L'objectif de ce travail est de définir les processus d'accès et de diffusion des visiteurs sur les espaces naturels afin de construire un modèle dont le but est de simuler les répartitions probables des visiteurs et d'offrir un outil global de mesure et de suivi des évolutions quantitatives et qualitatives des déplacements et des fréquentations sur les espaces naturels, un outil destiné à l'aménageur. La démarche s'attache principalement à la détermination des processus de déplacements et de fréquentations sur les espaces naturels afin de construire un modèle de simulation cartographique d'accès et de diffusion des visiteurs sur les espaces naturels (logiciel FRED : FRéquentation Et Déplacement). Les déplacements vers et sur les espaces naturels sont soumis à un processus de choix, pourquoi ce site et pas un autre, et pourquoi ce massif et non pas le voisin ? Cette question ouvre sur l'attractivité des sites. En effet, si certains sites sont plus fréquentés que d'autres, c'est que nécessairement, ils attirent plus et qu'ils sont capables de capter plus de visiteurs que le site voisin. Ce phénomène interroge aussi le chercheur sur les fondements de l'attractivité d'un site. Cette interrogation est centrale dans le travail que nous menons, faut-il l'attribuer à son offre en activités, à sa position plus ou moins éloignée sur un territoire, à son milieu naturel ou à sa notoriété ? In fine la question est simple, pourquoi avons nous tant de visiteurs sur tels ou tels espaces naturels ? et pour quoi faire ? Si les loisirs sur les espaces naturels sont souvent associés à un usage gratuit de l'espace public, ils ont toutefois des coûts économiques induits par les impacts environnementaux consécutifs aux pressions anthropiques. Le plan de la thèse s'articule en trois parties focalisées autour de trois questions qui cernent les éléments que nous devons déterminer : • Comment les individus accèdent et se déplacent sur les espaces naturels et quels en sont les facteurs ? • Quels sont les processus de diffusion des flux d'individus sur un espace, quelles formes prennent-ils ? Et peut-on identifier des invariants dans les processus de déplacements ? • Peut-on modéliser ces processus afin d'élaborer un outil intelligible d'aide à la décision ? La première partie s'attache à montrer que la nature du tourisme tel qu'il est défini ne répond pas aux exigences de l'évaluation des fréquentations sur les espaces naturels induites par la croissance des fréquentations de proximités sur les espaces naturels. Depuis ces dernières années, nous avons pu observer une croissance des activités paratouristiques. Les populations résidentes consomment de plus en plus les équipements touristiques de leurs régions lors de leur temps libre et se mélangent aux populations de vacanciers. Les déplacements sur les espaces naturels ne peuvent plus être perçus comme une simple activité touristique que l'on consomme lors des vacances. Ils sont devenus si importants que l'on observe des phénomènes de saturation aussi bien sur les routes d'accès que sur les sites naturels et induisent des processus de prédation sur les milieux naturels. Nous avons ainsi identifié les trois principaux éléments en interactions qui forment le système de déplacements : le visiteur, le lieu et le réseau. Pour cela nous montrons que l'espace récréatif est un espace fonctionnel structuré et organisé en un réseau hiérarchisé de sites. Il détermine une "offre" sur laquelle vont s'organiser les pratiques récréatives spatiales des visiteurs. Nous appuyons notre travail sur une méthode qui analyse les formes de déplacements et de fréquentations sur les espaces naturels. La répartition des visiteurs s'articule autour de deux niveaux d'organisation des déplacements qui sont complémentaires et qui ne s'opposent nullement : • les formes de déplacements d'accès aux sites sur un réseau d'accueil qui s'opèrent sur des échelles kilométriques : les déplacements voiture, • les formes de diffusion des visiteurs sur les espaces naturels qui se font sur une échelle métrique ou hectométrique : les déplacements pédestres. Pour évaluer les déplacements sur les espaces naturels, nous avons intégré une double échelle des déplacements en fonction des comportements liés aux trois facteurs de la fréquentation d'un site : une nature protégée qui offre un dépaysement, une nature aménagée et sécurisée et une accessibilité pédestre des curiosités naturelles. Cette double dimension est dépendante de deux processus de déplacement : un déplacement voiture sur un réseau d'accueil de sites puis un ou plusieurs déplacements pédestres sur des sites naturels. Pour répondre à la dualité de l'analyse, nous avons à notre disposition plusieurs enquêtes et études de fréquentation que nous avons menées sur les Hautes Vosges et les PNR Normands. Les données recueillies et croisées avec d'autres études de fréquentations nous ont permis d'émettre l'hypothèse d'un espace fonctionnel capable de modifier des comportements de déplacements et d'orienter les répartitions des visiteurs sur les différents sites sur les espaces naturels. Nous adoptons cette approche, car nous avons constaté, lors des études de fréquentation qu'il n'existait pas de différence de diffusion sur les espaces naturels qui réponde à de tels critères. Nous avons plutôt observé des formes communes de pratiques récréatives sur les espaces naturels qui répondaient à des comportements communs de diffusion sur les milieux naturels et qui vont nous permettre de segmenter les populations de visiteurs en fonction des comportements de pratiques récréatives de diffusion. Quel que soit le type de visiteurs, résident ou vacancier, les déplacements s'inscrivent sur une durée bornée : la journée. Nous avons alors procédé à la classification des populations de visiteurs en fonction des types de diffusions spatiales sur les espaces naturels qui nous a permis d'obtenir trois groupes d'individus : les contemplatifs, promeneurs et randonneurs segmentés en fonction de comportements qui apparaissent communs à tous types de visiteurs - le déplacement pédestre - en fonction de comportements de diffusion bornés dans des aires radioconcentriques de 500, 1000 et 3000 mètres. Nous avons ainsi pu mettre en évidence que les processus de déplacements relatifs à l'accès et à la diffusion sur les espaces naturels s'organisaient autour de trois éléments en interaction : le visiteur, le lieu ou le site et le réseau. La seconde partie a pour objectif de poser la formalisation analytique des interactions entre les trois éléments constitutifs de notre système de déplacement que nous avons identifiés. Nous avons ainsi mis au point un modèle gravitaire de simulation des déplacements de visiteurs sur un espace d'accueil (modèle FRED). L'intérêt du modèle consiste à formaliser deux déplacements sur deux échelles : le déplacement voiture puis le déplacement pédestre. La construction du modèle FRED de simulation s'appuie sur l'architecture d'un modèle gravitaire, qui définit, pour chacun des types de visiteur, les attractions des différents parkings ouvrant sur des sites naturels. Ces attractions sont calculées en fonction de la valeur du site ("offre spatiale naturelle") et des interactions produites avec les sites voisins. Le modèle FRED calcule alors, à partir des accessibilités à un point de départ du déplacement (une "ville porte"), la probabilité que possède un parking de fixer les quantités différenciées de visiteurs (contemplatifs, promeneurs et randonneurs). A partir de l'utilisation de la théorie des graphes et des travaux antérieurs du laboratoire du CESA sur l'utilisation de cette théorie concernant les transports, nous modélisons un réseau d'accueil touristique en un graphe défini par des arcs qui symbolisent les liaisons routières d'un espace régional et par des nœuds qui, mis en interrelation par les arcs, représentent les parkings ouvrant sur des espaces naturels. Le principe de la modélisation consiste à calculer pour chacun des types de visiteurs, contemplatifs, promeneurs et randonneurs leurs probabilités de répartition sur le graphe. Nous avons donc choisi de traiter les déplacements touristiques selon trois contraintes spatiales sous forme de fonction qui, nous semble-t-il, reprennent les trois principaux facteurs qui font qu'un site est susceptible d'être fréquenté. • Une offre spatiale naturelle, définie par le nombre de curiosités existantes et le nombre d'équipements et de services offerts par le site, • Les attractions qui s'exercent sur les sites entre eux, • L'accessibilité routière des parkings ouvrant sur des espaces naturels. En résumé, nous considérons qu'un site possède une offre d'activités relative qui lui est donnée par sa structure interne (nombre de curiosités naturelles, niveau d'aménagement) et qui sera plus ou moins attractive selon sa position dans le réseau. Dans la troisième partie, nous avons ainsi pu mettre en évidence plusieurs type de déplacements soumis à des phénomènes de seuils. Un premier déplacement d'accessibilité oscillant entre trois quart et une heure puis un second déplacement de redistribution sur le réseau d'accueil. Les résultats des différentes simulations sont traitées sous la forme cartographique. Les résultats sont intéressants puisqu'ils ont permis de déterminer des indicateurs spatiaux de déplacements qui montraient des pratiques récréatives très sélectives sur les espaces naturels. A partir des indicateurs associés aux contraintes spatiales, nous avons pu déterminer des seuils d'accessibilité, le poids du voisinage d'un site, et de son offre spatiale dans l'attractivité qu'il possédait dans le réseau d'accueil. C'est à dire qu'il nous est possible de définir le poids des contraintes spatiales dans l'attractivité des sites dans un réseau d'accueil et de répondre ainsi à la question sur le fondement de attractivité d'un site, est-ce sa position dans le réseau, sa structure interne ou son voisinage qui fait qu'un site est plus ou moins attractif et fréquenté.