Contributions méthodologiques à la modélisation intégrée pour la planification territoriale et environnementale

Nos sociétés et leurs environnements constituent les composantes d'un système ouvert et complexe. Dans un effort d'abstraction visant à rationaliser la complexité inhérente de ces systèmes, l'usage d'outils de formalisation et de modélisation est nécessaire. Ces outils prennent en considération quatre éléments contextuels d'ordre général : (1) les multiples niveaux d'organisation structurels et fonctionnels du territoire et de l'environnement ; (2) les interactions entre les composantes naturelles, anthropiques, réelles et perçues de ces espaces ; (3) les rétroactions entre ces composantes ; et enfin (4) le caractère subjectif des règles qui contribuent à définir la dynamique spatio-temporelle de ces systèmes. Dans ce contexte à fort ancrage territorial, l'objectif général de notre thèse est d'élaborer une plate-forme conceptuelle et méthodologique d'aide à la décision en planification du territoire et de l'environnement, en intégrant des outils de modélisation de l'espace avec ceux de la modélisation du processus décisionnel et en respectant ces quatre aspects fondamentaux de la formalisation et de modélisation de tous les systèmes socioécologiques. Le premier sous-objectif est consacré à l'analyse critique de trois outils de modélisation utilisés en planification territoriale et environnementale au cours de ces 25 dernières années en Amérique du Nord : (1) la modélisation cartographique, d'inspiration naturaliste et axée sur l'objectivation du milieu physique ; (2) la modélisation visuelle ou géovisualisation, plutôt dirigée vers le paysage ; et (3) la modélisation spatiale proprement dite qui regroupe les automates cellulaires et les approches multiagents, destinés à la modélisation des interactions fines entre les individus, et entre les individus et leur territoire. Cette revue nous permet d'identifier les limites méthodologiques et opérationnelles actuelles de ces outils de modélisation ainsi que leurs contributions possibles pour l'aide à la décision. Le deuxième sous-objectif est consacré à une application de la méthodologie des systèmes souples (MSS) pour la formalisation des structures et des processus géographiques du système socioécologique (SSE) du territoire de la municipalité de Sainte-Claire, située dans la MRC de Bellechasse dans la région de la Chaudière-Appalaches au Québec méridional. La méthodologie des systèmes souples est une des premières approches de modélisation systémique destinée à l'aide à la décision. Elle fut développée au cours des années soixante pour l'analyse heuristique de situations complexes, floues ou mal définies en raison de la multiplicité des acteurs et de la pluralité des structures et des processus qui définissent une situation et un contexte donnés. Cette démarche analytique a été abondamment appliquée à la formalisation des structures et processus organisationnels, mais a été très peu utilisée en science géographique. Nous détaillons les principales étapes de la MSS, c'est-à-dire la reconnaissance de la situation, la caractérisation riche du contexte entourant cette situation, la définition de l'énoncé synthèse du système d'activité anthropique, la modélisation conceptuelle du SSE, et la validation du modèle. Ce modèle est utilisé par la suite au cours de la dernière portion du projet. À ce titre, le dernier sous-objectif vise à simuler une démarche de planification territoriale et environnementale intégrant la modélisation spatiale avancée et l'aide multicritère à la décision. À partir de l'extrant obtenu à l'étape précédente du projet, nous formalisons le problème du choix d'alternatives en planification territoriale et environnementale pour la municipalité de Sainte-Claire dans la MRC de Bellechasse. Cette simulation nécessite notamment l'élaboration de quatre scénarios d'utilisation du sol et la détermination de douze critères de planification, qui prennent appui sur l'analyse de contenu de l'audit environnemental stratégique régional selon la méthodologie des systèmes souples. Quatre scénarios de planification territoriale et environnementale sont donc élaborés sur la base des objectifs régionaux et sont évalués sur la base des enjeux soulevés lors de cet audit et traduits en critères d'analyse et en indicateurs de mesure. Ces scénarios, à forte référence territoriale, sont modélisés dans le système d'information géographique ArcGIS. En plus de bénéficier d'une représentation cartographique des scénarios, cela nous permet aussi d'effectuer des analyses spatiales pour mesurer les critères correspondant par exemple à des impacts en matière de pertes ou de gains de superficies reliées à des usages du territoire valorisés de manière différente selon les acteurs. Chacun des scénarios est évalué selon une procédure d'aide multicritère à la décision basée sur les méthodes d'analyse PROMETHEE et GAIA, mise en œuvre dans le progiciel DSight. Cette procédure d'aide multicritère à la décision nous permet de formaliser le processus décisionnel dans un contexte multipréférences & multiacteurs, notamment par l'agrégation des préférences des acteurs, par le rangement des scénarios, et par l'identification des opportunités de négociations possibles. L'ensemble de cette thèse, sous forme d'articles, fait l'objet d'une synthèse finale en conclusion qui permet de formuler des recommandations de nature générale, plus conceptuelles, et d'autres portants sur les aspects méthodologiques de la contribution. Par ailleurs, nous identifions les tout premiers fondements de ce que nous pourrions convenir d'appeler l'analytique territoriale qui constitue un nouveau champ de recherche précisément appliquée à la génération de connaissances évolutives en contexte géographique et qui intègre des éléments conceptuels et méthodologiques en sciences des systèmes, en sciences du territoire, en sciences de l'information et en modélisation décisionnelle. \n______________________________________________________________________________ \nMOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : scénario, acteurs, critères, planification, décision, système, territoire.

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