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| Un outil d’aide à la décision et d’accompagnement de projets d’aménagements de prévention des incendies de foret, basé sur des systèmes multi-agent |
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Ce projet est géré par la convention MAPA-DERF 61.45.80.13 / 02 entre :
- la Direction de l'Espace Rural et de la Forêt du Ministère de l'Agriculture, de la Pêche et de l'Alimentation,
- l'Unité d’Ecodéveloppement de l'Institut National de la Recherche Agronomique
- l’Equipe Green du Centre de coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement
La convention 61.45.80.13 / 02 d'une durée de vingt-quatre mois a été notifiée le 9 décembre 2002
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| Objectifs, contexte, enjeux |
Depuis quelques années un champ de recherche sur la simulation de sociétés en interaction avec leur environnement se développe. De nouvelles méthodes comme les systèmes multi-agents (SMA) permettent de créer des sociétés virtuelles sur lesquelles on étudie les effets d’interactions entre différents comportements sur l’état de ressources. Des modélisateurs utilisent ces méthodes pour créer des représentations informatiques de dynamiques étudiées sur le terrain. Un des objectifs primordiaux de ces recherches est de réfléchir à l’usage des modèles pour l’aide à la médiation ou l’accompagnement de projets d’aménagement. En mettant l’accent sur les problèmes d’espaces, de représentation et de coordination, ces outils sont utilisables dans la phase d’initialisation de projets d’aménagement et sont également appropriés pour envisager des scénarii d’évolution. De nombreuses applications des SMA ont été développées, en particulier pour la modélisation de la gestion des ressources naturelles mais aucune ne concerne la forêt méditerranéenne. Les seuls modèles proches des SMA disponibles, sont des modèles de propagation du feu basés sur des automates cellulaires (Clark et al, 1994 ; Karafyllidis & Thanailakis, 1997 ; Berjak & Hearne, 2002). Mais ces automates fonctionnent exclusivement à partir de règles biophysiques et sont incapables d’intégrer des règles de gestion ou des comportements humains.
Devant la difficulté de développer des modèles biophysiques performants à l’échelle du massif forestier et face au besoin de mieux comprendre l’impact des pratiques humaines sur les dynamiques écologiques, il était intéressant de développer un modèle mixte associant une représentation des dynamiques spatiales des ressources naturelles avec une représentation des actes de négociation entre différents types d’acteurs pour la gestion coordonnée d’un espace forestier en vue de réduire le risque d’incendie. La démarche utilisée se devait de définir précisément les enjeux du massif forestier pour une palette d’usagers réels voire potentiels, et de représenter correctement les niveaux d’implication des différents acteurs dans la gestion du territoire et des principales modalités de négociation entre ces acteurs.
Le projet déposé auprès du GIS Incendies de forêts vise à tester l’application de la plateforme Cormas (Common-Pool resources and multi-agent systems) élaboré au CIRAD de Montpellier (Bousquet et al., 1998), pour aider à l’élaboration de plans d’aménagement de prévention des incendies de forêt (PFCI) en région méditerranéenne française.
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| Description sommaire de la méthodologie |
La méthode de travail utilisée a consisté, dans un premier temps, à développer un modèle multi-agents représentant une démarche d’aménagement de prévention des incendies sur des espaces forestiers méditerranéens à usages multiples. La conception du modèle visait à identifier les principaux acteurs concernés par l’aménagement forestier, leurs entités de gestion et les principales dynamiques en jeu. Pour ce faire, il a fallu répondre aux quatre questions suivantes et les formaliser sous la forme de diagrammes UML:
• Quelles sont les principales ressources de la forêt et les informations essentielles à savoir pour en garantir une utilisation durable ?
• Quels sont les principaux acteurs qui semblent pouvoir ou devoir jouer un rôle décisif dans la gestion de cette forêt ?
• Quelles sont les principales dynamiques écologiques en jeu, en quoi ces dynamiques sont-elles affectées par ces acteurs ?
• Comment chaque acteur utilise les ressources qu’il convoite ?
Dans un deuxième temps, une version simplifiée du SMA a été utilisée comme support pour l’animation de jeux de rôles dans le but de faire réagir les acteurs potentiels d’un aménagement DFCI en situation, dans un contexte neutre mais proche de leur réalité. Le jeu de rôles a été conçu afin de permettre l’enregistrement, l’observation et l’analyse des modalités de négociation et de structuration de l’espace mises en œuvre par les joueurs, et l’émergence de stratégies d’anticipation de conflits potentiels entre acteurs de l’aménagement. |
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| Principaux résultats |
A partir des données accumulées dans le cadre du Réseau Coupures de combustible (RCC), un modèle multi-agents représentant une démarche d’aménagement de prévention des incendies sur des espaces forestiers naturels à usages multiples a été développé sur la plateforme Cormas. Il comprend un module de représentation spatiale de la forêt basé sur un automate cellulaire et permettant d’importer toutes données issues des principaux systèmes d’information géographique (SIG). Ce module permet de simuler les dynamiques paysagères, sous l’effet soit de la succession naturelle, soit d’interventions classiques en matières de PFCI (reboisement, broyage, déssouchage, brûlage dirigé, sursemis, pâturage). Il comprend également un module de dynamique sociale capable de représenter les processus de décision et de coordination entre les principaux acteurs concernés par l’aménagement de la forêt. Actuellement les acteurs intégrés au modèle sont les forestiers, les éleveurs, les chasseurs de sanglier, les chasseurs de perdrix et les pompiers, et dans une moindre mesure les financeurs et les protecteurs de la nature.
Le modèle a été validé et calibré sur les aspects de croissance (croissance des arbres, de l’herbe et embroussaillement) et de dynamique de la végétation (accrus de résineux, régénération des feuillus) pour 3 grands types de peuplements forestiers : garrigue à chêne kermes et pin d’Alep, maquis à cistes et chêne liège, chênaie pubescente. Enfin une méthode de visualisation d’un éventail d’indicateurs a été élaborée afin de rendre compte de l’impact des aménagements selon les points de vue des différents usagers de la forêt (structure de la végétation, sensibilité au feu, biodiversité, quantité de fourrage disponible, production de bois, gibier, …).
Le SMA a ensuite été adapté sous la forme d’un jeu de rôles (Sylvopast) qui reproduit la démarche d’élaboration concertée d’un aménagement de prévention des incendies de forêt. Le jeu de rôles permet l’enregistrement, l’observation et l’analyse des modalités de négociation et de structuration de l’espace mises en œuvre par des joueurs essayant de mettre en place un aménagement sylvopastoral sur un massif forestier sensible aux incendies. Seules les échelles de temps et d’espace ont été simplifiées, les règles de dynamique des ressources et de propagation du feu restant identiques au SMA. Les participants jouant le rôle de l’éleveur définissent le circuit et le calendrier de pâturage de leur troupeau afin de satisfaire au mieux Le SMA a ensuite été adapté sous la forme d’un jeu de rôles (Sylvopast) qui reproduit la démarche d’élaboration concertée d’un aménagement de prévention des incendies de forêt. Le jeu de rôles permet l’enregistrement, l’observation et l’analyse des modalités de négociation et de structuration de l’espace mises en œuvre par des joueurs essayant de mettre en place un aménagement sylvopastoral sur un massif forestier sensible aux incendies. Seules les échelles de temps et d’espace ont été simplifiées, les règles de dynamique des ressources et de propagation du feu restant identiques au SMA. Les participants jouant le rôle de l’éleveur définissent le circuit et le calendrier de pâturage de leur troupeau afin de satisfaire au mieux ses besoins. Ils peuvent en augmenter l’effectif et sont redevables d’un droit de pâturage. Les participants jouant le rôle des chasseurs choisissent le nombre d’équipes affectées à la forêt, le type de gibier et le lieu de chasse. Les participants jouant le rôle du forestier définissent les objectifs prioritaires affectés au massif forestier (réduction du risque d’incendie, diversité des paysages, surface en forêt productive). Ils doivent ensuite aménager la forêt afin qu’elle remplisse au mieux les objectifs fixés en intervenant sur les parcelles les plus stratégiques. A la fin de chaque tour de jeu, un temps de négociation obligatoire encourage les joueurs à définir collectivement l’aménagement à mettre en place, la technique à utiliser, la localisation de la parcelle et le financement des travaux. Au bout d’un certain nombre de tours, un incendie est allumé au hasard dans une parcelle embroussaillée et remet en cause ou non l’aménagement.
Le jeu de rôles a été utilisé avec des étudiants de l’Engref (Nancy et Montpellier) et de l’EMVT Montpellier ou avec des professionnels de l’ONF.
Ce projet a fait l’objet de deux publications scientifiques :
Etienne M. 2003. SYLVOPAST a multiple target role-playing game to assess negotiation processes in sylvopastoral management planning. Journal of Artificial Societies & Social Simulations 6(2)
Etienne M. 2004. Modélisation d’accompagnement et aménagement forestier. In: Approches participatives de la gestion forestière. Chauvin C. (ed), Cemagref, Paris.
Et a servi de support à un mémoire d’ingénieur de l’INA-PG :
Fayein M., 2003. Elaboration d’un outil d’accompagnement de projets d’aménagement pour la prévention des incendies de forêt.
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| Partenaires (ordre alphabétique des organismes, en gras coordinateur) |
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CIRAD
INRA | Christophe LE PAGE
Michel ETIENNE |
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Rapport d’étape (10kOctets)
Contexte de l’étude
Travail réalisé
Perspectives
Résultats publiés |
rapport2003.pdf
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| Communication, Colloque Décembre 2004, PPT 715 kO |
expose3.ppt
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