Introduction à la dynamique des systèmes

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La dynamique des systèmes trouve aujourd'hui des applications multiples dans de très nombreux domaines : l'économie, l'écologie, le management, la gestion opérationnelle des firmes... Des laboratoires universitaires ou d'entreprises y ont également recours pour la pharmacie, la biologie ou encore la gestion de processus de fabrication : partout où des interactions dynamiques, des interrelations entre éléments ou acteurs, des comportements jouent un rôle majeur. Ce livre permet de mieux en comprendre la logique et les modalités de mise en oeuvre.

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Date de parution 15 août 2017
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EAN13 9782336795416
Langue Français

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Patrice Salini Introduction à la dynamique des systèmes
© L’Harmattan, 2017 5-7, rue de l’Ecole-Polytechnique, 75005 Paris http://www.editions-harmattan.fr EAN Epub : 978-2-336-79541-6
Introduction
1 Choisir d’écrire un livre sur la dynamique des syst èmes en langue française relève sans doute d’un pari difficile. En raison du réel h andicap que constitue en France au mieux la méfiance, au pire la défiance des milieux dits scientifiques à l’égard d’une 2 discipline déjà ancienne et éprouvée. Jay Forrester , son inventeur, fait remonter son 3 développement à la fin des années 1950, et son expo sé théorique à l’article qu’il a publié dans la Harvard Business Review, et qui cons tituera le chapitre deux de son 4 « Industrial dynamics ». Il ne s’agit donc pas d’une innovation récente et controversée par sa nouveauté. A travers le monde, de nombreux t ravaux de dynamique des systèmes ont été développés, y compris en Europe. M ais le passage du domaine un peu austère de l’industrie (avec Industrialo Dynami cs) à celui des réalités urbaines, 5 grâce à John F. Collins , produisit selon les termes mêmes de Jay Forrester, et pour la 6 première fois, des « réactions fortes et émotionnel les ». C’est à dire négatives. En effet, les réactions « académiques » par rapport à « rban dynamics » furent loin d’être toutes favorables. Certains considérant que les con clusions de ce travail étaient inacceptables. Celles-ci étaient comme on le dit au jourd’hui « disruptives », les simulations effectuées venant contredire les croyan ces des urbanistes. Le caractère relativement contre-intuitif des résultats avancés choquait. Comme plus tard avec les travaux menés sous l’égide du Club de Rome, la méth odologie se trouve alors tout autant contestée que les conclusions tirées des tra vaux de simulation. Car, et je ne l’ai pas encore indiqué ici, la dynam ique des systèmes est une approche qui consiste à simuler le fonctionnement d ynamique, dans le temps, d’un système dont la caractéristique première est d’être complexe et doté d’un ensemble considérable de liens entre ses propres éléments et de mettre en œuvre de multiples rétroactions. La présence dans un tel système de fl ux et de stocks (variables d’accumulation) est essentielle. Parler aujourd’hui de dynamique des systèmes suppose donc de convaincre le lecteur de ces simple s évidences. Complexité, rétroaction, rôle du temps sont des éléments consti tutifs des systèmes écologiques, 7 économiques et sociaux qui nous entourent. Accepter la complexité du propos et en tirer des conséquences n’est pas facile, loin s’en faut, pour ceux dont l’approche est largement déterminée par la quasi-certitude que l’i nduction statistique et la loi des grands nombres offrent les meilleures garanties de prévisibilité de l’évolution d’un système. Cette réticence résulte aussi assez direct ement, nous y reviendrons, de 8 l’importance de l’économie mathématique en France. Ces raisons expliquent en partie que la Dynamique d es Systèmes soit relativement méconnue en France, voire fortement décriée. Dans c e cas, on lui fait un procès en non-scientificité au nom de l’économétrie, et elle peine donc à pénétrer les milieux chargés de travaux d’analyse, de prévision ou de pr ospective, et à demeurer enseignée. ne observation très partielle et qualit ative me laisse à penser que la « résistance » de la dynamique des systèmes est plu s forte dans des disciplines touchant au monde agricole, aquatique, ou dans cert aines écoles d’ingénieur. Cette situation singulière – que l’on évoquera plus loin dans cet ouvrage – tranche avec celle
que l’on trouve dans d’autres pays. Mais d’autres facteurs ont joué. Au début des année s 1970, on avait tendance – je 9 pense ici au cours que j’ai pu suivre à Paris-Dauph ine à enseigner comme faisant 10 partie du même ensemble la théorie générale des sys tèmes , la théorie des 11 organisations , la dynamique des systèmes et un certain nombre d’ approches rompant avec l’économie et la sociologie classiques . Cette relative confusion – concession à l’hétérodoxie ou à la nouveauté de ces approches – a eu, je crois, comme conséquence idéologique de pousser à confondr e l’ensemble des approches systémiques. En effet, si toutes avaient de fait te ndance à s’éloigner des théories classiques de la firme et de la société, elles n’av aient en commun ni les mêmes références ni les mêmes objets. Elles proclamaient simplement leur hétérodoxie et affirmaient l’importance d’une approche systémique. L’autre élément qui a pu jouer un rôle certain fut à mon sens la publicité donnée à la 12 13 dynamique des systèmes à travers le célèbre rapport du club de Rome . Ce rapport précurseur du pessimisme relatif à la durabilité du modèle de croissance a été en son temps vivement contesté, aussi bien par les économi stes libéraux comme Friedrich Hayek, et par les économistes marxistes. Pour simpl ifier, l’opposition des économètres 14 et des productivistes, voire des tiers-mondistes , a pu sérieusement entamer la réputation de la dynamique des systèmes. Mais l’importance du phénomène est, en France, rela tivement singulière, alors que la dynamique des systèmes semblait devoir y prospér er. Ainsi, la première conférence internationale de dynamique des systèmes s’est elle tenue à Toulouse en 1975 à 15 l’initiative de Jean Lebel , et plusieurs autres conférences se sont tenues en France 16 les années suivantes . Il s’agit donc – historiquement – d’un véritable reflux. Selon Michel Karsky, les raisons en seraient que, outre l e refus d’accepter la complexité – se heurtant sans doute à une approche statistique simp lificatrice –, les utilisateurs potentiels souhaitent des résultats et non « « joue r » avec des modèles, et tester des hypothèses ». L’argument est juste, j’ai pu le véri fier lors des travaux de prévisionniste que j’ai pu mener, et a fortiori lorsqu’il s’agit d e discuter avec un commanditaire d’un travail de simulation. On attend de l’expert qu’il réduise des incertitudes, non qu’il propose au « décideur » de comprendre le fonctionne ment d’un système complexe et de jouer avec une maquette du système simulé. Or un e partie importante de l’approche de Jay Forrester repose sur cette idée que l’on app rend beaucoup par la simulation, que celle-ci permet d’accéder à la compréhension de s comportements globaux d’un système, par l’entremise de la perception de sa structure. La crise, aussi, aurait joué en France un rôle part iculier. Pour simplifier, de manière paradoxale le succès des méthodes de simulation coï nciderait avec une période de prospérité et de croissance, les entreprises acceptant plus facilement à se projeter vers l’avenir dans un tel contexte que dans une situatio n marquée par la crise. Nous avons pu constater qu’après le premier et plus probableme nt ou nettement le second choc pétrolier notre pays a manifesté un reflux d’intérê t très manifeste pour la dynamique des systèmes, en particulier dans les domaines rele vant de l’économie et toujours
17 paradoxalement du développement durable. Michel Kar sky soulignait déjà le phénomène comme visible au tout début des années 19 80. Michel Karsky évoque de son côté la difficulté de compréhension d’une métho de qui repose en fait sur un 18 19 axiome constructiviste . Comme nous le faisions remarquer dans un rapport :« (…) la méthode suppose que l’intelligence organise le m onde en s’organisant elle-même. La simulation est ainsi avant tout un outil de conn aissance ou de compréhension et de réflexion, et non un outil de prévision. On simule pour apprendre, mais aussi remettre en cause ses représentations. « Halte à la croissan ce » provoque le rejet de la méthode alors qu’il aurait dû provoquer le débat, l e nourrir et tendre à améliorer le modèle, c’est-à-dire à modifier certaines représent ations du monde. Au fond, le problème n’est pas tant dans la façon de considérer le monde, mais dans la prétention de tenir la simulation pour scientifiquement utile à la compréhension dumonde. C’est, sans doute, cette idée même qui n’est pas ou peu ad mise en France. » Du coup, l’expérience française en la matière est f aible, et les enseignements prodigués dans les universités et les écoles demeurent rares. Ce petit livre vise donc à tenter de combler ce qui constitue bien un handicap. Il s’agit en effet de mieux éclairer ce qui est un che minement intellectuel, et d’exposer 20 une approche qui, loin de se réfugier derrière un a ppareil mathématique facilitateur , repose sur une perception des réalités socio-économ iques largement hétérodoxe. Pour atteindre cet objectif, le propos est organisé en d eux grandes parties. La première a une vocation épistémologique. Elle vi se à s’interroger sur les chemins menant au systémier, puis à explorer la question de s théories disciplinaires. Enfin, cette partie aborde la question de la complexité, e t de la notion d’anticipation. La seconde partie explore dès lors la méthodologie de modélisation en dynamique des systèmes.
1 L’un des ouvrages français sur le sujet est dû à Donnadieu (Gérard), Karsky (Michel),La systémique, penser et agir dans la complexité,Éditions Liaisons, Paris, 2002. 2 Jay Wright Forrester, 1918, 2016 3 Forrester (Jay W.) Industrial Dynamics - A Major Breakthrough for Decision Makers, Harvard Business Review, 1958 4 Forrester (Jay W.)Industrial Dynamics, Waltham, MA : Pegasus Communications, 1961. 5 John Collins décida de ne pas se représenter au poste de Maire de Boston et devint Visiting Professor of rban Affair au MIT. 6 Forrester (Jay W.),The Beginning of System Dynamics, Banquet Talk at the international meeting of the System Dynamics Society Stuttgart, Germany July 13, 1989 7 Ou de notre représentation de la réalité. Nos modèles mentaux sont bien plus complexes que ce qu’ils deviennent sous la pression des contraintes de l’analyse statistique. 8 Etner (François),Histoire du calcul économique en France, Paris, Economica, 1987 Zylberberg (André), L’économie mathématique en France - 1870-1914, Paris, Economica, 1990 9 Paulré (Bernard),Cours Analyse des systèmes, niversité Paris IX Dauphine, Paris 1971
10 Bertalanffy (Ludwig von),Théorie générale des systèmes, Vienne, 1973, 2002 11 March (James G.), Simon (Herbert A.),Organizations, New York : Wiley, 1958. 2nd ed Cyert (Richard M.), March (James G.),A Behavioral Theory of the Firm, Englewood Cliffs, NJ : Prentice-Hall, 1963. 2nd ed 12 Les travaux reposaient sur le modèle « World 3 », découlant du World 2 de Jay Forrester. 13 Delaunay (Janine),Enquête sur le club de Rome Rapport sur les limites de la croissance par Donella H. Meadows, Dennis L. Meadows, Jorgens Randers et William W. Behrens III., Traduit de l’anglais par Jacques Delaunay, éditions Fayard, Paris, 1973. Version originale : Meadows (Donella H.), Meadows (Dennis L.), Randers (Jørgen), Behrens III, (William W.), The Limits to Growth, niverse Books, New York, 1972 14effet, le modèle ne prenait pas beaucoup en compte les disparités entre types de En pays, encore que les résultats différenciaient les pays développés des pays en développement. 15 Ingénieur Supélec (1950), Jean Lebel a été un des premiers Français à s’intéresser à la Dynamique des Systèmes 16 Andersen, David ; Morecroft, John, Spencer ; Roberta ; avec Forrester, Jay ; Karsky, Michel ; Paulré, Bernard ; Pugh, Jack ; Radzicki, Michael ; Randers, Jørgen ; Richardson, George ; Saeed, Khalid ; Wolstenholme, Eric : « How the System Dynamics Society Came to Be : A Collective Memoir », 2007 17 Karsky (Michel),The development and use of system dynamics within an industrial context,Congrès de dynamique des systèmes, Rensselaerville, 1981 18 Voir Donnadieu (G) et Karsky (M.), (op. cit.) 19 Deyris (Jean-Louis), Gacogne (Valérie), Salini (Patrice), Le projet Samba. Prospective et scénarios technologiques dans le domaine du transport de fret : quelles méthodes pour une aide à la décision publique ?, Paris, Predit, 2001. Notons ici que ce projet n’a été suivi d’aucun effet concret.
20 En fait la trouvaille de Jay Forrester et son équipe, a été de remplacer la dynamique des systèmes « avec un papier et un crayon », largement inapplicable, par un logiciel ayant la particularité pour l’époque de contenir un compilateur permettant de transformer la conception relativement intuitive d’un modèle en ensemble d’équations exécutables. Ce fut « Simple » (Richard Bennett) puis « Dynamo » (Jack Pugh). Il se trouve que par hasard, j’ai été mis en contact dans les années 2000 avec un ingénieur français ayant « inventé » un compilateur comparable sans jamais avoir lu ni entendu parler le moindre article sur la dynamique des systèmes.