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Soutenance thèse de doctorat (B. Roquier)

A systems modelling framework to support scenario-based approaches for integrated resources management
by

Bastien Roquier

on 3 July 2017

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Transcript of Soutenance thèse de doctorat (B. Roquier)

Gestion sectorielle
Gestion intégrée
Intégration
... de multiple disciplines
... de différentes échelles spatiales et temporelles
... d'acteurs provenant de divers domaines
planification stratégique
Approches stratégiques de gestion des eaux urbaines
Planification stratégique et indicateurs de durabilité
Transition vers des systèmes plus durables
Économie de l'intégration
Projets de recherche-action
Plateformes d'acteurs: "Learning alliances"
Analyse de la gouvernance
Inclusion sociale
Bonnes pratiques de gestion (BMPs): Evaluation technique, économique et institutionnelle
6 domaines de recherche
La gestion intégrée des ressources hydriques consiste à promouvoir le développement et la gestion coordonnés des ressources en eau, des terres et d’autres ressources apparentées, afin de maximaliser de façon équitable le bien-être économique et social qui en résulte sans compromettre la durabilité des écosystèmes vitaux.

(Global Water Partnership, www.gwp.org)
Gestion Intégrée des Ressources en Eau (GIRE)
a systems modelling framework to support scenario-based approaches for integrated resources management
Bastien Roquier
Directeurs de thèse
Pr. André Mermoud
Dr. Marc Soutter
30 juin 2011
Développement de principes théoriques, outils et méthodes pour gérer l'information lors du processus de gestion intégrée des ressources naturelles.

Application à la gestion de l'eau (le projet SWITCH)
objectifs
Intégration structurelle

Intégration sémantique

Intégration technique (formats)

Intégration des méta-données (sources et incertitudes)
intégration des données
Approche alternative à la résolution de problèmes
Focus sur les interactions entre systèmes
Approches: Causal loop diagram, Stock and flow diagram, Réseau bayesien, Analyse de flux de matière...
théorie des systèmes
Intégration de données provenant de multiple différentes sources
Aborde la question de l'hétérogénéité sémantique
Outils: langages ontologique, tels que OWL
intégration sémantique
Langage SysMod
Constitution d'une "learning alliance"
Elaboration vision et scenarios
Evaluation de la situation
Définition et évaluation des stratégies
Planification
Implémentation
Suivi
Testez CWIS à l'adresse http://www.ipogee.ch/en/pages/CWIS.shtml
CWIS
Intégration
de modèles mathématiques

Planification par scénarios
12 villes
Accra (Ghana)
Beijing (Chine)
Alexandrie (Egypte)
Cali (Colombie)
Birmingham (UK)
Bogota (Colombie)
Belo Horizonte (Brésil)
Hamburg (Allemagne)
Lima (Pérou)
Łódż (Pologne)
Tel Aviv (Israël)
Saragosse (Espagne)
participation des acteurs
eaux de pluie
Outils d'aide à la décision
de multiples approches, des formalismes différents
Consistence et la qualité des données,
Réutilisation et la répétition des processus de création de données,
Propriété/copyright des données
Exploration et découverte de l'information
provenance des données
Evaluation de la qualité des données,
Meilleures bases pour la prise de décision
incertitudes
CWIS = base de données + application web modulaire
implémente le langage SYSMOD,
supporte un large éventail de formats (valeurs, fichiers, géométries),
intègre les concepts de provenance et incertitude
Méthode pour la planification stratégique qui permet de prendre en compte l'influence de facteurs incertains et incontrollables par l'utilisation de scénarios
planification par scénarios
Modèles mathématiques nécessaires pour l'évaluation de scénarios futurs.
Intégration de modèles de différents domaines, formats de données et échelles spatio-temporelles
Outils: Integrated modelling frameworks, tels que OpenMI
intégration de modèles
un langage hybride entre langage de modélisation "système" et langages ontologiques.
une nouvelle méthodologie pour l'intégration de modèles (et processus) prenant en compte la gestion des incertitudes
(généralisation de l'approche développée par Refsgaard et al. 2007)

concept de provenance facilite l'identification des sources d'incertitudes, notamment par l'utilisation de matrice d'incertitudes
causal loop diagram
stock and flow diagram
des langages liés à des domaines spécifiques
circuits électriques
energy system language (ESL)
bases théoriques
33 partenaires scientifiques
approvisionnement en eau
Gestion de la demande
Méthodes de traitement
Réutilisation
Sanitaires écologique (EcoSan)
Traitement des composés pharmaceutiques
Valorisation comme fertilisant
eaux usées
réseau bayesien
analyse de flux de matière
Gestion de l'information
Modélisation mathématique
Processus de production de données
Modèles mathématiques,
Transformations (automatiques ou manuelles),
Requêtes de base de données,
Jugements d'expert,
Mesures,
Citations et
Processus composites (workflows)
Les dimensions de l'incertitude (Walker et al. 2003)
Source: Contexte, structure, implémentation, paramètres and données
Niveau: Statistique, qualitative, scenario and ignorance reconnue
Nature: Stochastique, epistemique, indéfinie
THÈSE
module gestion de données
module géographique
module Système
création d'ontologies
organisation systémique des données
gestion des propriétés géographiques
production de cartes thématiques
gestion des valeurs, fichiers, textes, etc.
rapports interactifs
module pour l'intégration de modèles et l'importation/ exportation de données
couplage de modèles et
connexion à la base de données en utilisant le standard OpenMI
Système d'information
scenario planning
management cycle
cas d'étude
Alexandrie
(Egypte)
ontologie (exemple: l'éditeur protégé-OWL)
et beaucoup d'autres (UML, Petri-Net, SYSML...)
SysMod
Une révolution dans la manière d'organiser et gérer l'information

CWIS
Un système d'information innovant qui permet une approche holistique des problèmes,
Adapté à la planification par scénario (modélisation de la connaissance, support au processus de documentation, intégration de modèles de simulation et suivi d'indicateurs)
Automatisation de certaines tâches et amélioration de l'ergonomie du logiciel
Implémentation du concept de "declarative modelling" (les systèmes modélisés deviennent des modèles mathématiques)
Couplage avec des outils/méthodes existants, tel que logiciels ACV, réseaux de senseurs, outils de gestion de projet, etc.
outils et méthodologies "intégrés"
conclusion
perspectives
Laboratoire ECHO
3 niveaux d'instantiation
Classe
Propriété
Instance

4 types éléments
Objet
Information
Flux
Influence

et 6 types de relation entre éléments
le language SYSMOD
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