Géoprospective et gestion de la biodiversité La modélisation d’accompagnement M. Etienne, INRA Avignon

À l’origine… un collectif de chercheurs désireux de formaliser, tester et évaluer une façon originale d’utiliser les modèles dans le cadre de démarches d’accompagnement de projets de gestion des ressources naturelles renouvelables (http://www.commod.org) des expériences individuelles de mise en œuvre de cette démarche sur des terrains et des questions très variées (http://jasss.soc.surrey.ac.uk/6) la volonté d’évaluer les effets de la démarche sur les différents acteurs du développement impliqués (http://www.commod.org/add) Pour cela, nous avons mis en oeuvre une démarche de modélisation d'accompagnement. Une connaissance du terrain permet de poser de premières hypothèses sur le fonctionnement du modèle et d'émettre des questions que l'on aimerait voir traitées par ce modèle. Ceci nous amène à constituer un modèle et un plan d'expériences qui est appliqué dans une phase de simulations. Celles-ci renvoient alors sur le terrain soit pour reprendre les hypothèses de représentation du système, soit en posant de nouvelles questions pour améliorer la connaissance du terrain. Ce cycle a été accompli 3 fois, avec des passages sur le terrain durant chaque fois environ 3 mois. Mais avant de vous les décrire je vais vous présenter rapidement la méthode employée dans les phases de terrain et de modélisation

…une démarche… visant à produire des connaissances dans le cadre d’une interaction entre des chercheurs et des acteurs du développement visant à accompagner les processus collectifs de décision en matière de gestion des ressources renouvelables …en décortiquant la manière (itérative, évolutive et continue) de mobiliser des modèles tout au long du processus Validation Application monde réel modèle Question Explicitation Co-construction / Implémentation Jeu Simulation

basée sur la formalisation collective de modèles Co-construction d’une représentation informatique de la question posée Visualisation collective de la dynamique probable des ressources Discussion autour de scénarios possibles de changements des conditions ou des pratiques (jeux de rôles et/ou simulations)

La modélisation d’accompagnement trois étapes clefs formaliser une représentation commune du système complexe en question : élaboration collective d’un diagramme d’interactions société/environnement mettre les partenaires en situation pour leur faire vivre cette complexité : jeu de rôles autour de la gestion de la biodiversité modéliser cette complexité pour imaginer des gestions alternatives : élaboration et simulation informatique de scénarios donnant à voir la dynamique du système selon différentes façons de le gérer

La modélisation d’accompagnement trois outils originaux Éleveur vache Troupeau mouton Entreprise fauche CEMO Chasseur Éleveur mouton Éleveur cheval Visiteur Etrèpeur Troupeau chèvre 4Roues Habitant Propriétaire foncier inactif PNRA Elu local Ragoûteur Crave Prairie Broussailles Frange littorale Fourrés Etréper Commander Pâturer Faucher Débroussailler Financer Piétiner Ecraser Déranger Demander ragoût Imposer bêlier Taxer foire Se plaindre du bruit FairePression Conseiller Offrir ragoût trois outils originaux Diagramme d’interactions

La modélisation d’accompagnement trois outils originaux Représentations Système multi-agent Environnement Objets But Communication Action Perception (d’après Ferber, 1995)

La modélisation d’accompagnement trois outils originaux 1 naturaliste et 1 forestier qui essaient de gérer au mieux leur biodiversité Jeu de rôles (ex de MéjanJeuBiodiv) 3 éleveurs qui essaient de gérer au mieux les parcours et les champs de leur exploitation agricole des oedicnèmes, des chouettes et des apollons qui essaient de survivre dans ce monde “hostile” © J. Janin

… imaginer des futurs probables … Construire et simuler des scénarios Quel type de prospective ? scénario prédictif (que va-t-il se passer ?) scénario exploratoire (que peut-il se passer ?) scénario normatif (comment faire pour y arriver) prédictif ou exploratoire = scénario descriptif (peint des avenirs probables ou possibles d’un système indépendamment de la désirabilité de cet avenir) scénario normatif explore les trajectoires pour parvenir à des futurs définis a priori et généralement désirés Pour cela, nous avons mis en oeuvre une démarche de modélisation d'accompagnement. Une connaissance du terrain permet de poser de premières hypothèses sur le fonctionnement du modèle et d'émettre des questions que l'on aimerait voir traitées par ce modèle. Ceci nous amène à constituer un modèle et un plan d'expériences qui est appliqué dans une phase de simulations. Celles-ci renvoient alors sur le terrain soit pour reprendre les hypothèses de représentation du système, soit en posant de nouvelles questions pour améliorer la connaissance du terrain. Ce cycle a été accompli 3 fois, avec des passages sur le terrain durant chaque fois environ 3 mois. Mais avant de vous les décrire je vais vous présenter rapidement la méthode employée dans les phases de terrain et de modélisation Quelle question traitée à partir de quels types de savoirs ? Quelles échelles pertinentes de temps et d’espace ?

… imaginer des futurs probables … Construire et simuler des scénarios élaboration de scénarios alternatifs à la situation actuelle visualisation des entités de gestion et des points de vue de chacun Scénarios Points de vue clés Ouessant Installer un troupeau « professionnel » Interdire la récolte des mottes Réinvestir la taxe Barnier Chercheurs, forestiers, éleveurs Luberon Mise en place de circuits courts agneau Mise en place d’un réseau de chaleur Réchauffement climatique Arrivée du loup Chercheurs, éleveurs, forestiers, naturalistes Ventoux Arrêt du pâturage Intensification de l’élevage Sylviculture génétique Chercheurs, forestier Pour cela, nous avons mis en oeuvre une démarche de modélisation d'accompagnement. Une connaissance du terrain permet de poser de premières hypothèses sur le fonctionnement du modèle et d'émettre des questions que l'on aimerait voir traitées par ce modèle. Ceci nous amène à constituer un modèle et un plan d'expériences qui est appliqué dans une phase de simulations. Celles-ci renvoient alors sur le terrain soit pour reprendre les hypothèses de représentation du système, soit en posant de nouvelles questions pour améliorer la connaissance du terrain. Ce cycle a été accompli 3 fois, avec des passages sur le terrain durant chaque fois environ 3 mois. Mais avant de vous les décrire je vais vous présenter rapidement la méthode employée dans les phases de terrain et de modélisation

Lure-Ventoux Spatialiser la dynamique d’objets interconnectés La vipère d’Orsini associée au genévrier La gélinotte associée aux forêts de sapin G 2 = f(G 0, G 1) G 2 = f(G 1) G 1 = f(G 0) G 0

Lure-Ventoux Dissémination des sapins Effet du pâturage Appauvrissement génétique t + 15 Avec pâturage t + 15 Sans pâturage

Lure-Ventoux Dissémination des sapins Effet sur les vipères Effet sur le stockage de carbone

Luberon Spatialiser les pratiques d’agents en interaction Travaux forestiers et circaètes Pâturage et maintien des milieux ouverts Activités agricoles et diversité des paysages

Luberon Effet des activités d’élevage Dynamique de la végétation ha Effet des activités d’élevage Dynamique de la végétation Maintien des milieux ouverts Difficultés d’ajustement If we simulate for 15 years the trend scenario we can sumarize dynamic of land cover for three categories If we focus on lawn and interaction in these dynamics and grazing (that is of particular expectation toward livestock farming on a biodiversity expectation) we can identify changes and location and connect to environmentalist point of view efficient on fire prevention question about biodiversity Simulations sur 15 ans

Luberon Effet entre activités Concurrence coupes/pâturage Dérangement du percnoptère Dynamique des habitats Natura 2000 7500 m3/an = demande du réseau de chaleur Quand les activités autres évoluent elles peuvent impacter l’élevage et on peu discuter des modalités de mise en œuvre des activités

Ouessant Spatialiser les interactions nature-société Pour localiser les zones à risque Pour identifier les effets de voisinage ou de seuil Pour tester des alternatives de gestion Pour pallier la réduction inexorable de l’élevage « traditionnel » : Installer un troupeau « professionnel » (spatialisation d’une activité de production) Pour réduire la perte de biodiversité sur la zone littorale : Interdire la récolte des mottes (spatialisation d’un impact négatif sur la biodiversité) Pour valoriser la fréquentation touristique : Imaginer une politique efficace de réinvestissement local de la taxe Barnier (spatialisation d’une politique publique)

Ouessant Prévenir la perte de biodiversité 100 200 300 400 500 600 700 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 moutons 800 900 surface en friche (en Ha) 565000 570000 575000 580000 585000 590000 595000 600000 surface pelouse ecorché (m²) -0,5 0,5 1 1,5 2 2,5 3 succès reproducteur Ouessant Prévenir la perte de biodiversité Des activités humaines qui affectent les enjeux de biodiversité considérés comme prioritaires

Des coûts de transaction certains Convergence des représentations grâce à l’établissement d’un langage commun et un relâchement des savoirs scientifiques permettant un désenclavement des informations et un processus d’apprentissage collectif Conflits d’opinions et négociations sur les dimensions qualitatives avant tout Paramétrage des interactions délicat et multiplication des zones d’incertitudes Importance du statut et de la nature des connaissances dans le processus de convergence

… ou jouer à gérer les interactions Utiliser un jeu de rôles spatialisé avec les acteurs mise en situation des acteurs du développement sensibilisation aux processus spatiaux en cours visualisation de dynamiques spatiales liées aux actions de jeu stimulation des échanges et de la découverte de solutions concertées débriefing des évènements clefs ayant ponctué le jeu Joueurs Actions possibles Ouessant habitants (3 types), élu, PNR, chasseur, restaurateur, étrépeur faire pâturer, débroussailler, récolter mottes, cuisiner ragoût, interdire accès, se promener Nîmes Élus, promoteur immobilier, DDAF, Communauté Agglo définir PLU, négosier lotissement, signer permis, mettre en place interfaces, aménagement agricole ou de loisir, créer coupure de combustible Luberon éleveurs (3 types), élu, forestier faire pâturer, débroussailler, récolter bois, interdire pâturage, subventionner travaux, équiper site Pour cela, nous avons mis en oeuvre une démarche de modélisation d'accompagnement. Une connaissance du terrain permet de poser de premières hypothèses sur le fonctionnement du modèle et d'émettre des questions que l'on aimerait voir traitées par ce modèle. Ceci nous amène à constituer un modèle et un plan d'expériences qui est appliqué dans une phase de simulations. Celles-ci renvoient alors sur le terrain soit pour reprendre les hypothèses de représentation du système, soit en posant de nouvelles questions pour améliorer la connaissance du terrain. Ce cycle a été accompli 3 fois, avec des passages sur le terrain durant chaque fois environ 3 mois. Mais avant de vous les décrire je vais vous présenter rapidement la méthode employée dans les phases de terrain et de modélisation

… sur un espace à aménager Utiliser un jeu de rôles spatialisé avec les acteurs l’espace devient un plateau de jeu la configuration spatiale est plus ou moins abstraite des entités de gestion sont prédécoupées le choix des joueurs est réduit mais reste ouvert l’interface informatique permet de voir bouger le territoire

… dans un espace de jeu INRA cadastre DDAF Les 3 villages M = maires D = promoteur F = DDAF N = Nîmes Métropole I = INRA facilitateur et opérateur 3 I cadastre 2 2 3 3 I F 1 4 DDAF 3 N Les 3 villages seul mode de représentation imposé: forêt en bleu, broussaille en rouge, herbe en jaune 100 cellules calibrées à 10 ha chacune, soit une forêt de 1000 ha 4 M M M Nîmes Métropole 1-2 D Bureau du promoteur

trois références clés http://www.commod.org prochaine mai 2011 1 ouvrage sur l’ensemble de la démarche : Etienne M. (ed) 2009. La modélisation d’accompagnement : une démarche participative en appui au développement durable. Quae éditions, Versailles, 270 p. 1 guide méthodologique sur l’ensemble de la démarche : Daré W., Ducrot R., Botta A., Etienne M., 2009. Repères méthodologiques pour la mise en œuvre d'une démarche de modélisation d'accompagnement. Collectif ComMod, 127 p. 1 guide méthodologique sur la démarche de co-conception : Etienne M. 2008. Co-construction d'un modèle d'accompagnement selon la méthode ARDI. Guide méthodologique. Collectif ComMod, 71 p. un site web et une école-chercheur annuelle http://www.commod.org prochaine mai 2011

Merci pour votre attention pour en savoir plus : www.commod.org