Utilisation de la théorie de la viabilté pour une gestion robuste et adaptative des systèmes d'infrastructures couplés dans le cadre de l'analyse institutionnelle IAD – VIRGO

Dans son article, Anderies (2015) montre la nécessité de connecter la représentation formelle du SES et du CIS avec des outils analytiques pour étudier les systèmes de rétroaction non-linéaire avec incertitudes. Pour cela, il a proposé une approche dynamique contrôléedu cadre IAD associée au cadre de la robustesse précédemment développé dans (Anderies et al., 2004). Nous proposons ici d'ajouter les drivers exogènes à l'approche formelle d'Anderies (2015). Nous fusionnons également les boîtes d'actions et d'interactions pour plus de clarté et de simplicité. Selon cette approche, un cadre dynamique contrôlé est imbriqué dans le cadre IAD et de la robustesse. Dans cette approche, différentes classes de variables d'état décrivent le système et les infrastructures associées. Les critères d'évaluation dépendent de ces variables et du temps. Par exemple, dans le cas de l'irrigation, l'un des objectifs des agriculteurs est de conserver la quantité d'eau entre un minimum et un maximum afin de préserver le rendement de leurs cultures. Ces quantités peuvent évoluer dans le temps en fonction des stades culturaux: par exemple, les cultures sont plus sensibles au cours des premiers jours après le semis. Ce critère évaluatif peut également être une fonction objectif à optimiser, telle que le rendement de la culture. L'optimisation d'un résultat par rapport à l'évaluation d'une gamme de résultats acceptables a donné lieu à de nombreux débats de la part des chercheurs. Nous soutenons que les deux approches peuvent être complémentaires dans de nombreuses situations.

Les principaux résultats de Virgo concernent le lien entre le diagnostic et la modélisation. Le diagnostic est utilisé pour définir les variables et la dynamique des écosystèmes exploités. Il met en évidence les principales fonctions du système. Trois articles ont été acceptés et d'autres sont soumis.

Pas applicable pour l'instant

Trois papiers:
1. Mathias, J.-D., Lade, S. & Galaz, V., (2017). Multi-level policies and adaptive social networks – a conceptual modeling study for maintaining a polycentric governance system. International Journal of the Commons. 11(1), pp.220–247. DOI: doi.org/10.18352/ijc.695
2. Mathias, J.D., Anderies J.M, Janssen, M., 2017. On our rapidly shrinking capacity to comply with the planetary boundaries on climate change. Nature - Scientific Reports 7: 42061
3. Jean-Denis Mathias, Sylvie Huet, Guillaume Deffuant, An energy-like indicator to assess opinion resilience, Physica A: Statistical Mechanics and its Applications, Volume 473, 1 May 2017, Pages 501-510, ISSN 0378-4371, doi.org/10.1016/j.physa.2016.12.035.

L'objectif de VIRGO est de proposer des outils mathématiques opérationnels, basés sur la théorie de la viabilité, pour la gestion durable des systèmes d'infrastrutures couplés et des systèmes socio-écologiques, dans le cadre théorique IAD (Institutional and Analysis Development). VIRGO se revendique comme projet interdisciplinaire, à la frontière des sciences politiques, des mathématiques et des sciences de l'environnement et repose sur des collaborations existantes avec des équipes de l'institut du coordinateur (IRSTEA) mais aussi avec des équipes internationales (Etats-Unis et Suède). Deux cas d'études seront étudiés dans le projet: la gestion de l'eau pour un système irrigué au Népal et la gestion durable d'une forêt gérée dans le Vercors (France). Le principal livrable de ce projet est le développement d'outils opérationnels destinés aux gestionnaires de systèmes environnementaux pour les aider dans leur processus de décision. De plus, VIRGO représente une opportunité pour le coordinateur de consolider ses activités de recherche - qu'il a notamment développées lors de sa mobilité à l'université d'état d'Arizona l'année dernière - sur le développement d'outils opérationnels pour la gestion durable de systèmes environnementaux en utilisant la théorie de la viabilité dans le cadre IAD. Le coordinateur possède de fortes compétences en modélisation et mathématiques appliquées (sur les systèmes complexes et la théorie de la viabilité, compétences acquises lors de projets ANR et Européen). Au-delà des objectifs scientifiques, VIRGO permettra de: 1) approfondir les collaborations internationales existantes; 2) de créer de nouvelles collaborations au niveau européen; 3) fédérer une équipe autour du coordinateur à l'échelle nationale au sein de son institut (IRSTEA). Enfin, VIRGO est la première étape pour le coordinateur pour le dépôt d'une bourse ERC au niveau européen à court terme (objectif affiché de l'appel JCJC, voir page 6 de l'appel).