Modélisations en géographie: déterminismes et complexités

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390 pages
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Cet ouvrage est issu des travaux de l'équipe CNRS "Modélisation et Traitement Graphique en Géographie" (MTG). Pour le vingtième anniversaire de l'équipe, il propose une réflexion d'étape sur la confrontation de la recherche avec le travail concret qui est demandé aux géographes dans la gestion du territoire, et, à partir de là, sur les nouveaux horizons ouverts par l'évolution des techniques informatiques. Les modèles de simulation fondés sur les automates cellulaires et les systèmes multi-agents mettent sur la voie de nouvelles méthodes d'investigation de la complexité des systèmes spatiaux, en fournissant le moyen de pratiquer, comme dans d'autres sciences, une vérification expérimentale des hypothèses avancées. Ils nous poussent ainsi à repenser nos objets d'étude et à poser un regard neuf sur les phénomènes sociaux.
Préface. Le goût de la mesure et du modèle -N. Mathieu. Présentation. Terres promises. La place de la modélisation en Sciences Humaines et Sociales -P. Langlois, D. Reguer. Des modèles classiques à la modélisation incrémentale -Y. Guermond. Confrontations. La formalisation des connaissances dans un système simplifiant la réalité -F. Lucchini. Modélisation et prospective territoriale -G. Lajoie. Un modèle peut en cacher un autre : les modèles des géographies de la santé -A. Vaguet. Des modèles opérationnels dans le domaine de la politique de la santé -J.-F. Mary, J.-M. Toussaint. Modéliser les logiques spatiales des comportements individuels : de l'écologisme méthodologique à l'individu-résident stratège -M. Bussi. Temporalités et modélisation des dynamiques régionales : le cas de l'Union Européenne -B. Elissalde. Horizons. Modélisation d'un système spatial complexe : le bassin versant -D. Delahaye. Comprendre pour mesurer, ou mesurer pour comprendre -T. Saint-Gerand. Complexité et systèmes spatiaux -P. Langlois. Les automates cellulaires pour la modélisation des systèmes spatiaux -P. Langlois. Systèmes multi-agents pour la simulation en géographie : vers une Géographie Artificielle -E. Daudé. Conclusion. Index.

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Date de parution 22 août 2005
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EAN13 9782746226210
Licence : Tous droits réservés
Langue Français

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Préface
Le goût de la mesure et du modèle : retour critique sur une pratique inassouvie
N’y a-t-il pas quelque chose de franchement insolite dans le fait de figurer parmi les auteurs de ce livre consacré à la modélisation en géographie, et ceci d’autant plus qu’il a pour objectif de déboucher sur des « propositions pour les années 2000 », forcément innovantes ? Si par chance mon œuvre a une quelconque postérité ce ne sera certainement pas pour le mot-clé « modélisation » ni pour celui de « géographie quantitative », même si dans ma bibliographie on peut trouver quelques allusions à ce goût caché pour la « mesure » [MAT 70, 88], le « modèle » [MAT 85, 86] voire le «modeling» [MAT 92, 96, 97].
Cela peut certes s’expliquer par le fait qu’il s’agit d’un ouvrage coordonné par Yves Guermond, ce vieux compagnon de route de l’Equipe Analyse des Espaces Ruraux du Laboratoire de géographie humaine à Paris, qui alimentait notre esprit d’opposition par son irrépressible besoin de tout quantifier et modéliser. Revenu d’une enquête collective sur la sécheresse de 1976 dans le sud Morvan, il avait fait surgir une querelle mémorable dans l’équipe en nous proposant, moins d’une semaine après notre retour, un modèle de relation entre les comportements des agriculteurs et leur système d’exploitation qui, selon lui, en constituait le résultat essentiel [EQU 79, ROB 82]. Ma présence ici, dans ce livre, serait en quelque sorte le témoignage de cette connivence nécessaire entre les deux visages de la géographie, celui de la complexité et du récit de mon côté, celui d’une science des lois spatiales liée aux mathématiques du sien.
Chapitre rédigé par Nicole MATHIEU
18 Modélisations en géographie
Il faut pourtant aller au-delà de cette interprétation quelque peu anecdotique qui n’explique pas pourquoi j’ai souhaité être professeur de géographie à Rouen au sein du laboratoire MTG dont j’admirais les innovations comme celle de Gilles Lajoie mêlant carroyage et ségrégation socio-spatiale ou celle de Michel Bussi modélisant le rapport entre dimension spatiale et sociale des votes politiques. Qui n’explique pas non plus le désir récurrent de m’approcher des mathématiques pour introduire la mesure et consolider l’intelligibilité des phénomènes que je voulais décrire, ni ce besoin continuel de travailler avec des géographes « quantitativistes » et de suivre avec attention toutes les tentatives de modélisation des problèmes d’environnement au sein de la revueNatures Sciences Sociétés.
Ce livre me donne donc l’occasion de faire un retour critique sur les raisons de ce goût finalement refoulé et sur les frustrations que révèle cet insuffisant approfondissement des relations entre géographie humaine et « interdisciplinaire » que je m’applique à pratiquer et cette question qui demeure toujours essentielle : quels modèles pour quelle science ?
Les preuves d’un goût…
Avant d’entrer dans l’analyse des raisons qui me font penser que mon recours à cette pratique scientifique que recouvre le terme de « modélisation » et dans laquelle 1 j’aurais tant aimé m’inscrire a été insuffisant, il me faut rappeler quelques travaux jalonnant ma carrière qui témoignent de cet intérêt pour la quantification, le concept de modèle et la modélisation.
C’est d’abord le goût et le besoin de la mesure pour identifier les faits et processus géographiques et pour tester les hypothèses permettant de les comprendre. N’en déplaise à Hubert Béguin à qui je racontais, enthousiaste, le contenu de ma future communication auVIIth European Colloquium on theoretical and quantitative geographyseptembre 1991 à Hasseludden, (Sweden) et qui me en répondit superbe « Mais comment ça se mesure » ! Dès le départ et sous la direction d’Ernest Labrousse j’ai su que d’une façon ou d’une autre « tout se mesure » et doit l’être pour qu’une affirmation soit crédible, mais aussi que la mesure est au cœur du politique comme le montre la responsabilité de construire la statistique agricole de la er France que Napoléon 1 donna à ces deux scientifiques Chaptal et Montalivet.
1 En particulier lorsque Alain Pavé lança au début des années 1990 un programme spécial du Programme Environnement du CNRS « Méthodes, Modèles, Théories » dont les résultats (aux côtés d’autres) donnèrent lieu à un Colloque 1996Tendances nouvelles en modélisation pour l’environnement, Paris, CNRS, Actes des journées du Programme Environnement, Vie et Sociétés.
Le goût de la mesure et du modèle 19
LesTableaux de l’agriculture françaiseavec ses cartes inédites (1966, 1968), la tentative de mesure des degrés d’urbanisation à l’échelle des départements (1973), des arrondissements (1971) et d’un échantillon de communes au caractère indécis ni rural ni ville (1974) forment des preuves de ce recours précoce aux mathématiques pour construire des indicateurs astucieux révélant l’inégale distribution dans l’espace de situations évaluées par les indicateurs complexes de la densité, de l’encadrement urbain, de la combinaison entre les dynamiques des composantes de l’évolution démographique des communes rurales. Dans ces années, et dans le prolongement de ce que m’avaient enseigné Ernest Labrousse puis Pierre Coutin (2001), le lien entre mathématiques et politique va de soi, constitue l’expérience ordinaire du chercheur en sciences sociales. C’est ainsi qu’en cherchant à traduire la vision prospective de Pierre Coutin sur les moyens de moderniser techniquement l’agriculture française tout en respectant les société paysannes régionales et locales, Jean-Claude Bontron et moi-même nous nous servons de l’écart type pour calculer de façon théorique la « Population Agricole Techniquement Nécessaire » en France par département et proposer au Commissariat Général du Plan l’objectif de réduction de la Population Active Agricole dans une proportion égale calculée par rapport au niveau de surpeuplement atteint dans chaque département [BON 66].
Vous me direz, comme le fit Denise Pumain à la fin des années 70, que je suis « de la génération pionnière des pré-quantitatifs », car « ce n’est pas en usant si intelligemment que ce soit de la mesure, qu’une géographie estthéorique et quantitative, qu’elle peut être identifiée à ce que recouvre le terme d’analyse spatiale ! ».
Pourquoi donc ma façon de recourir aux mathématiques n’était-elle pas théorique ? Etait-ce du fait d’une orientation trop « appliquée » comme on le disait à l’époque ? Pourtant dans mes recherches sur les zones de faible densité, et toujours avec la complicité de J-C. Bontron et de Lucette Vélard dont les compétences en traitements statistiques, analyses multi-variées et méthode de classement hiérarchique ascendant ne cessaient de s’accroître, il s’agissait bien de tester des hypothèses sur le fonctionnement de ces zones comme un système spatial et de construire une théorie des dynamiques de « l’envers » des processus d’urbanisation ! Alors que ces recherches mettaient en évidence des discontinuités spatiales 2 mesurées (et non idéologiques comme dansLa France du vide), en même temps qu’elles mettaient au jour (de façon pionnière et à contre-courant des analyses de l’époque) que ce niveau d’organisation et de structuration spatiale n’était pas
2  Cf. Carte « Zones des faibles densités et écarts de densité avec les régions voisines » in Bontron, J.C., Mathieu, N., 1977.La France des Faibles densités, Délimitation Problèmes Typologies, Paris, ACEAR/Segesa, p. 32.
20 Modélisations en géographie 3 dépendant de l’évolution démographique , pourquoi n’entraient-elles pas dans les canons de la géographie théorique et quantitative en construction ?
Etait-ce une question de rapport culturel aux mathématiques ? Quelle que soit la place que j’accordais à la dimension d’analyse des données pour l’examen hiérarchique des causes et des effets, il est vrai qu’elle n’était jamais exclusive. Comme la génération à laquelle j’appartenais [BAD 69] il me fallait prendre une distance avec le raisonnement mathématique (le concept de modèle) et son applicationtop downaux faits sociaux et spatiaux. Il me fallait surtout confronter ce que l’analyse quantitative démontrait avec ce qu’on pourrait appeler un plan d’expériences, celles que m’avaient conseillées P. Coutin, se référant d’ailleurs à Leplay, l’expérience des objets complexes que sont les monographies locales, les études de terrain comme modèles d’un système de relation entre populations et territoires, entre sociétés et milieux de vie [MAT 85]. Là sans doute était la faille aux yeux des géographes Theoquant en quête d’une science et de lois spatiales purifiées du terrain.
Il m’arrivait aussi dans ces années 1980 d’utiliser le concept de modèle dans un sens qui l’éloignait du modèle mathématique ou physique. Dans les différentes acceptions de ce terme, il me semblait pertinent et efficace de l’utiliser dans celle de « prototype » « d’objet à imiter ou exemplaire » [LEG 97]. Ainsi les situations diverses de conduite de politiques de développement rural au niveau local que j’avais observées depuis les années 70 jusque vers la fin des années 80 (PAR, contrats nationaux puis régionaux de pays), toujours complexes à analyser, me sont apparues comme relevant de deux « modèles », l’un privilégiant la centralité et l’équité spatiale, l’autre, « local », c'est-à-dire laissant libre cours aux dynamiques sociales spécifiques d’un territoire agissantin seetper se[MAT 86].
En ce sens il s’agissait à la fois d’un modèle d’analyse (pour le chercheur) et d’un modèle d’action (pour le politique) [MAT 85]. Là encore, ce multi-usage du terme et l’incongruité d’une traduction quantifiée de ce type de modèle m’écartaient du noyau dur de la géographie théorique et quantitative.
La modélisation comme nécessité…
Pourtant le découragement ne m’a jamais saisie et la question de la méthode, du recours nécessaire aux modèles et à la modélisation pour étudier des objets complexes est un leitmotiv de mes recherches des années 1990 lorsqu’elles s’orientent décidément vers les questions d’environnement. Ce qui n’était peut-être 3 D’où le repérage dès les années 75 du renversement de la tendance séculaire à l’exode et la dépopulation dans les communes rurales et la mise en évidence du poids des activités et des emplois non agricoles ainsi que des nouvelles pratiques habitantes.
Le goût de la mesure et du modèle 21
qu’un « goût » ou plutôt qu’une « évidence » devient alors la conscience d’une nécessité. La décision de faire des recherches sur des « objets complexes » qu’« on ne peut décomposer et rendre simples sans que les réductions employées ne les transforment et n’en modifient la nature » [LEG 04] est une décision qui implique nécessairement l’interdisciplinarité. La question sociale de l’environnement réactive le paradigme des relations sociétés/natures et implique la modélisation des interactions entre systèmes sociaux, systèmes naturels et systèmes technico-politiques au sein de l’objet complexe que constitue un problème environnemental. Dans ce cas la modélisation ne peut être que locale, ce qui, traduit en langage géographique signifie que l’identification des relations du système complexe ne prend de valeur que dans leur stricte co-localisation. D’où les deux impératifs épistémologiques de la géographie s’attachant aux problèmes d’environnement : la réactivation de ce que j’ai appelé « interdisciplinarité interne » [MAT 92, 97] à savoir 1) le travail articulé entre la géographie physique et la géographie humaine ; 2) la modélisationin situ de processus de natures et de temporalités distinctes spécifiques de ce type d’objet. D’où aussi l’importance d’outils comme le géo-référencement à grille constante et le SIG, ou comme l’obligation, pour toutes les disciplines, du travail sur un même microsite [ROB 01].
Depuis l’Observatoire des changements écologiques, économiques et sociaux Causses/Cévennes dont le responsable fut Marcel Jollivet et où j’avais la responsabilité de coordonner les équipes du Causse Méjan, en passant par ma participation à l’Observatoire du Méjan qui suivit ce premier programme PIREN, puis lors du programme PEVS « Co-évolutions des dynamiques du milieu naturel et de la société des éleveurs du Méjan : l’embroussaillement » coordonné par Marianne Cohen [CO 03], je n’ai cessé d’affirmer comme tout le groupe des passeurs de frontières (il ne faut pas oublier que Jean-Marie Legay en était le leader côté sciences de la nature) la nécessité impérieuse de recourir à toutes les méthodes et outils de modélisation et de SIG pour traiter de ces questions entre sciences de la société et sciences de la nature en préconisant l’interdisciplinarité interne en géographie, autrement dit la ré-articulation des savoirs systémiques des géographes physiciens avec ceux des géographes de l’analyse spatiale qui était à ce moment plus répandue en géographie humaine. C’était une évidence et j’étais persuadée que quelle que soit la méthode utilisée pour construire les modèles qu’il s’agisse d’une méthode déductive (une théorie -> un modèle -> une situation) pratiquée par des mathématiciens, des physiciens, biophysiciens, voire des chimistes et aussi par certains géographes ; ou d’une méthode ascendante (une situation -> un modèle -> une théorie) dont les agronomes et les médecins connaissent bien la difficulté du fait des hypothèses contraignantes imposées par la situation et que je préférais du fait de mon attachement au terrain, c’était bien le va et vient entre le modèle et le terrain « ces allers et retours entre le modèle et l’expérience » [LEG 97] qui forment le cœur de la méthode pour mettre au jour le fonctionnement d’un objet complexe géographique à la charnière entre systèmes physiques et systèmes sociaux.