On s’int´eresse maintenant aux solutions qu’offrent les mod`eles existants pour repr´esenter ces unit´es organisationnelles. On examinera pour cela une dizaine de mod`eles multi-agents de gestion quantitative d’eau agricole en r´epondant aux questions suivantes :
Acteurs
Niveaux physiques Modes de gestion
Cas particuliers
Fig. 2 – A partir de l’analyse d’un ou plusieurs cas particulier de gestion de l’eau,on peut tirer des « briques » qui se combinent : les acteurs d’une part, et des niveaux physiques ou des modes de gestion de l’autre
1. Quels sont les agents utilis´es ? On diff´erenciera les agents de type physique et les agents de type social. Dans certains mod`eles, un mˆeme agent g`ere les processus physiques et sociaux d’un niveau. Il est dans ce cas class´e dans les 2 cat´egories.
2. Comment sont repr´esent´es modes de gestion ou d’intervention ? S’il y en a plusieurs comment sont-ils reli´es ?
3. Y a t-il d’autres types d’interactions sociales ? Comment sont-elles li´ees ?
4. Comportements individuels : comment les comportements individuels sont-ils diff´erenci´es, selon le contexte et selon l’individu ?
Le tableau 3 pr´esente une synth`ese de cet exercice. Seuls les aspects des mod`eles qui nous int´eressent sont r´epertori´es et des parties de certains mod`eles peuvent donc ˆetre omises. Dans certains cas, les noms des agents ont ´et´e chang´es pour plus de compr´ehensibilit´e. Les fiches d’analyses utilis´ees pour produire ce tableau sont fournies dans l’annexeA. Les 2 derniers mod`eles pr´esent´es dans le tableau 3 ne rentrent pas dans la th´ematique gestion de l’eau agricole. Le premier s’int´eresse plus aux aspects qualitatifs et repose surtout sur des dynamiques d’usage des sols mais il est le seul `a introduire du multi-usages (et donc un type de niveau diff´erent de ceux induits par des ´echelles spatiales ou des modes d’organisation). Le second s’int´eresse aux ´
echanges d’effluents d’´elevage mais offre des r´eponses int´eressantes `a la manipulation dans un SMA de niveaux de gestion multiples.
Mod`ele Entit´es Modes de gestion Interactions sociales Comportements individuels Camargue : Gestion hydrau- lique d’´etangs en Camargue [Franchesquin et al., 2003] Physiques : Parcelle, Canal, ´ Etang, Digue Sociales : Exploitant, Association, Ges- tonnaireDigue, ParcNaturel
ParcNat d´efinit niveau et sali- nit´e ´Etang `a respecter GestonnaireDigue d´efinit be- soins drainage pour respecter ParcNat
Associations n´egocient sur le drainage demand´e pour satis- faire besoins exploitants
Si Associations non satis- faites avec r´esultat n´ego- ciations, elles peuvent se coordonner selon polders
Les agents sociaux ont plans et objectifs pour respecter les r`egles de gestion
Catchscape : Conflits amont- aval en Tha¨ılande [Becu et al., 2003]
Physiques : Par- celle, Canal, Ri- vi`ere, Vanne Sociales : Farmer, CanalManager, Village
Demandes en eau d´efinies au niveau des Farmer.
Si les demandes ne peuvent ˆ
etre satisfaites, les CanalMana- ger initient rotation avec le ca- nal voisin et entament n´egocia- tions avec canaux amont. Les Village fixent des prix et des quotas de culture.
Les n´egociations sont faci- lit´ees si les canaux appar- tiennent au mˆeme village
Les comportements individuels sont ajust´es par de nombreux param`etres. GibiDrome : gestion de l’irrigation dans la vall´ee de la Drˆome [Barreteau et al., 2003] Physiques : Parcelle, R´eseau, Rivi`ere, Climat, Pompe
Sociales : Paysan, R´eseau, CLE
Les Paysan d´efinissent leur de- mande en eau au niveau indivi- duel. L’eau est distribu´ee selon des r`egles de gestion propres `a chaque niveau
Comportements individuels non diff´erenci´es. Les r`egles de gestion changent quand le niveau de crise change
Bali : Coordina- tion autour de la gestion de l’eau `a Bali[Lansing and Kremer, 1994]
Physiques : Subak (ter- rasse irrigu´ee), SousBassin, Barrage Sociales : Subak
Chaque subak d´efinit un itin´e- raire de culture. La disponibi- lit´e de la ressource est fix´ee au niveau du bassin.
Les itin´eraires de cultures peuvent ˆetre copi´es et syn- chronis´es dans des groupes de subaks, d´efinis par l’uti- lisateur ou ´emergeant de l’apprentissage des agents.
Les subaks choisissent parmi diff´erents types d’itin´eraires culturaux disponibles et fix´es.
Shadoc : Viabi- lit´e de syst`emes irrigu´es au S´en´e- gal [Barreteau and Bousquet, 2000]
Physiques : Par- celle, Bief, Sta- tionnerais Sociales : Paysan, Groupe
Au niveau individuel, les pay- sans d´ecident de l’irrigation ou pas de leur parcelle. Au ni- veau collectif, chacun des ni- veaux est g´er´e par un Groupe qui d´efinit ses propres r`egles de distribution de l’eau. La distri- bution se fait alors selon ces r`egles et les demandes des Pay- san
Les Paysans d´efinissent des r´eseaux d’affinit´e o`u : ils ´echangent pr´ef´erentiellement de l’information, de l’eau, du cr´edit, et o`u ils peuvent copier des comportements performants `a l’intersaison
Un r´epertoire de r`egle est d´e- fini, et les r`egles adopt´ees d´e- pendent des groupes d’apparte- nance, du statut social et des objectifs individuels. Le com- portement individuel r´esulte ensuite de la combinaison des r`egles adopt´ees.
Sinuse : gestion d’une nappe d’eau en Tuni- sie[Feuillette et al., 2003] Physiques : Parcelle, Puits, P´erim`etreIrrigu´e, Nappe Sociales : Exploi- tant
Gestion au niveau de l’exploi- tation uniquement : d´efinition des pr´el`evements et de la dyna- mique d’exploitation de puits
´
Echanges fonciers et imi- tation des comportements performants dans des r´e- seaux de voisinage spatial.
Comportements d´efinis par l’ajustement de nombreux param`etres.
Manga : r´epar- tition d’un stock d’eau pour l’irri- gation [Le Bars, 2003] Physiques : Par- celle, StockEau, Climat Sociales : Farmer, Gestionnaire- Stock
Les Farmer d´efinissent leurs be- soins en eau. Les Gestionnai- reStock r´epartissent leur stock pour la saison selon la r`egle de gestion test´ee.
Comportements de Farmer d´e- finis par ajustements de pa- ram`etres individuels, compor- tements des GestionnaireStock d´efinis par l’eau disponible et les r`egles de gestion choisies par l’utilisateur.
Sao Paulo : qua- lit´e de l’eau en zone p´eri-urbaine [Ducrot et al., 2004] Physiques : Par- celle, R´eservoir, Ville Sociales : Farmer, Urban
Les individus choisissent l’usage de leurs parcelles et proc`edent `a ´echange foncier et migration selon leurs r´esultats. Des dynamiques spatiales ont lieu `a des niveaux sup´erieurs `a celui de la parcelle, d´efinis par des agr´egats (Ville, R´eservoir)
Les ´echanges fonciers sont favoris´es au sein de r´e- seaux de voisinage
Les individus d´efinissent leur comportement selon leur cash. Les parcelle d´efinissent leur comportement selon leur usage et leur appartenance `a un agr´e- gat. Biomas : ´echanges de d´echets orga- niques `a La R´eunion[Courdier et al., 2002] Physiques : Parcelle, RoadSegment, StationTraite- ment Sociales : Farmer, Role, GroupeGes- tionStation, Sys- tem
Les Farmer d´efinissent la quan- tit´e de mati`ere organique qu’ils produisent et consomment se- lon les caract´eristiques de leur exploitation. Le Groupe impose des quotas.
Les ´echanges sont favoris´es au sein de r´eseaux d’affi- nit´es d´efinis au niveau du System.
Des rˆoles d´efinissent des fonc- tions de satisfaction et des places dans des protocoles de dialogue.
Les comportements individuels sont d´efinis par les rˆoles pris en charge et les contraintes impo- s´ees par les groupes d’apparte- nance.
1. Dans la majorit´e des cas, chaque ´echelon hydraulique est li´e `a un niveau de gestion, et donc pour chaque niveau de gestion, un agent social et un agent physique sont d´efinis. Dans quelques cas, il n’y a pas de mod´elisation physique [Le Bars, 2003], ou bien il n’y a qu’un seul niveau de gestion [Feuillette et al., 2003]
2. Les r`egles de gestion sont d´efinies soit implicitement, soit sous forme d’objectifs au niveau des agents responsables de la gestion d’un niveau. Dans ce cas, il y a confusion entre r`egles de gestion et mise en œuvre de ces r`egles de gestion. Souvent, c’est le niveau de l’exploi- tation qui commande, et les r`egles de gestion des niveaux sup´erieurs ne sont d´eclench´ees qu’en cas de crise [Becu et al., 2003], ou c’est le niveau du bassin qui commande et cherche `
a satisfaire les demandes des irrigants en employant ses r`egles de gestion quand ¸ca n’est pas possible [Barreteau et al., 2003,Barreteau and Bousquet, 2000,Le Bars, 2003]. Chez [Feuillette et al., 2003], il n’y a qu’un seul niveau de gestion. Seule [Franchesquin et al., 2003] boucle 2 niveaux de gestion par des n´egociations.
3. Dans beaucoup de mod`eles, les agriculteurs copient les strat´egies individuelles d’autres agri- culteurs performants `a l’inter-saison. Les agriculteurs qui peuvent ˆetre copi´es sont list´es dans un agent global [Courdier et al., 2002], d´etermin´e par un voisinage spatial [Feuillette et al., 2003, Lansing and Kremer, 1994], ou bien ˆetre d´efinis au niveau de l’agent dans sa liste d’« amis » [Barreteau and Bousquet, 2000]. Dans [Le Bars, 2003], les agriculteurs fournissent des informations priv´ees sur leurs strat´egies au gestionnaire, qui agr`ege ensuite ces informations en un information globale rendue publique, ce qui induit une forme d’imi- tation des strat´egies les plus performantes.
D’autres modes de coordination apparaissent : n´egociations au niveau d’un voisinage spa- tial [Franchesquin et al., 2003,Becu et al., 2003], ´echanges de travail d´ependant d’un statut social [Barreteau and Bousquet, 2000], ´echanges `a l’int´erieur d’un r´eseau d’accointances [Courdier et al., 2002].
4. Les comportements individuels peuvent ˆetre insensibles aux r`egles de gestion (les agricul- teurs demandent toujours la mˆeme chose et cette demande peut ne pas ˆetre satisfaite) mais varier selon d’autres param`etres [Becu et al., 2003, Lansing and Kremer, 1994, Feuillette et al., 2003, Le Bars, 2003]. Ils peuvent ajuster leur comportement aux r`egles de gestion soit en basculant de strat´egie quand les r`egles de gestion changent [Franchesquin et al., 2003, Barreteau et al., 2003], soit en adaptant leurs actions par param´etrage [Barreteau and Bousquet, 2000,Courdier et al., 2002].
On en conclut que dans la plupart des cas, les modes de gestion sont incorpor´es au niveau d’agents et agissent sur le syst`eme de mani`ere « aveugle » (les agents d´ependant de ces r`egles de gestion n’en voient la cons´equence que de mani`ere indirecte). Les mod`eles o`u les r`egles sont explicitement prises en compte sont ceux o`u il y a communication ou n´egociation, ou bien ceux o`u des r`egles ou des contraintes sont explicitement appliqu´ees aux agents prenant part `a un groupe.
Il ne ressort pas de cet exercice une mani`ere g´en´erique satisfaisante d’aborder un niveau de description organisationnel dans les mod`eles MA. On retiendra cependant les travaux de
[Barreteau and Bousquet, 2000] et [Courdier et al., 2002] qui introduisent des points de vue
organisationnels en utilisant des types d’entit´es diff´erents pour repr´esenter des niveaux de gestion diff´erents et en repr´esentant explicitement des groupes. [Courdier et al., 2002] utilisent mˆeme la notion de rˆole pour repr´esenter la fonction d’une entit´e par rapport au processus principal du mod`ele.
Modes d’intervention, de gestion ou de circulation de l’eau, et sch´emas d’interaction sont apparus dans l’analyse d’´etudes de cas de gestion de l’eau comme des unit´es de description g´en´eriques, relativement ind´ependantes des acteurs y prenant part. Ces unit´es de description organisationnelles, orthogonales au niveau individuel de l’agent ne sont pas repr´esent´ees de mani`ere satisfaisante dans l’´echantillon de mod`eles MA de gestion de l’eau que nous avons analys´e.
Des abstractions suppl´ementaires sont n´ecessaires pour pouvoir appr´ehender de mani`ere « propre » les diff´erents niveaux apparaissant dans la gestion de l’eau `a travers ces unit´es de description organisationnelles.
3
Un questionnement m´ethodologique autour du concept de ni-
veau d’organisation
3.1 Le concept de niveau d’organisation
Dans la section pr´ec´edente, nous avons parl´e de modes d’intervention, de gestion ou de coordination, d’unit´es de description organisationnelles, parfois d’´echelles ou de niveau. Derri`ere tous ces termes se cache une abstraction que nous cherchons `a capturer et que nous appellerons niveau d’organisation
3.1.1 Niveau d’organisation et concepts associ´es dans la litt´erature scientifique
Le terme de niveau d’organisation est couramment employ´e (mais beaucoup moins souvent d´efini !) dans toutes les disciplines touchant `a la description de syst`emes complexes.
Dans son acception la plus courante, apparaissant dans les domaines de l’´ecologie, de la biolo- gie, et plus g´en´eralement de la science des syst`emes, un niveau d’organisation est un degr´e de complexit´e hi´erarchique et imperm´eable d’un syst`eme : cellule, organe, individu... par exemple. Ce concept est aussi d´esign´e parfois sous le terme de niveau d’abstraction (chez [Hill, 2000] par exemple).
Cette d´efinition est propre `a la th´eorie de la hi´erarchie : un ph´enom`ene se d´ecompose en niveaux le long d’une ´echelle spatio-temporelle. Chacun de ces niveaux a ses propres r`egles et ses propres rythmes et doit ˆetre ´etudi´e s´epar´ement. Mais chaque niveau est le composant d’un niveau sup´e- rieur qui d´etermine des variables de for¸cage du niveau ´etudi´e ; et chaque niveau peut ˆetre divis´e en composantes de niveau inf´erieur, dont les dynamiques sont explicatives par rapport au niveau observ´e. Les diff´erents niveaux sont li´es par des relations d’´emergence.
Concepts associ´es Nous red´efinissons ici d’apr`es [Gibson et al., 2000] un certains nombre de termes qui sont utilis´es de mani`ere interchangeable dans diff´erentes disciplines.
D´efinitions
Une ´echelle est une dimension spatiale, temporelle ou analytique sur laquelle on peut mesurer et analyser un ph´enom`ene. Une ´echelle est donc comme un axe, sur lequel on peut situer les ph´enom`enes, d´efini par son ´etendue (taille de l’axe) et sa r´esolution (unit´e de l’axe).
Une ´echelle analytique est de nature qualitative, elle d´ecrit les classes issues d’un axe d’analyse. Une ´echelle analytique n’est donc jamais absolue, elle d´epend de la mani`ere dont on observe le monde.
Un niveau est d´efini comme une position sur une ´echelle.
Une hi´erarchie est un syst`eme d’objets ou de processus li´es le long d’une ´echelle ana- lytique. Selon le type d’´echelle analytique, une hi´erarchie peut ˆetre de type exclusif (e.g. ´
echelle analytique d´efinie par une relation de « qui commande qui » donnant une hi´erarchie de type g´en´eral, capitaine, lieutenant, o`u encore chaˆınes trophiques) ou emboˆıt´e. Les hi´erar- chies emboˆıt´ees sont soit agr´egatives (relation de classification, de type chien, mammif`ere, animal), soit constitutives (relation de composition, de type cellule, organe, organisme, ´eco- syst`eme). Les niveaux d’organisation de la biologie que nous avons d´efinis sont des niveaux d’une hi´erarchie constitutive.
Un pattern (motif) est cr´e´e par un ensemble d’entit´es, observ´ees `a un niveau de temps et d’espace, et produisant un motif stable d’interactions. En ´ecologie, les patterns sont des paysages, en sociologie ce sont des motifs d’interactions sociales, en sciences politiques, ce sont des modes de d´ecision ..
Une structure est d´efinie comme le principe d’organisation d’un objet observ´e : l’objet est compos´e de parties non ´equivalentes, et ces parties poss`edent des relations particuli`eres. La fonction d’un objet est l’ensemble des propri´et´es que cet objet manifeste dans son environnement.
On retiendra des ces d´efinitions qu’une hi´erarchie est le r´esultat d’une analyse et donc un point de vue sur un syst`eme. En croisant des points de vue diff´erents, un syst`eme laisse donc apparaˆıtre des hi´erarchies et des niveaux partageant des ´el´ements communs.
On retiendra aussi la notion de motif qui repr´esente une structure d’interactions.
3.1.2 D´efinition ad hoc du concept de niveau d’organisation
On utilisera le terme niveau d’organisation dans une acceptation plus souple et plus ouverte que son acceptation biologique.
D´efinitions
On d´efinit un niveau d’organisation (n.o.) comme le point de vue d’un mod´elisateur sur un ensemble d’entit´es du syst`eme accomplissant une certaine fonction `a l’int´erieur d’une unit´e structurelle jug´ee pertinente.
Un niveau d’organisation (n.o.) est un niveau dans une hi´erarchie spatio-temporelle de motifs d’interaction. On pourra identifier autant de hi´erarchies que de fonctions du syst`eme que l’on souhaite d´ecrire.
Les niveaux d’organisation identifi´es dans un syst`eme sont autant de sous-syst`emes interconnect´es par le biais des entit´es qu’ils partagent : ils sont enchevˆetr´es et perm´eables.
En revenant sur les exemples de la section pr´ec´edente :
– un ensemble {mode d’intervention, acteurs sources, acteurs cibles} tel que ceux d´ecrits dans le tableau 1 correspond `a un niveau d’organisation. Ce niveau d’organisation peut ˆ
etre d´ecrit de mani`ere abstraite sans instancier acteurs sources et acteurs cibles ;
– un r´eseau d’irrigation peut ˆetre d´ecrit `a l’aide de plusieurs niveaux d’organisation : la circu- lation de l’eau dans le p´erim`etre constituant un niveau d’organisation physique, le bureau responsable du r´eseau comme un niveau d’organisation social, et l’ensemble {membres du r´eseau, r`egles d’allocation du r´eseau} comme un autre niveau d’organisation social ; – un r´eseau de voisinage peut ˆetre vu comme un niveau d’organisation social, relatif `a un
individu.
Liens entre les niveaux d’organisation Les liens pouvant apparaˆıtre entre les niveaux d’organisation d’un syst`eme sont de diff´erents types :
– intersection entre les r´ealisation d’un mˆeme niveau d’organisation abstrait, par exemple entre 2 associations d’irrigants ont des agriculteurs en commun : liens « horizontaux » ; – deux niveaux d’organisation peuvent agir sur les mˆemes objets, ou bien agir l’un sur
l’autre : liens fonctionnels ;
– deux niveaux d’organisation situ´es `a des ´echelles diff´erentes peuvent ´echanger un flux d’information, d’eau, d’´energie : liens d’imbrication.
Dans tous les cas, les liens entre des niveaux d’organisation sont cr´e´es par le fait qu’ils partagent un objet commun. C’est ce que l’on entend quand on dit que 2 niveaux d’organisation se chevauchent.