sustainable transport implementation and the development of the coastal spaces around the harbor port cities. It concentrates on the evaluation of the spatial and temporal evolution of the territorial potential of the exchanges between territories, to the methods of modal choice by a gravity model and to the modal accessibility offer. The results show a very high structural evolution of the potential in the coastal departments and from infrastructures and superstructures of freight transportation. We demonstrate the existence of a large party of road market transferable towards MoS. The costs of transport and the importance of markets stay two main explanatory factors of the MoS evolution markets. The flow orientation by MoS is the consequence of this spatial structuration.; Les ports méditerranéens sont devenus, par l’importance des trafics de bateaux qu’ils drainent, la porte d’entrée de l’Europe et des espaces d’intermodalité. La croissance des marchandises pose de nombreux problèmes de congestion. Les moyens de gestion mis en oeuvre, n’ont apporté que des solutions dérisoires. Le recours aux modes alternatifs à la route permettrait de transférer une grande partie du trafic routier. Cette thèse s’interroge donc sur la durabilité des transports et des structures spatiales logistiques dans l’optique du développement durable et de l’aménagement des espaces côtiers autour des villes portuaires. Elle se concentre sur l’évaluation de l’évolution spatio-temporelle du potentiel territorial des échanges territoriaux, sur les méthodes de choix modal par un modèle gravitaire à double contraintes sont appliquées et sur l’évaluation des parts de marchés obtenus et la modélisation des aires de construction d’entrepôts. Les résultats révèlent une évolution structurelle du potentiel global très élevée dans les départements côtiers et à partir des infrastructures et des superstructures de transport de fret et une articulation spatiale en pôles majeurs attractifs. Les coûts de transport et l’importance des marchés restent les principaux facteurs explicatifs de l’évolution des marchés des AdM. L’impact sur le trafic obtenu est de +2,3% à +2,7% en France et en Espagne comme en Italie. Cet impact est renforcé par les nouvelles lignes des AdM avec une croissance des flux se situant entre +4,8% et +5,2. L’orientation des flux terrestres par les AdM est à la base de cette structuration spatiale.