Proposition de sujet de Thèse

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Description

Proposition de sujet de ThèseUnité de recherche : LISC Encadrant universitaire : J-P. BriotGroupement : Clermont-Ferrand Ecole doctorale : EDITEDépartement : Direction Scientifique Université d'inscription : UPMCTR : Modelix Encadrant Cemagref : I. Alvarez et S. MartinSujetIntégrer des modèles de viabilité dans les outils d’aide à la gestion participative de territoiresprotégés.Problème poséLa gestion des territoires dans lesquels les tensions entre les différentes fonctions d'usage (agriculture vivrière ouintensive, habitat, conservation de la biodiversité, etc.) sont manifestes s'oriente, sous la pression sociétale, versun processus de décision où l'ensemble des acteurs concernés est impliqué. Dans le passé, ce processuscomprenait principalement les représentants de l'état et des experts mandatés pour émettre des recommandations.L'alternative la plus considérée est la gestion participative, processus de décision dans lequel l'ensemble desacteurs élabore la définition du problème et sa solution. Ce mode de décision met l’accent sur la connaissance dechaque acteur, et l’utilisation de modèles formels est plus difficile dans ce cadre. Le problème que nousconsidérons dans cette thèse est la possibilité d’utiliser, dans le cadre de l'assistance à la gestion participative desterritoires, des modèles de l’environnement basé sur la viabilité.EnjeuLa gestion des territoires était perçue par le passé comme un compromis entre différents points de vue ...

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Proposition de sujet de Thèse

Unité de recherche : LISC

Groupement : Clermont-Ferrand

Département : Direction Scientifique

TR : Modelix

Encadrant universitaire : J-P. Briot

Ecole doctorale : EDITE

Université d'inscription : UPMC

Encadrant Cemagref : I. Alvarez et S. Martin

Sujet

Intégrer des modèles de viabilité dans les outils d’aide à la gestion participative de territoires

protégés.

Problème posé

La gestion des territoires dans lesquels les tensions entre les différentes fonctions d'usage (agriculture vivrière ou

intensive, habitat, conservation de la biodiversité, etc.) sont manifestes s'oriente, sous la pression sociétale, vers

un processus de décision où l'ensemble des acteurs concernés est impliqué. Dans le passé, ce processus

comprenait principalement les représentants de l'état et des experts mandatés pour émettre des recommandations.

L'alternative la plus considérée est la gestion participative, processus de décision dans lequel l'ensemble des

acteurs élabore la définition du problème et sa solution. Ce mode de décision met l’accent sur la connaissance de

chaque acteur, et l’utilisation de modèles formels est plus difficile dans ce cadre. Le problème que nous

considérons dans cette thèse est la possibilité d’utiliser, dans le cadre de l'assistance à la gestion participative des

territoires, des modèles de l’environnement basé sur la viabilité.

Enjeu

La gestion des territoires était perçue par le passé comme un compromis entre différents points de vue,

correspondant aux différentes fonctions d’usage (habitat, transport, agriculture vivrière ou intensive, loisir,

tourisme, conservation de la biodiversité, etc.). La nouvelle perception des interactions entre nature et société

(Caseau, 2002) conduit à une approche multi-disciplinaire de la gestion des territoires, et non plus une approche

multi-experts. Parallèlement, on a pu assister à une évolution de la place de l’expert dans les processus de

décision : l’expert est de plus en plus amené à motiver ses avis face à d’autres acteurs qui participent à la prise de

décision, et sa responsabilité peut être plus facilement mise en cause en cas de crise (Duby, 1998). Ces deux

évolutions ont suscité une demande de plus en plus marquée vers la recherche, pour le développement de

nouveaux outils fiables d'aide à la gestion et d'aide à la décision sur les questions environnementales (voir en

particulier les travaux du programme Environnement, Vie et Société du CNRS, de 1994 à 1998). On assiste

d’une part au renouvellement de la recherche sur des modèles de l’environnement, comme avec les travaux sur la

résilience de Martin (2005), d’autre part au développement de nouveaux outils d’aide à la gestion participative

(comme le réseau ComMod, voir Bousquet et al, 06). Les approches de gestion participative reconnaissent

l’intérêt de l’utilisation des modèles de simulation (Barreteau , 2003), (Barreteau , 2007). Mais leur intérêt se

porte surtout sur la simulation sociale (modélisation des agents, règles de fonctionnement, etc.) Sans imposer des

prescriptions techniques précises, l’approche de la viabilité permettrait de vérifier que les options de gestion

envisagées respectent les contraintes et les objectifs que les acteurs se sont eux-mêmes fixés.

L'enjeu de la thèse est de faciliter la prise en compte des travaux sur l’analyse de la viabilité des modèles de

l'environnement (systèmes écologiques et sociaux), dans les outils d'aide à la gestion participative des territoires.

En effet, il s’agit d’intégrer des modèles de viabilité dans un processus d'aide à la gestion participative, de

manière à apporter aux acteurs des connaissances liées à la viabilité des systèmes. Dans une situation réaliste

mais contrôlée, où des expérimentations sont envisageables, du fait de l’informatisation du jeu de rôle, la thèse

permettra d’examiner la faisabilité de l’utilisation de ces connaissances et leur impact sur la qualité de la

solution de gestion.

Objectifs

L’objectif de la thèse est d’étudier la possibilité, dans une approche participative de la gestion des territoires

assistée par ordinateur, de recourir à des modèles de la viabilité des dynamiques des socio-agro-écosystèmes en

interaction. Le calcul de la résilience permettra à chaque acteur d'évaluer la qualité des solutions proposées.

Contexte

Dans le cadre de son thème de recherche, le LISC participe au développement de méthodes pour l’ingénierie de

l’environnement, dans le cadre de projets nationaux ou européens. En particulier, le LISC s’intéresse à la

formalisation des concepts de développement durable (Martin, 2005 ; projet ANR DEDUCTION), et au

développement d’outils informatiques pour l’étude de ces concepts (Chapel, 2007 ; projet européen PATRES).

Le LISC développe parallèlement des méthodes d’explication des résultats adaptées à ces concepts (Alvarez et

al, 2008) et un outil d'aide à l'exploration et à l'analyse de modèles de simulation (Faure & Deffuant, 2006 ;

projet SimExplorer). Ces travaux permettent au LISC d’afficher sa compétence dans le domaine de la

modélisation de la résilience des systèmes. En effet, Martin (2004) a proposé une définition mathématique

rigoureuse de la résilience au sens de Holling (1973), publiée dans le journal du réseau Resalliance. Cette

définition associée aux outils de la théorie mathématique de la viabilité (Saint-Pierre 1994; Chapel 2007) permet

d'évaluer la résilience lorsque la dimension des modèles n'est pas trop grande.

Le cadre d’étude de la thèse est l’aide à la gestion participative de parc naturel, pour laquelle de nombreux

travaux ont été réalisés ces dernières années (voir les nombreuses références de l’IUCN World Conservation

Forum, Barcelone, 2008). En particulier, le LIP6 collabore avec des universités brésiliennes, dont l’UFRJ de Rio,

pour la réalisation d’une plate-forme SimParc d’aide à la gestion de parc naturel (Briot et al, 2008). Cette plate-

forme a pour objectif la formation de gestionnaires de parc national au Brésil, ainsi que l’exploration de

scénarios. Les travaux en cours autour de cette plate-forme permettent de l’utiliser en vue d’expérimentations

réalistes répétées. En effet, elle est implémentée pour des parcs fictifs mais inspirés de parcs réels (parc national

de Tijuca, Rio de Janeiro, Irving et al, 2007), et le jeu de rôle peut impliquer des personnages réels ou artificiels

(Sordoni, 2008).

Description du sujet

La thèse consiste à examiner les possibilités de prise en compte des modèles de l'environnement, plus

particulièrement des modèles de viabilité et de résilience, dans le processus de gestion participative.

Concrètement, il s’agit de concevoir et d’intégrer un agent expert en théorie de la viabilité et de la résilience dans

le cadre de la plate-forme SimParc.

Le sujet comprend plusieurs facettes qui devraient être examinées au cours de la thèse, et qui conditionneront

l’architecture de l’agent expert.

- Définition du rôle de l’agent expert.

Plusieurs rôles sont envisageables : l’agent expert peut assister les joueurs pour leur permettre d’évaluer la

qualité de leur proposition, il peut leur permettre d’évaluer les propositions des autres joueurs, il peut

éventuellement être une force de proposition. Ces différents rôles, les contraintes qu’ils engendrent au niveau des

modèles de viabilité et des interfaces avec les acteurs, devront être examinés pendant la thèse, avec l’aide de

l’INCT-PPED (Institut National de Sciences et Technologies de Politiques Publiques, Stratégies et

Développement, UFRJ).

- Instanciation des contraintes et des modèles.

Le recueil des connaissances sur les dynamiques, le choix des modèles et la reconstruction des dynamiques

seront effectués par ailleurs (par un ingénieur de recherche ou un post-doctorant), de manière à fournir une base

de modèles disponibles, à partir desquels il est possible d’effectuer une étude de viabilité. La principale difficulté

posée pour l’agent expert consiste à définir les contraintes de viabilité et à sélectionner les modèles dans cette

base, à partir des demandes des acteurs au cours d’un jeu de rôle.

- Étude de viabilité.

La thèse comprend la réalisation de plusieurs petits modules d’évaluation de la résilience des fonctions du parc

jugées essentielles en fonction des dynamiques induites par les propositions des différents acteurs et de leurs

objets d’intérêt.

L’étude de viabilité (calcul de noyau, de bassin de capture, de cartes de résilience) pourra être faite off-line ou en

direct suivant les contraintes d’instanciation, en utilisant l’algorithme direct ou la plate-forme Kaviar du LISC.

Des adaptations de l’algorithme de viabilité seront éventuellement étudiées suivant les besoins.

- Présentation des résultats aux acteurs.

La présentation aux acteurs des résultats de l’étude de viabilité donnera lieu à une étude particulière pendant la

thèse. Les acteurs n’étant pas nécessairement familiers de cette notion, la présentation des résultats peut être

cruciale. Les méthodes géométriques (Alvarez et Martin, 2009) seront employées dans ce but.

- Évaluation de l’apport de l’agent expert.

Pour évaluer l’impact de ces agents, il sera nécessaire de conduire des sessions de jeu avec ou sans agent expert,

et en faisant varier le degré « participatif » du processus, ce qui est possible au sein de la plate-forme.

L’utilisation de modèles incomplets ou mauvais sera examinée. L’utilisation de jeux avec agents artificiels

devrait permettre de réaliser un protocole d’expérimentation de taille suffisante pour évaluer les résultats.

Partenariats

La thèse se fera en partenariat avec le département DESIR (DÉcision, Systèmes Intelligents et Recherche

opérationnelle) du LIP6 qui a développé SimParc en collaboration avec d’autres organismes. L’équipe Décision

du même département apportera ses compétences en théorie de la décision (Bouyssou et al, 2006). Les

partenaires du réseau ComMod seront sollicités sur les aspects aide à la gestion participative de la thèse.

Cette thèse est proposée dans le cadre d’un projet soumis à l’ANR Systerra 2009.

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