Objectifs scientifiques et context
UMMISCO développe des modèles permettant de décrire, expliquer ou explorer des scénarios d’évolution de systèmes socio-environnementaux complexes. L’accent mis depuis quelques années sur la participation et l’implication des parties prenantes et des citoyens implique de mieux médiatiser et partager ces scénarios, que ce soit lors de la construction des modèles qui les génèrent, lors de leurs simulations, ou lors de l’exploration de modèles alternatifs. Ces approches, dites “participatives” ou “citoyennes”, soulèvent des défis scientifiques et technologiques sur lesquels UMMISCO 4 souhaite mettre l’accent, avec comme objectif de fournir un support méthodologique à la transdisciplinarité, chère à la science de la durabilité. Au-delà de l’interdisciplinarité, en effet, certains des modèles développés par UMMISCO (évoqués dans le thème 1) s’inscrivent dans des démarches explicitement transdisciplinaires, mobilisant des acteurs qui ne sont pas forcément scientifiques pour leur conception, leur utilisation ou leur exploration.
Ces modèles deviennent alors des supports de démarches participatives et de réflexion prospective où l’intervention des parties prenantes est prise en compte comme toutes les autres dynamiques (écologiques, biologiques, physiques, etc.). Ils supportent des activités plus orientées vers la transmission des connaissances, la médiation, la communication, la co-création ou encore la concertation et deviennent ainsi une représentation de la réalité qui joue le rôle d’un terrain d’entente où scientifiques, parties prenantes, décideurs et grand public peuvent interagir, discuter et négocier sur leur avenir commun. A l’autre extrémité du spectre, en connexion étroite avec le thème 3, les approches participatives (regroupant, dans ce cas, des démarches de type “science citoyenne” ou “crowdsourcing”) deviennent un nouveau mode de production de connaissances ou de données complémentaires permettant de nourrir les modèles de données plus qualitatives et souvent plus liées aux comportements des acteurs. L’unité souhaite donc explorer l’impact et l’intérêt de nouvelles formes de participation telles que l’implication et la collecte d’information par le biais d’interfaces tangibles, de même que comprendre les apports de la ludification (utilisation des mécanismes du jeu) pour favoriser les situations d’apprentissage, de médiation ou de prise de décision. Ce thème sera également l’occasion de tisser des liens plus profonds et peut-être plus formels avec des institutions ou des groupements avec lesquels UMMISCO a pu travailler dans le passé, par exemple le réseau COMMOD, le LPI ou le MIT Media Lab.
Si toutes les approches en lien avec la modélisation (modélisation participative, simulation participative, jeux sérieux sur simulation) ont été rendues possibles par le développement de nouvelles plateformes de simulation, en particulier les plateformes à base d’agents, force est de constater qu’elles sont cependant encore peu utilisées, car leur conception demande des expertises spécifiques et leur mise en œuvre des méthodologies particulières. En effet, selon les objectifs qui leur sont assignés, qui vont de la diffusion de la culture scientifique à l’implication de la société civile dans les processus de recherche, d’innovation, voire de prise de décision, elles se caractérisent par une grande diversité d’approches, de disciplines, ainsi que d’acteurs, dont les formes d’engagement (bénévolat, rémunération, individuels ou collectifs, etc.), le rôle (établissement du protocole, recueil, analyse, interprétation, etc.) ou le statut (débutants, spécialistes, étudiants, grand public, etc.) peuvent aussi varier fortement. Ces deux points, autour de l’expertise de conception de dispositifs participatifs et de la méthodologie de mise en œuvre de ces dispositifs, représentent les deux verrous principaux que l’unité s’efforcera de lever en créant ce nouveau thème et en y encourageant le développement de recherches et d’applications dédiées, en liaison étroite avec les 3 autres thèmes, en particulier en ce qui concerne les domaines d’application.
Afin de les traiter au mieux, l’accent sera en particulier mis sur le développement de nouvelles interfaces permettant, d’une part, de faciliter l’engagement de non-scientifiques en rendant l’interaction avec les modèles plus naturelle et moins intimidante, et, d’autre part, de permettre un recueil “naturel” de données auprès d’eux, en particulier de données qualitatives (comportementales, décisionnelles, etc.). Ces nouvelles “interfaces hommemodèle” doivent permettre aux utilisateurs d’explorer un ensemble de ramifications possibles à partir de scénarios bien définis, certaines de ces ramifications étant obtenues « classiquement » par application de modèles stochastiques, par exemple, d’autres étant le résultat d’une intervention de ces mêmes utilisateurs dans le déroulement des simulations. Il convient donc d’envisager des rapports utilisateur-modèle qui ne soient plus passifs mais au contraire susceptibles de s’appuyer, selon les modèles, l’âge ou la culture des utilisateurs, sur différentes formes d’interactivité ou d’interaction. Qui dit interface dit, en particulier (mais pas seulement) visualisation. La visualisation de l’exécution d’un modèle (donc, d’une simulation ou d’un ensemble de simulations sur ce modèle) joue en effet un rôle crucial dans la capacité d’appréhension, par un utilisateur, des dynamiques à l’œuvre dans ce modèle : émergence de régularité spatio-temporelles, évènements survenant à l’issue de percolations spécifiques, etc. Elle constitue souvent le moyen le plus immédiatement accessible permettant d’orienter ultérieurement une analyse plus poussée, car elle représente, dans bien des cas, la seule possibilité d’observation offerte à cet utilisateur. Le travail envisagé s’appuie sur l’hypothèse que les techniques disponibles de visualisation de l’exécution d’un modèle jouent un rôle crucial dans la capacité des utilisateurs à extraire des informations abstraites essentielles à l’objectif pour lequel a été conçu le modèle, ou pour y découvrir des dynamiques non perceptibles autrement. Le thème encouragera donc l’exploration de toutes les possibilités offertes par les environnements de visualisation modernes pour tester et proposer des solutions qui s’appuient sur les environnements 2D et 3D interactifs (métavers, jeux de rôle en ligne massivement multi-joueurs, etc.), les interfaces tangibles (Grignard et al. 2020) mais aussi, au-delà de la technique, sur des mécanismes d’abstraction, de synthèse ou d’apprentissage, pour obtenir des interfaces flexibles et adaptatives.
La représentation graphique de données (qu’elles soient issues de simulations ou de tout autre processus) n’est pas un domaine de recherches récent, mais le couplage entre représentation graphique et mécanismes d’interaction s’est révélé extrêmement fécond, et les évolutions techniques (interfaces tactiles, visualisation 3D, etc.) ouvrent de nouveaux espaces de recherche concernant la visualisation interactive de modèles complexes. Qui plus est, dans une démarche de sciences participatives, il est crucial de pouvoir fournir aux acteurs des capacités d’action sur des simulations qui soient simples à utiliser, faciles à décrire et capables de s’adapter à différents scénarios possibles. D’un point de vue technique, le thème encouragera donc des recherches sur des voies aujourd’hui encore peu communes dans le domaine de la science de la durabilité, mais qui semblent particulièrement prometteuses pour favoriser l’interaction entre acteurs et modèles, comme des combinaisons d’interfaces tangibles (sous forme de maquettes) et de réalité augmentée.
Le thème organisera les recherches au sein de l’unité en privilégiant une approche pragmatique, expérimentale et progressive, notamment en s’appuyant systématiquement sur les applications réalisées par UMMISCO dans ses différents centres, à l’occasion d’expérimentations auprès d’utilisateurs « réels » (i.e. acteurs sociaux, décideurs, utilisateurs…). L’idée n’est donc pas forcément de créer de nouvelles applications ou de nouveaux projets, en tout cas pas immédiatement, mais plutôt d’accompagner au mieux les applications existantes et d’en tirer des enseignements à vocation méthodologique permettant de généraliser des dispositifs d’interface ou d’accompagnement.
- Ludification et jeux sérieux. Un bon exemple de ce que l’unité envisage de promouvoir dans ce thème est le projet RÁC13. Il s’agit d’un jeu sérieux multi-joueurs conçu au sein du LMI ACROSS, rattaché à UMMISCO au Vietnam, pour sensibiliser ses utilisateurs à l’impact de la pollution solide et liquide sur les systèmes d’irrigation. Il vise à favoriser le dialogue social entre les différents acteurs impliqués afin de parvenir à des solutions concertées. Le jeu suit l’évolution de la gestion des déchets et de la production agricole sur le territoire fictif d’une commune rurale, divisée en quatre villages, chacun étant confronté à des problèmes spécifiques en raison de sa situation. 4 groupes de joueurs décident des actions locales qui permettront d’atteindre l’objectif de maintien d’une certification de qualité globale pour le riz produit par la commune. Les joueurs sont ainsi invités non seulement à améliorer leur situation, mais aussi à coordonner leurs actions pour promouvoir des actions collectives. Pour cela, les utilisateurs disposent de cartes d’action, qu’ils peuvent jouer à chaque tour https://across-lab.org/application/red-river-delta-bac-hung-hai-irrigation-system/; “RÁC” veut dire “déchet” en Vietnamien.
(nettoyage des canaux, campagne de sensibilisation, incitation financière à diminuer les engrais, etc.) et d’un modèle partagé qui simule l’évolution du territoire et permet aux joueurs d’observer les conséquences de leurs actions. RÁC a été joué dans deux contextes : avec des élèves (collège et lycée), et avec des agriculteurs et des chefs de village. - Interfaces tangibles. Une interface tangible est une interface utilisateur au moyen de laquelle un ou plusieurs utilisateur(s) peu(ven)t visualiser et interagir avec l’information produite par des simulations par le biais d’un dispositif physique (normalement dédié au modèle, par exemple une maquette 3D de l’environnement simulé). Ces dispositifs, couplés à l’intelligence artificielle, représentent un outil d’aide à la décision ou à la médiation radicalement nouveau pour les différentes parties prenantes. Il peut en particulier être utilisé pour explorer, visualiser et partager de nouvelles stratégies de planification ou des scénarios de développement, afin d’évaluer dans quelle mesure ils correspondent aux besoins des parties prenantes partageant cette représentation dynamique. Ce couplage de modèles informatiques avec des interfaces tangibles a été expérimenté par UMMISCO au cours des dernières années dans le cadre de projets comme HoanKiemAir (Duc et al. 2020), Bac Hung Hai (Grignard 2020) ou MarraKair (Emery et al. 2017) et, dans un cadre élargi, au sein du projet CityScope (dans lequel UMMISCO intervient par l’entremise de GAMA, avec le groupe CityScience14 du MIT Media Lab) ou dans les ateliers de recherche-formation en médiation urbaine dans le cadre de l’Ecole de l’anthropocène (Andry et al. 2022). L’unité souhaite continuer de développer et améliorer ces approches dans de nouveaux projets comme Ocean Park Air, soutenu par VinUniversity dans le cadre du projet “Digital Twin Platform to Empower Communities for Eco-friendly environment” ou Moov’Hanoi en partenariat avec l’AFD et Paris Région Expertise, qui consiste à étudier et communiquer par le biais d’une maquette interactive les politiques d’aménagement du réseau de transports publics. A mi-chemin entre jeu sérieux et interface tangible, la plateforme LittoSIM (Becu et Rulier, 2018; Monfort et al. 2020; Laatabi et al., 2022) a été développée pour sensibiliser décideurs et aménageurs aux bonnes pratiques de gestion du littoral face aux risques de https://www.media.mit.edu/groups/city-science/overview/
submersion, leur permettre de tester des méthodes alternatives de gestion du territoire et de concevoir collégialement une politique territoriale. Les participants sont immergés dans un environnement à la fois “numérique” représentatif de leur quotidien et “physique” pour la scénarisation de l’atelier et le réalisme. A l’origine conçu pour l’ile d’Oléron (projet Communauté de Communes de l’Ile d’Oléron), LittoSIM a trouvé plusieurs applications en France (Projet LittoSIM15, Fondation de France), au Vietnam (projet LittoKong) et maintenant à Madagascar (Projet Didem, FFEM).
- Réalité virtuelle et réalité augmentée. Principalement explorées pour l’instant dans le cadre du projet SIMPLE, ces nouvelles formes d’interface ont l’énorme avantage de permettre une immersion complète des utilisateurs dans des environnements virtuels. L’unité souhaite explorer leur impact sur les processus d’apprentissage, de sensibilisation ou de médiation, en particulier vis-à-vis d’un public plus large et plus jeune qu’avec les autres dispositifs. Ainsi, l’objectif général de SIMPLE, financé par l’UE dans le cadre d’un partenariat avec l’ASEAN et implémenté dans les quatre pays du bas Mékong (Cambodge, Laos, Thaïlande et Vietnam), est de sensibiliser les jeunes de 12 à 18 ans à la durabilité des solutions de prévention ou de mitigation de problèmes environnementaux comme la perte de biodiversité dans les forêts ou la subsidence des deltas, en développant, testant et proposant des « univers » en réalité virtuelle couplés à des jeux sérieux et des simulations de ces phénomènes. Le projet sera validé par des expérimentations à large échelle dans un certain nombre de collèges et de lycées des quatre pays d’implémentation.
En plus des tâches d’animation interne et transversale dévolues à tous les thèmes d’UMMISCO 4, ce thème aura comme objectif de construire des passerelles — en particulier méthodologiques — avec d’autres acteurs fortement impliqués dans les approches transdisciplinaires, au premier rang desquels figureront le LPI et l’équipe CityScience du MIT Media Lab. Nous avons en effet, dès 2022, initié des échanges avec le LPI16, au travers de son fondateur, François Taddei (membre du COS de l’IRD). Les discussions qui ont suivi, les montages de projets (comme ViPartiCity, déposé avec cinq partenaires vietnamiens, auprès de la fondation Botnar), l’organisation de formations (formation GAMA en avril 2023) et d’autres activités communes ont permis de faire émerger des synergies intéressantes sur les approches participatives et citoyennes appuyées sur des outils numériques innovants, ce que nous allons poursuivre et étendre dans UMMISCO 4. Le statut d’ONG du LPI lui permet en effet d’aider à l’adoption et à l’expérimentation de nouvelles méthodologies de recherche et d’innovation sociale, tout en assurant que les activités scientifiques restent alignées avec les besoins et les valeurs des communautés impliquées, apportant ainsi une valeur ajoutée notable à la réalisation de ce thème. Comme indiqué à propos des interfaces tangibles, nous envisageons également via ce thème une collaboration étroite avec l’équipe CityScience du MIT Media Lab. Le développement de plusieurs projets communs depuis 2016 (Grignard et al. 2018) au sein de la plateforme CityScope (Alonso 2018), portant sur différents aspects de l’innovation scientifique et de l’engagement citoyen (Noyman 2017), ont en effet mis en évidence des expertises très complémentaires que nous souhaitons continuer à combiner autour des thématiques liées à l’urbanisme durable, résilient et inclusif. Leurs travaux sur la modélisation urbaine et la conception participative, ainsi que leur expertise en fabrication numérique et en prototypage rapide pour développer des outils et des dispositifs personnalisés, apporteraient en tout cas une dimension supplémentaire, en intégrant les données collectées par le public dans des modèles urbains dynamiques pour mieux comprendre les interactions complexes entre les populations, les infrastructures et l’environnement.