Planification systématique de la conservation basée sur les contraintes, une approche générique et expressive : application à l’aide à la décision pour la conservation des forêts de Nouvelle-Calédonie

Issue de la biologie de la conservation, la planification systématique de la conservation (PSC) est une approche pratique qui se propose de fournir une aide à la décision dans la planification des actions de conservation en intégrant les objectifs écologiques avec les contraintes des gestionnaires. Basée sur la modélisation, l’optimisation et l’informatique, la PSC offre un cadre rationnel pour aborder les problématiques environnementales et réduire le fossé entre recherche et gestion. Dans cette thèse, nous avons introduit une approche formelle pour modéliser et résoudre des problèmes de PSC basée sur la programmation par contraintes, une méthode issue de l'intelligence artificielle et fondée sur le raisonnement automatique. Notre motivation principale était d'apporter plus d'expressivité à la PSC (i.e. d'accroître l'étendue et la variété des problèmes qui peuvent être représentés et résolus), notamment par l'intégration de contraintes spatiales avancées et d'indices du paysage. Cette approche permet également d’obtenir des garanties sur la qualité des solutions produites (satisfaisabilité, optimalité) qui peuvent améliorer considérablement la qualité de l'aide à la décision. Nous avons appliqué cette approche sur des données réelles issues des forêts de Nouvelle-Calédonie, un point chaud de la biodiversité qui doit faire face à de nombreux défis pour la conservation de sa biodiversité. Le contexte développé, insulaire et peu peuplé de cet archipel permet une grande proximité entre les différents acteurs de la conservation, ce qui en fait un terrain d'étude approprié pour expérimenter de nouveaux outils pour la conservation. Nous avons illustré cette particularité à travers un cas d'étude mené en étroite collaboration avec les gestionnaires du parc provincial de la « Côte Oubliée -– Woen Vùù – Pwa Pereeù ». Dans cette étude, nous avons fourni une aide à la décision dans un projet de reforestation, en mettant l'accent sur la réduction de la fragmentation et l'amélioration de la connectivité structurelle. Dans l'ensemble, nous avons démontré le caractère générique, la flexibilité et l'expressivité de l'approche basée sur les contraintes appliquée à la PSC. Nos résultats ont également ouvert de nouvelles perspectives pour l'aide à la décision en Nouvelle-Calédonie, la PSC, et la programmation par contraintes.

Étude prospective pour une gestion territorialisée et optimisée des boues de l’assainissement collectif

La Métropole Rouen Normandie (MRN) dispose d’un parc de 23 stations de traitement des eaux usées (STEU) générant un total de 9075 tonnes de matières sèches (MS) par an. Les boues des quatre principales stations, à savoir « Émeraude » à Petit-Quevilly (72% du flux total produit), Saint-Aubin-lès-Elbeuf (15%), Grand-Quevilly (4,8%) et Grand-Couronne (1,5%), sont incinérées sur deux sites, le reste étant épandu. L’incinérateur de la STEU de Saint-Aubin-lès-Elbeuf fonctionne actuellement en souscharge alors que celui d’Émeraude est amené à recevoir davantage de boues depuis l’extension de la STEU fin 2018, ce qui engendre des problématiques de consommation énergétique. La mise en place de la digestion anaérobie permet de réviser la gestion des boues à l’échelle d’un territoire. À cet effet, l’approche multicritère menée par le Centre d’études et d’expertise sur les risques, l’environnement, la mobilité et l’aménagement (Cerema) a permis à la collectivité de disposer d’une aide à la décision pour ses futures orientations. L’étude a tout d’abord défini un état des lieux de la production de l’ensemble des boues des STEU du territoire de la MRN, puis présenté une analyse de la faisabilité de différentes filières de traitement des boues en lien avec les équipements en place sur le site d’Émeraude et, sur la base d’un retour d’expérience, proposé des recommandations et des points de vigilance pour les filières d’incinération et de méthanisation par rapport aux techniques existantes pour l’adaptation au contexte rouennais. Quatre scénarios avec suppression ou maintien des fours d’incinération et mise en place d’une digestion anaérobie sur Émeraude ont été élaborés, puis analysés suivant des critères techniques (flux à traiter, équipements nécessaires, emprise foncière), environnementaux (émission de gaz à effet de serre), économiques (investissement, fonctionnement, recettes envisageables) et réglementaires (procédures nécessaires). L’article présente la démarche et la méthodologie mises en oeuvre, le choix de la collectivité sur le scénario proposé n’étant à ce jour pas entériné officiellement.

Recherche locale et théorie des jeux appliqués à la création de typo-morphologies compactes

En vue d'une densification urbaine durable, un outil ayant pour but d'évaluer et d'assister la conception d'îlots urbains compacts pourvus d'une densité de population cible a été créé et testé dans le cadre du projet CoMod. Le concept de compacité spatiale est appliqué ici, à l'échelle architecturale, sur le bâti, le non-bâti et les deux combinés. Cette approche encourage les typo-morphologies économes en terrain et en ressources matérielles tout en étant efficaces d'un point de vue énergétique. Afin d'éviter une potentielle exagération de ce concept divers critères notamment relatifs aux espaces verts, aux ombres ainsi que des distances et surfaces minimales sont considérés. Cependant, viser la compacité urbaine rencontre une conciliation difficile entre les divers critères quantitatifs et qualitatifs. De nombreux outils mathématiques ont déjà été appliqués à des problems urbanistiques (méthodes d'optimisation, aide à la décision, automates cellulaires, ensembles fractals, etc.). L'étude de typo-morphologies compactes avec l'aide de la théorie des jeux ou de la recherche locale peut aider à la gestion des problèmes provenant de critères conflictuels. Dans cet article nous présentons un prototype de programme qui génère des îlots urbains en utilisant la recherche locale et la théorie des jeux.

Quantifier la contribution des parcelles et les temps de transit de l’eau souterraine pour protéger la qualité des captages d’eau potable

En France, plusieurs milliers de captages d’eau potable présentent une dégradation avérée de la qualité de l’eau due aux pollutions diffuses, par exemple liée aux nitrates ou aux micropolluants. Une bonne partie d’entre eux exploite une ressource de nappe libre, en milieu poreux. Les gestionnaires de ces captages ont besoin de connaître les secteurs sur lesquels agir en priorité pour améliorer la qualité de l’eau prélevée et le temps de retour sur investissement des actions engagées sur les aires d’alimentation de captage (AAC). Cet article présente une méthode cartographique simple d’utilisation permettant d’optimiser les programmes d’actions consacrés à la reconquête qualitative de ces captages. Cette méthode repose sur le choix, la projection et le traitement dans un système d’information géographique (SIG) d’abaques mis à disposition par le Centre d’études et d’expertise sur les risques, l’environnement, la mobilité et l’aménagement (Cerema). Ces abaques ont été élaborés par modélisation numérique déterministe en résolvant l’équation d’advection-dispersion en écoulement inversé. Les données nécessaires pour l’application de cette méthode sont : une cartographie de l’AAC avec la localisation du captage, une carte piézométrique de l’aquifère et sa perméabilité, la recharge pluviométrique de la nappe et le débit du captage. La projection d’un abaque sur une AAC permet d’obtenir une cartographie des parcelles qui ont la plus forte contribution à l’alimentation du captage ainsi que les temps de transit de l’eau souterraine jusqu’au captage les plus courts. Ainsi, la méthode proposée constitue une aide à la décision pour la construction des programmes d’actions destinés à reconquérir la qualité des captages d’eau potable et permet le suivi et l’analyse des actions déjà mises en œuvre.

Gestion orthodontique de l’inclusion horizontale des incisives maxillaires : à propos d’un cas clinique

L’inclusion horizontale des incisives maxillaires présente sans aucun doute un préjudice esthétique et fonctionnel important. Elle pose des difficultés de diagnostic, d’où l’intérêt du cone beam comme, d’une part, un excellent moyen de diagnostic et un guide thérapeutique et, d’autre part, une aide à la décision entre la traction orthodontique ou l’extraction et la réhabilitation prothétique. De ce fait, la mise en occlusion des incisives incluses en position horizontale constitue un défi pour l’orthodontiste. Dans ce travail, nous présentons un cas clinique où nous avons pu tracter deux incisives maxillaires incluses.