Méthodes

• Construction du modèle

Le modèle a-t-il été construit par l’agencement d’autres modèles, organisés en modules ou composants plus ou moins autonomes ? Le champ 52 du questionnaire Inventur porte sur ce point en proposant de décrire les principes de construction du modèle.

Ce champ est assez bien renseigné dans tous les domaines (graphique page suivante). Les rédacteurs du questionnaire proposent trois styles de réponses qui mettent en avant

l’ambiguïté sémantique entre « modules » et « modèles » :

a) le modèle n’est pas modulaire : il est autonome et construit comme une

entité homogène (minorité des réponses) ;

b) le modèle est construit sur la base de sous-modèles, sans que l’on sache

si ces sous-modèles constituent des modules individualisés ;

c) inversement, le modèle est construit autour de modules ou composants

plus ou moins autonomes, sans que l’on sache si ces composants constituent autant de sous-modèles susceptibles d’être individualisés.

0% 20% 40% 60% 80% 100% Ensemble G E S T R P C M Non renseigné Renseigné

État des réponses au champ 52

a) Le modèle est n’est pas modulaire

• Le logiciel a été entièrement développé en CLOS (Common Lisp Object System) qui est un language orienté-objet dynamique. L'interface utilisateur ainsi que les algorithmes de simulation sont intégrés dans le même code. - 7

• Stand-alone model. Output can be displayed and printed by add-on WINDOWS program LEONARDO. - 47 • Le modèle a été développé dans un système logiciel particulier qui le rend tout à fait autonome. - 49 • Non, on a simplement repris des modèles statistiques pour l'analyse des sorties du modèle (courbes

d'évolution de population, distribution rang-taille, carte des niveaux fonctionnels). - 64

b) Le modèle est construit sur la base de sous-modèles, sans que l’on sache si ces sous-modèles constituent des modules individualisés

• Accumulation de la pollution en surface : Formule de Alley-Smith (1981). Lessivage des sols par temps de pluie : Formule de Jewell-Adrian (1978). Transport en collecteur : Formule de Vélikanov (antérieur à Flupol) - 17

• Accumulation de la pollution en surface : Formule de Alley-Smith (1981). Lessivage des sols par temps de pluie : Formule de Jewell-Adrian (1978). Transport en collecteur : Formule d'Ackers-White (antérieur à HYDROWORKS). Plusieurs modèles de transformation pluie-débit : réservoir linéaire de Desbordes (utilisé en France), double réservoir linéaire, Horton, Green-Ampt... - 18

• Modèle de choix: les ménages se voient attribuer un certaine CSP, puis un emploi, puis une résidence; Modèle Basique/Non-Basique; Modèle de gravité à la LOWRY; - 21

• Le modèle comprend 2 équations génériques, l'une pour les populations, l'autre pour les activités. Les équations des deux populations et les quatre activités ont des structures respectivement similaires et ne diffèrent que par les valeurs des paramètres. Le nombre total d'équations correspond au nombre de zones multiplié par six. - 22

• Les composantes géométriques du modèle sont les mêmes à différentes échelles, mais selon la partie du réseau de télécom modélisée, l'agencement des briques pourra varier. Dans le cadre de l'exploration de l'utilisation de ces concepts géométriques pour la répartition spatiale des activités économique, un modèle des relations entre valeurs économiques produites et consommées en différents points du plan, influencées par leur proximités vis à vis des noeuds du réseau, a été établi. - 42

• ARPS 3.0, Kessler, Berry-Reinardt, TRANSCHIM, MOCA, VLx, SM2 (voir plus haut). - 43

• Le modèle inclut différentes versions du modèle k-epsilon de fermeture des équations de la turbulence. Il est écrit de manière modulaire permettant son adaptation à de nouvelles géométries. - 44

• Le modèle de base est un SIG expérimental construit sur le module SMECI d'ILOG : Orienté Objet + système expert. Le reste a été conçu par l'auteur. Sur ce système, les classes de bases ont été construites pour représenter l'information géographique : Les données géographiques sont représentées en graphe planaire complet : - des classes thématiques, - trois classes métriques : face, Arc, Noeud qui portent la géométrie des objets. Les objets géométriques sont reliés par des relations topologiques : connexion, inclusion. D'autres classes ont été développées pour porter les nouvelles informations du modèle : - des classes pour porter des analyses sur les groupes : appelé niveau méso, - des classes pour décrire les contraintes dans le processus, - des classes pour porter des outils d'analyse spatiale : Delaunay, Arbres sans cycle. - 57

• Le module de chimie est le mécanisme CB-IV amélioré. L'état météorologique est déterminé en amont de UAMV par le modèle SAIMM. L'inventaire des émissions de NO2, NO et de composés organiques volatils, nécessaire en entrée d'UAMV, a été généré par le module EPS2. - 61

• Modèle RES pour la création de graphes d'espaces théoriques, afin de disposer d'une offre d'espaces plus riche (en termes d'échelles spatiale, d'unités spatiales de référence), de portée plus générale dans les conclusions émises à l'issue de l'exploitation du modèle RES-DYNAM. - 62

c) Le modèle est construit autour de modules ou composants plus ou moins autonomes, sans que l’on sache si ces composants constituent autant de sous-modèles susceptibles d’être individualisés

• Le ou les modeles sont construits "sur mesure" par des agencements de modules autonomes tous developpes dans le cadre de AMAP - 4

• la partie transport est autonome (améliorations proposées par le concepteur par rapport aux modèles classiques à 4 étapes) - 3

• 4 modules autonomes : - génération des déplacements. - distribution des déplacements. - choix modal. - affectation sur les réseaux - 5

• motorisation individuelle, puis mobilité globale, puis choix modal pour la mobilité - 9

• Oui. On note (A) les modules antecedents, et (M) ceux developpes pour le modele: - Calcul de flux solaires incidents sur les facettes (SOLENE-ensoleillement, A) - Radiosite pour la bande solaire (A), calcul des flux solaires nets entrant dans les bilans - Initialisation des temperatures de surface - (*) Radiosite dans la bande IR (M) , calcul des flux IR nets - Application des bilans thermiques (M) prenant en compte les differents flux, et deduction des temperatures de surface - Iteration (*) jusqu'a convergence (M) - 11 • Le modèle utilise le logiciel MINUTP comme boîte à outils. Les autres modules ont été développés

spécifiquement pour ANTONIN. - 19

• Le logiciel comporte plusieurs modules: * Module principal (simple interface de lancement des autres modules). * Modules de visualisation: - Spectres des sources - Spectres des materiaux - Indicatrices des sources. * Modules de mise en forme: - Définition des bibliotheques de materiaux - Habillage des scenes (maillage et choix des materiaux) - Definition des sources d'éclairage (propriétés géométriques et photométriques) - Définition du projet (scène + sources + objets) * Module de calcul - 23 • Le modèle utilise un module d'Analyse de réseau (Network Analyst) développé sous ArcView. - 32 • - Module développé préalablement au présent modèle: Base caméra équipée de capteurs permettant

l'acquisition en temps réel des valeurs angulaires des panoramiques et des commandes de zoom et de mise au point. Ces données sont formatées et stockées avec le signal vidéo de la scène filmée. - Module développé pour ce modèle: Exploitation simultanée des données et des images permettant de calculer les images virtuelles du projet architectural simplifié et de générer le compositing temps réel. - 34

• modules de modélisation géométrique (développés avec le modèle). modules de visualisation et de projections (développés avec le modèle). modules d'analyse de visibilité dans une scène (développés avec le modèle). module de discrétisation spatiale (module externe) - 35

• modules de visualisation et de projections (développés avec SOLENE solaire). modules d'analyse de visibilité dans une scène (développés avec SOLENE solaire). module de discrétisation spatiale (module externe) - 36

• Le modèle est dit à 4 étapes. Ces 4 composants sont cependant très dépendants et ne peuvent être utilisés séparément : - génération: déplacements émis et attirés par chaque zone, - distribution: choix de

destination, - choix du mode, - affectation : choix d'itinéraire. - 46

• modules de visualisation et de projections (développés avec SOLENE solaire). modules d'analyse de visibilité dans une scène (développés avec SOLENE solaire). application de modèle de ciel (modèle de Perez). module de discrétisation spatiale pour le maillage (module externe). module d'évaluation des facteurs de forme (calcul amélioré). résolution itérative des radiosités pour les réflexions (développé avec le modèle) - 37

• Le modèle PORTEAU-OPOINTE comprend - un module graphique : PORTEAU - le module de calcul : OPOINTE - d'autres modules de calcul sont possibles (ex: ZOMAYET) - 52

• Il y a deux principaux modules : - estimation des paramètres du modèles à partir de données sur la distribution de la population urbaine aux différentes dates considéres et des matrices de migration interurbaines entre ces dates (en général les dates de recensement) ; - équations différentielles pour simuler la dynamique. - 55

• - Map : modélisation, création et élaboration de graphes de réseau de transport. - Nod : calculs sur les graphes et production de résultats. - Map : visualisation et construction de représentations graphiques des résultats de Nod. Les deux logiciels sont conçus pour fonctionner ensemble. - 56

• Méthodes de résolution

Cette question importante de la modélisation fait l’objet du champ 53 de type texte du questionnaire Inventur. Le champ est en général bien renseignée (graphique page suivante), très bien dans les domaines des transports et de la physique, moins bien dans les domaines des réseaux, de l’économie et de la géographie.

Le décompte des occurrences de mots, tous domaines confondus, donne la liste ci-dessous :

26 methode(s) 24 calcul(s) 17 numerique(s)

8 solutions, equation(s) 7 algorithme(s), analytique(s)

6 contraintes, scene, semi, differences, elements

5 projection, distance, application(s), base(s), analyse(s), lineaires, fonction(s)

4 etape, connaissances, pixel(s), moyenne, spatiale(s), chemin(s), maillage, systeme(s), recherche

3 procedurales, situation, graphe(s), newton, aspect, procedure(s), choix, module(s), optimisation, donnees, partir, transport, milieu, visibilite(s), utilisation, simulation, volumes, discretisation, temps, geometriques, aide, ciel, utilisee(s)

Les méthodes du calcul numérique et les formules empiriques semblent être principalement utilisées. Les résultats sont cependant légèrement différents par pôles. Ainsi, pour les modèles du pôle géographie, on obtient les termes suivants :

9 calcul(s) 8 methode(s)

6 contraintes, algorithme(s) 5 figure, fonction(s), numerique 4 etape, connaissances, pixel(s)

3 procedurales, situation, solutions, choix, module(s), application(s), base(s), empiriques, formule(s)

Et dans le pôle physique :

17 methode(s) 13 calcul(s) 12 fini(e)s

11 numerique(s), resolution

7 empiriques, formule(s), equation(s) 6 elements

5 semi, differences, analytiques, solutions 4 scene

3 newton, aspect, projection, analyse(s), optimisation, volumes, discretisation, ciel, maillage, lineaires, systeme(s)

L’utilisation de méthodes de calcul numérique de type éléments finis, différences ou volumes finis (discrétisation, maillage) semble être l’apanage des modèles du pôle physique. Ceux-ci utilisent également des formules empiriques ou des méthodes d’optimisation. Dans le pôle géographie, les méthodes semblent plus disparates (algorithmes, contraintes, fonctions, étapes de calcul, formules empiriques, etc.)

L’analyse du contenu des réponses nous semble ici très délicate, dans la mesure où les méthodes utilisées sont intimement liées à la construction et à la formalisation des modèles, sans compter le fait que le vocabulaire désignant des méthodes analogues peut varier d’un domaine à l’autre. 0% 20% 40% 60% 80% 100% Ensemble G E S T R P C M Renseigné Non renseigné

5.3.3 Conclusion

Nous venons d’aborder dans cette section certains des aspects les plus fondamentaux de la modélisation : les hypothèses et principes de formalisation utilisés, les types de construction du modèle et les méthodes de résolution mises en oeuvre. Il s’avère que l’on entre ici dans l’intimité des modèles et au coeur des techniques de modélisation, dans une sorte de territoire réservé des modélisateurs dont la langue apparaît bien souvent obscure et à caractère initiatique.

Ainsi, lorsque l’on examine les hypothèses utilisées dans les modèles et, le cas échéant, les théories, paradigmes, principes ou lois générales auxquels il se réfère, on est surpris par le caractère ésotérique des réponses et par l’ampleur du « jargon scientifique » utilisé. Il semble que les réponses à ce type de question ne soient pertinentes qu’au sein d’une communauté scientifique réduite qui ne recouvre même sans doute pas l’intégralité d’un seul domaine. L’analyse de ces réponses devrait donc s’effectuer, sur le fond, dans chacune des thématiques abordées et par des experts de ces thématiques, office que nous ne pouvons naturellement pas remplir ici.

Les principes de formalisation utilisés dans les modèles semblent plus familiers. Ils laissent ainsi apparaître des approches classiques (systèmes d’équations, méthodes numériques, méthodes statistiques et économétriques, méthodes géométriques, théorie des graphes, systèmes multi-agents, modèles objets, méthodes d’optimisation, lois empiriques), mais ils révèlent également d’autres principes qui sont inconnus de nous. Dans l’ensemble, on note une grande variété d’approches différentes. En matière de résolution proprement dite, l’utilisation de méthodes de calcul numérique de type éléments, différences ou volumes finis semble être l’apanage des modèles du pôle physique, tandis que ceux du pôle géographie s’appuient sur des méthodes plus disparates. Cependant, l’analyse des réponses apparaît très délicate, dans la mesure où les méthodes semblent intimement liées à la formalisation des modèles, sans compter le fait que le vocabulaire désignant ces méthodes varie d’un domaine à l’autre.

La question de la construction du modèle est significative d’une ambiguïté sémantique non levée dans le champ de la modélisation : celle existant entre les termes phonétiquement et étymologiquement proches « modules » et « modèles » (lat. modulus). Ainsi, deux groupes de modèles apparaissent : ceux qui sont construits sur la base de sous-modèles, sans que l’on sache si ces sous-modèles constituent des modules ou composants individualisés ; inversement, ceux qui sont construits autour de modules ou composants plus ou moins autonomes, sans que l’on sache si ces composants constituent autant de sous-modèles susceptibles d’être individualisés.

6.

Conclusion générale et

éléments de discussion