Ce travail de thèse s’intéresse à l’intégration des outils de cartographie et d’analyses spatiales, propres aux Systèmes d’Information Géographique (SIG), dans les domaines de la formation en géosciences appliquées et sciences de l’environnement. Face aux enjeux environnementaux de demain et au renouvèlement des technologies et des savoirs, l’apport des SIG de ces 20 dernières années, a profondément influencé la gestion des problématiques de terrain et fait évoluer les compétences des professions géoscientifiques. Le géologue est confronté à la double exigence de bâtir son modèle et de mettre sa connaissance à la portée des décideurs, souvent non-spécialistes du domaine. Répondre aux besoins du décideur conduit le géologue à s’ouvrir à des nouvelles compétences en Systèmes d’Information Géographique, telles que l’intégration de nouvelles sources de données ou le traitement de différentes méthodes analytiques. Il parait évident que l’acquisition des savoir-faire géomatiques, indispensables aujourd’hui à la pratique des métiers des géoscience doit être assurée par les formations.

L’étude de l’intégration des SIG en tant qu’outil d’aide à la décision, dans les formations en sciences de l’environnement et des difficultés qui l’accompagnent, a nécessité une approche pluridisciplinaire. Elle s’est articulée autour de trois dimensions :

1. une dimension cognitive, qui a permis d’étudier la façon de raisonner d’utilisateurs expérimentés ou de novices, face à la résolution de problèmes spatiaux avec les SIG ;

2. une dimension didactique qui a permis, à partir des différences entre les raisonnements des experts et des novices, d’identifier et d’intégrer les démarches expertes utilisables dans les stratégies de résolution des apprenants ;

3. une dimension pédagogique, qui a permis de concevoir, en s’appuyant sur les acquis cognitifs et didactiques, des dispositifs de formation innovateurs, avec des pédagogies actives et en adéquation avec les demandes du monde professionnel.

Dans une perspective pédagogique, professionnelle et sociétale, nous nous sommes intéressés à une activité de cartographie particulière : la cartographie d’aptitude pour la localisation de site(s) apte(s) à répondre à une problématique environnementale. C’est lors de la réalisation de cette activité de cartographie d’aptitude que différents types d’utilisateurs ont été observés : des experts et des étudiants issus de notre entourage académique et professionnel. La comparaison des différentes stratégies adoptées par les experts et par les étudiants a permis de ré-penser les dispositifs de formation, avec des aides didactiques ciblées qui rapprochent les étudiants de l’expertise.

Cette thèse a contribué à une meilleure compréhension de certains processus de représentations et d’appropriation des SIG. Ceci a été possible grâce à une approche fortement pluridisciplinaire, qui a apporté des connaissances de la psychologie cognitive, de la didactique des sciences et des sciences de l’éducation, à la cartographie et aux SIG dans les Sciences de l’Information Géographique. Aussi, l’approche pluridisciplinaire a facilité l’adéquation entre formation et métier, en combinant des compétences en méthodes et technologies SIG, aux besoins d’un secteur professionnel spécifique (les sciences de l’environnement).