Dans la zone nord des bassins versants de la Thaïlande, l'augmentation de la dégradation des ressources du bassin hydrographique résultant de la combinaison de l’augmentation de la population et de la croissance économique ont conduit à la création de contrôles divers par différents agents. Le gouvernement thaïlandais a fait des efforts considérables pour responsabiliser et impliquer les populations locales dans la gouvernance des ressources, pour éradiquer le problème et atténuer les conflits d'intérêts. Toutefois, la participation de la population ne progresse pas au-delà des niveaux d'information et de consultation. Afin de promouvoir la bonne gouvernance des ressources, la question de recherche proposée ici est de savoir comment utiliser la modélisation d'accompagnement (ComMod) qui est un processus de médiation outillé pour promouvoir la compréhension mutuelle et l'apprentissage adaptatif chez les intervenants afin d’améliorer la gestion collective des bassins versants. Les principales méthodes de recherche mises en œuvre dans cette étude sont le jeu de rôle (RPG), l'observation participante et la modélisation multi-agents. L'analyse préliminaire du cas du bassin versant Maehae a révélé un risque de conflit entre les agriculteurs et les forestiers. Deux sessions de jeu de rôle (RPG) ont été menées afin de mieux comprendre comment ces acteurs utilisent et gèrent des terres et des forêts malgré des conflits d'intérêts. […]En résumé, le réseau villageois, comme le réseau local, crée des liens divers entre deux ethnies et communautés. Il lie des individus, des groupes et des réseaux plus politiques et se pose en tant qu'intermédiaire informel politique pour co-gérer les ressources du bassin hydrographique et atténuer les tensions éventuelles entre les parties prenantes. La fonction du réseau villageois représente un processus d'évolution culturelle par le biais de l'apprentissage social et permet d’accroitre les préoccupations environnementales, et par conséquent, accroît la capacité d'adaptation la résilience. Cette étude […] souligne l'importance de la participation des principales parties prenantes, la confiance entre le chercheur et les acteurs, la position neutre du chercheur. La prochaine étape dans la modélisation d'accompagnement serait nécessaire, pour partager le plan de gestion collective locale avec les réseaux politiques plus interconnectés, grâce à la simulation du modèle, et passer à d'autres co-planifications et co-décisions en matière de gouvernance durable des ressources des bassins versants. / In the northern watershed area of Thailand, the increase in watershed resources degradation due to the combination of population and economic growths led to diverse controls and responsible agents. Thai government has put substantial effort to empower and involve local people in resource governance, to eradicate the problem and mitigate the conflict of interest. However, the people participation does not progress beyond informative and consultative levels. The Maehae is one of the complex watershed management cases where intensive vegetable cultivated lands located in restricted watershed area, multi-level stakeholders involved in watershed resources management existed. To promote good resource governance, the research questions proposed here is how to employ companion modeling (ComMod) process and mediating tools to promote mutual and adaptive learning among stakeholders to enhance collective watershed management. The main field research methods implemented in this study are roleplaying game (RPG), stakeholders observation and multi-agent based model (MABM). Preliminary system analysis of the Maehae revealed a potential conflict among the farmers and the forester. Two land-forest role-playing game (RPG) sessions were conducted in order to gain a better understanding on how these stakeholders use and manage land and forest under conflict of interests. […]This scenarios exploration showed that the San was only determinant factor in the “business as usual” scenarios. The San […] could reduce forest disturbance and promoted total farm productivity. […] In summary, The Maehae village network, as the local network, bridges diverse ties both ethnicities and communities. It links individual, groups and higher policy network; performs as intermediary informal political network to co-manage the watershed resources and mitigate possible tensions among stakeholders. The village network function represents a cultural evolution process through social learning and gaining of environmental concerns, therefore, enhances adaptive capacity and increase resilience. This study […] recommends the important of key stakeholders’ involvement, the trust between researcher and the stakeholders, the neutral position of the researcher. Further stage of companion modelling would be required, to share collective local management plan with larger interconnected policy networks, through the model simulation, and move to further co-planning and codecision making for sustainable watershed resource governance.

Dans la zone nord des bassins versants de la Thaïlande, l'augmentation de la dégradation des ressources du bassin hydrographique résultant de la combinaison de l'augmentation de la population et de la croissance économique ont conduit à la création de contrôles divers par différents agents. Le gouvernement thaïlandais a fait des efforts considérables pour responsabiliser et impliquer les populations locales dans la gouvernance des ressources, pour éradiquer le problème et atténuer les conflits d'intérêts. Toutefois, la participation de la population ne progresse pas au-delà des niveaux d'information et de consultation. Afin de promouvoir la bonne gouvernance des ressources, la question de recherche proposée ici est de savoir comment utiliser la modélisation d'accompagnement (ComMod) qui est un processus de médiation outillé pour promouvoir la compréhension mutuelle et l'apprentissage adaptatif chez les intervenants afin d'améliorer la gestion collective des bassins versants. Les principales méthodes de recherche mises en œuvre dans cette étude sont le jeu de rôle (RPG), l'observation participante et la modélisation multi-agents. L'analyse préliminaire du cas du bassin versant Maehae a révélé un risque de conflit entre les agriculteurs et les forestiers. Deux sessions de jeu de rôle (RPG) ont été menées afin de mieux comprendre comment ces acteurs utilisent et gèrent des terres et des forêts malgré des conflits d'intérêts. [...]En résumé, le réseau villageois, comme le réseau local, crée des liens divers entre deux ethnies et communautés. Il lie des individus, des groupes et des réseaux plus politiques et se pose en tant qu'intermédiaire informel politique pour co-gérer les ressources du bassin hydrographique et atténuer les tensions éventuelles entre les parties prenantes. La fonction du réseau villageois représente un processus d'évolution culturelle par le biais de l'apprentissage social et permet d'accroitre les préoccupations environnementales, et par conséquent, accroît la capacité d'adaptation la résilience. Cette étude [...] souligne l'importance de la participation des principales parties prenantes, la confiance entre le chercheur et les acteurs, la position neutre du chercheur. La prochaine étape dans la modélisation d'accompagnement serait nécessaire, pour partager le plan de gestion collective locale avec les réseaux politiques plus interconnectés, grâce à la simulation du modèle, et passer à d'autres co-planifications et co-décisions en matière de gouvernance durable des ressources des bassins versants.

La thématique de l'expansion du système agricole depuis l'Anatolie vers les Balkans est depuis longtemps un important sujet de recherche. Les approches archéologiques classiques ont permis de mieux comprendre le parcours et le temps de cette expansion, mais ils n'expliquent rien de ce qui n'est pas observable dans les traces archéologiques : notamment, la structure socio-économique d'une société agricole préhistorique. Dans cette thèse, un modèle de type multi-agents a été utilisé pour explorer ces éléments qui sont invisibles en archéologie. Ce modèle, appelé BEAN (Bridging European and Anatolian Neolithic), consiste en une adaptation du modèle OBRESOC (Un OBservatoire REtrospectif d'une SOCiété archéologique). OBRESOC avait été crée pour simuler l'expansion des agriculteurs rubanées en Europe Centrale, et a été modifié pour s'adapter au contexte archéologique balkanique. L'expansion des premiers agriculteurs Balkaniques est simulée en combinant des données archéologiques avec des inférences ethnohistoriques et paléodémographiques. Un environnement réaliste a été modélisé, où les zones d'optimum agricole sont déterminées par des estimations de la météorologie et de la fertilité des sols. Chaque agent correspond à un foyer domestique ; les agents interagissent dans cet environnement en suivant des modèles partiaux intermédiaires socioéconomiques qui déterminent les règles de leur comportement. Par exemple : maisons avec des familles nucléaires ; système agricole intensif sur des petits champs avec chasse et cueillette complémentaires ; expansion déterminée par le scalar stress villageois ; réseaux de solidarité entre apparentés ; disettes et famines causées par des événements météorologiques. De cette façon, le modèle simule le fonctionnement et l'expansion géographique d'une société agricole Néolithique. De nombreuses simulations ont été effectuées, en faisant varier les paramètres les plus importants, identifiés grâce à une analyse de sensibilité. L'adhérence entre les données archéologiques et les données simulées a été mesurée principalement avec des critères géographiques : la simulation qui produit le patron d'expansion simulé qui coïncide le mieux avec l'expansion archéologique est considérée la meilleure. De procédures spécifiques ont été crées pour manipuler la grande quantité de données simulées produites par le modèle. L'observation de ces données a permis l'exploration de certains aspects qui sont invisibles en archéologie ; par exemple, le modèle a aidé à questionner des croyances archéologiques basées sur des hypothèses qui n'étaient pas vérifiables autrement. Le modèle a permis aussi l'exploration d'autres sujets, comme la comparaison entre le front pionner de colonisation et les zones d'ancienne occupation, ainsi que l'influence de la météorologie sur l'expansion du système agricole. Le modèle a produit des patrons d'expansion qui adhèrent, géographiquement et chronologiquement, à l'expansion suggérée par les traces archéologiques. L'exploration des sorties socio-économiques a permis la formulation de nouvelles hypothèses qui ne pourraient pas être faites simplement sur la base de ce qui est trouvé dans les vestiges archéologiques. Même quand il y a un large écart entre ce qui est observé en archéologie et ce qui est produit par le modèle, cette approche de modélisation multi-agents ouvre à des nouvelles questions, en ajoutant de nouvelles idées et perspectives à la recherche actuelle. / A topic of great importance in archaeological research throughout the last decades concerns the expansion of the first farmers from Anatolia through the Balkans. The standard archaeological approaches allowed the understanding of the path and timing of this expansion; however, they lack explanation of what is unobservable in the archaeological record: in particular, the socio-economic structure of a prehistoric farming society. Throughout this thesis, an agent-based model was built in order to explore those elements which are hidden in archaeology. This model, called BEAN (Bridging European and Anatolian Neolithic), is an adaptation of the OBRESOC model (Un OBservatoire REtrospectif d'une SOCiété archéologique). OBRESOC was created to simulate the expansion of the LBK farmers in central Europe, and was adapted to the Balkan archaeological context. The expansion of the first Neolithic farmers in the Balkans was simulated by combining the archaeological records to ethnohistoric and paleodemographic inferences. A realistic environment has been modelled where the areas of optimum farming are determined by meteorology and soil fertility estimates. An agent corresponds to a household; agents interact on this landscape, following socioeconomic partial intermediate models. For instance: households composed of a nuclear family; intensive farming system on small plot completed by hunting-gathering; expansion determined by scalar stress at the hamlet scale; family clan solidarity; shortages and famines caused by meteorological events). Thus, the model simulates the functioning of the Neolithic farming society and its geographic expansion. Several simulations have been executed, testing different combinations of the key parameters, identified through a sensitivity analysis. The goodness of fit of simulated data to the archaeological data is measured mostly on geographic criteria : the best simulation is the one that produces the expansion pattern that better fits to the archaeological data. Specific procedures have been developed in order to process the large amount of data produced by the model. The observation of this data permitted to explore some aspects that are invisible in archaeological record : for example, the model helped to investigate some archaeological beliefs, based on assumptions that could not be verified. The model also permitted the exploration of other topics, such as the comparison between the pioneer front of colonization and the zones of previous occupation, as well as the effect of meteorology on the expansion of the farming system. The model produced an expansion pattern that corresponds geographically and chronologically to the expansion suggested by the archaeological evidence. The exploration of socio-economic outputs permitted the formulation of new hypothesis that could not be made using purely archaeological record. Even when there's a large gap between what is found in archaeology and what is produced by the model, this agent-based modelling approach helps to raise new questions, adding new ideas and perspective to the actual state of research.

Nourrir une population mondiale croissante dans un contexte de changements globaux pose de nouveaux défis à l’agriculture en termes d’efficience de production et d’impacts environnementaux. Rendre les systèmes agro-alimentaires plus soutenables nécessite de mieux recycler la biomasse et les nutriments, c’est-à-dire de tendre vers des flux de fertilisants, de produits végétaux, d’aliments du bétail, de coproduits et de déchets plus circulaires. À ce titre, il est nécessaire de développer de nouveaux outils pour mieux explorer et évaluer les échanges de matières entre les fermes et leurs partenaires économiques amont et aval dans les territoires. Dans le travail présent, l’état de l’art concernant les méthodes d’analyse, de modélisation et d’évaluation environnementale des flux de biomasse et d’éléments minéraux à différentes échelles est réalisé. Le modèle multi-agents FAN (« Flows in Agricultural Network») qui simule les flux des matières entre les fermes et leurs partenaires économiques dans les territoires agricoles a été développé. Les processus de FAN sont expliqués en détail et une analyse de sensibilité des variables clefs est présentée. Par ailleurs, le modèle FAN a été appliqué à un cas d’études en France pour évaluer la performance des scénarios contrastés visant à améliorer l’efficience d’utilisation des éléments minéraux, développer le recyclage de la matière, favoriser la production du biogaz ou reconcevoir les systèmes de production. Les sorties de simulations des scénarios sont analysées en termes de production alimentaire et énergétique, de flux de matières et de logistique, de cycle des nutriments et d’émissions de gaz à effet de serre. Ce travail montre l’utilité des outils de prospective et modèles multi-agents pour améliorer la durabilité des systèmes agricoles et des chaines alimentaires, pour créer et évaluer des solutions collectives tendant vers l’économie circulaire et pour prendre en charge les interactions entre acteurs économiques au sein des chaines et filières alimentaires complexes. / Feeding the growing global population in a context of global change raises new challenges for agriculture regarding its production efficiency and impacts on natural resources. Solutions for towards farming sustainability require to improve nutrient and biomass recycling in agro-food systems, i.e. to move from linear to more circular flows of fertilizers, crop products, feedstuff, by-products and organic wastes. Innovative tools exploring material exchanges between farms and their upstream and downstream partners in agro-food systems at the local scale are needed. In the present work, the state of the art about analysis methods, models and environmental tools addressing nutrient and biomass flows at different scales is reviewed. The FAN (“Flows in Agricultural Network”) model, an agent-based model that simulates a range of material flows among farms and their partners within agricultural districts is developed. FAN processes are explained in details and a sensitivity analysis to some key variables is performed. In addition, the FAN model is applied to a French case-study to assess the performances of contrasted scenarios aiming to enhance nutrient use efficiency, recycling strategies, biogas production and system redesign. The outcomes from the scenario simulation are analyzed are assessed in terms of food provisioning, nutrient cycling and greenhouse gas emissions. This work shows the usefulness of prospective, agent-based tools for greater farming and food-chain sustainability, to design and evaluate collective solutions for circular economy and to account for interactions among economic actors within complex agro-food systems.