![\"\"](\"https:\/\/www.pauljorion.com\/blog\/wp-content\/uploads\/fig4_World3_pollution.gif\")
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Article original<\/a>\u00a0de Charles Vanwynsberghe | Traduit et mis \u00e0 jour par Charles Vanwynsberghe.\u00a0<\/p>\r\n\r\n <\/p>\r\n\r\n En raison de ses pr\u00e9visions alarmantes sur le caract\u00e8re non durable de l\u2019\u00e9volution actuelle du monde, le livre\u00a0The Limits to Growth<\/em>\u00a0\u00e9crit par Meadows et\u00a0al<\/em>\u00a0a eu un succ\u00e8s plan\u00e9taire lors de sa parution en 1972. Cependant le succ\u00e8s a \u00e9t\u00e9 \u00e9ph\u00e9m\u00e8re \u00e0 cette \u00e9poque, suite aux nombreuses critiques reprochant aux auteurs d’en arriver \u00e0 les conclusions trop pessimistes et\u00a0effondristes<\/em>. Une autre raison compr\u00e9hensible est que la totalit\u00e9 du raisonnement scientifique s’appuie sur des simulations issues d\u2019un mod\u00e8le unique nomm\u00e9 World3, alors que ce mod\u00e8le reste particuli\u00e8rement complexe pour le lecteur lambda. Concr\u00e8tement, comprendre l\u2019approche syst\u00e9mique dans le mod\u00e8le World3 requiert\u00a0beaucoup<\/em>\u00a0de temps et un minimum de bagage scientifique.\u00a0<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n Pour autant, le livre\u00a0Limits to Growth<\/em>\u00a0suscite de nouveau l\u2019int\u00e9r\u00eat de\u00a0conf\u00e9renciers<\/a>\u00a0et\u00a0scientifiques<\/a>, notamment car diff\u00e9rents signaux tangibles remettent en question la durabilit\u00e9 du monde dans lequel nous vivons aujourd\u2019hui. Cela peut concerner\u00a0la pand\u00e9mie de Covid-19 et toutes ses cons\u00e9quences sur les flux \u00e9conomiques et physiques<\/a>, les\u00a0anomalies climatiques<\/a>, ou encore l\u2019\u00e9volution de diff\u00e9rents\u00a0indicateurs anthropoc\u00e8nes<\/a>, pour n\u2019en citer que quelques-uns. Aujourd\u2019hui, m\u00eame l\u2019Agence Europ\u00e9enne de l\u2019Environnement (EEA) est formelle, et affirme que la voie vers une \u00ab\u00a0croissance sans croissance \u00e9conomique <\/a>\u00bb est n\u00e9cessaire\u00a0maintenant<\/strong>\u00a0– si ce n\u2019est pas\u00a0plus tard<\/strong>\u00a0sous contraintes physique et syst\u00e9mique.\u00a0De<\/a> nombreuses<\/a> \u00e9tudes<\/a>\u00a0montrent que les trajectoires observ\u00e9es des flux physiques plan\u00e9taires restent sensiblement proches de celles provenant des simulations de World3 menant \u00e0 un sc\u00e9nario de type\u00a0overshoot and collapse<\/em>\u00a0(d\u00e9passement de la biocapacit\u00e9 limite puis effondrement). En particulier, cela concerne les simulations :<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n Etant donn\u00e9s ces faits, il semble plus important que jamais que ce mod\u00e8le de Dynamique des Syst\u00e8mes devienne facile d’acc\u00e8s et intelligible au plus grand nombre.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n Il existe diff\u00e9rentes\u00a0versions<\/strong>\u00a0et\u00a0impl\u00e9mentations<\/strong>\u00a0existantes de World3, parmi lesquelles on peut facilement se perdre. Premi\u00e8rement,\u00a04 versions\u00a0<\/strong>du mod\u00e8le existent, avec diff\u00e9rent choix de param\u00e8tres et de structure. A chaque nouvelle parution de livre de Meadows\u00a0et al<\/em>, de nouvelles donn\u00e9es d\u00e9crivant les flux et stocks mondiaux sont obtenues, et les simulations sont\u00a0l\u00e9g\u00e8rement<\/em>\u00a0ajust\u00e9es en cons\u00e9quence. Deuxi\u00e8mement,\u00a0diff\u00e9rentes impl\u00e9mentations logicielles\u00a0<\/strong>peuvent \u00eatre trouv\u00e9es sur le web. Les impl\u00e9mentations bien connues de World3-03 (la derni\u00e8re version \u00e0 ce jour de 2004) fonctionnent sur des outils avec interface graphique :<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n Notez que la toute premi\u00e8re version de World3, d\u00e9taill\u00e9e dans le livre technique\u00a0Dynamic of Growth in a Finite World<\/em>, a \u00e9t\u00e9 programm\u00e9e directement dans un code source en langage\u00a0DYNAMO<\/strong>. Cependant, en raison de sa forte sp\u00e9cificit\u00e9 \u00e0 la Dynamique des Syst\u00e8mes et au mat\u00e9riel informatique de l\u2019\u00e9poque, DYNAMO est rapidement devenu obsol\u00e8te.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n Malgr\u00e9 la grande popularit\u00e9 du mod\u00e8le, il reste \u00e9tonnamment peu d’impl\u00e9mentations de World3\u00a0sous la forme d’un code source<\/strong>\u00a0dans un langage de programmation standard. J\u2019ai trouv\u00e9 les suivants :<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n La derni\u00e8re des 3 options semble int\u00e9ressante \u00e0 des fins de recherche, mais le code source reste compliqu\u00e9 \u00e0 lire et comprendre, du fait de la traduction automatis\u00e9e. C\u2019est pourquoi j\u2019ai pr\u00e9f\u00e9r\u00e9 repartir sur une nouvelle impl\u00e9mentation de World3 :<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n J\u2019ai finalement opt\u00e9 pour un code en Python 3 avec le minimum de d\u00e9pendances. Il appelle des fonctions des librairies scientifiques\u00a0Numpy<\/em>\u00a0&\u00a0Scipy<\/em>, afin de g\u00e9rer facilement les op\u00e9rations de tableau et les fonctions d\u2019interpolation. Le code est disponible sur\u00a0GitHub<\/a>.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n L’installation de\u00a0PyWorld3<\/a>\u00a0est d\u00e9crite sur la page de GitHub. Le code est structur\u00e9 en 5 parties, correspondantes au 5 secteurs du mod\u00e8le de monde : la population, le capital, l’agriculture, la pollution et les ressources non-renouvelables. Toutes les variables par d\u00e9faut permettent d’ex\u00e9cuter le sc\u00e9nario\u00a0Business as usual<\/em>. Comme le montre la figure ci-dessous, la simulation produit les m\u00eames trajectoires que dans le livre original. Cette figure indique l’\u00e9volution en fonction du temps de diff\u00e9rents \u00ab\u00a0stocks\u00a0\u00bb : la population, la pollution, l\u2019alimentation, la production industrielle et les ressources non renouvelables restantes.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n On peut reconfigurer la simulation \u00e0 souhait en modifiant les valeurs de variables. Par exemple, prenons l\u2019un des premiers r\u00e9sultats de Meadows\u00a0et al<\/em>, montrant que doubler le stock initial de ressources non renouvelables ne fait qu\u2019accentuer la crise de la pollution qui s’en suit. On trouve ce r\u00e9sultat dans tous leurs livres parus, car il illustre bien \u00e0 quel point le comportement du monde (tel qu’il est mod\u00e9lis\u00e9) est contre-intuitif, et qu’un raisonnement syst\u00e9mique est n\u00e9cessaire pour \u00e9viter de tomber dans une d\u00e9marche solutionniste trop h\u00e2tive.\u00a0<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n Le r\u00e9sultat peut \u00eatre reproduit en changeant simplement la constante \u00ab\u00a0nonrenewable resource initial\u00a0\u00bb nri. La figure ci-dessous montre qu’en augmentant progressivement ce stock initial de ressource (de 1e12 \u00e0 3e12), le pic de pollution augmente rapidement en cons\u00e9quence. On remarque \u00e9galement que la population a une phase de d\u00e9clin plus rapide que la phase de croissance qui lui pr\u00e9c\u00e8de. Ugo Bardi appelle ce type d’\u00e9volution\u00a0l\u2019effet S\u00e9n\u00e8que<\/strong>, en clin d\u2019\u0153il \u00e0 la c\u00e9l\u00e8bre citation de S\u00e9n\u00e8que :\u00a0\u00ab La richesse est lente, la ruine est rapide \u00bb<\/em>. Notons par ailleurs que l\u2019effet S\u00e9n\u00e8que appara\u00eet aussi dans l\u2019\u00e9volution des stocks de nourriture et de production industrielle par habitant.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n Avec PyWorld3, tous les autres sc\u00e9narios des livres de Meadows sont techniquement r\u00e9alisables. Par ailleurs, il est possible de s’atteler \u00e0 l’\u00e9tude de la Dynamique des Syst\u00e8mes avec un mod\u00e8le plus simple. Pour cela je sugg\u00e8re aux lecteurs de voir\u00a0PyWorld2<\/a>, mon pr\u00e9c\u00e9dent projet sur l\u2019impl\u00e9mentation Python du mod\u00e8le World2 de Forrester<\/strong>. Comme indiqu\u00e9 dans la figure ci-dessous, les courbes r\u00e9v\u00e8lent une \u00e9volution similaire de type\u00a0overshoot and collapse<\/em>. En revanche World2 est\u00a0nettement<\/strong>\u00a0moins\u00a0complexe<\/strong>\u00a0que son successeur. Plus de d\u00e9tails historiques et techniques sur World2 sont donn\u00e9s dans\u00a0l\u2019excellent article de blog d’Arnaud Mignan<\/a>.\u00a0<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n La raison pour laquelle j\u2019ai d\u00e9cid\u00e9 de coder PyWorld3 (et PyWorld2) est d’avoir un code le plus limpide possible, \u00e0 des fins p\u00e9dagogiques ou de recherche. Cela r\u00e9pondra probablement \u00e0 vos besoins. Et si vous avez en vue de faire du Machine Learning ou de l’analyse statistique, une impl\u00e9mentation sous forme de code source semble \u00eatre une bonne option, car\u00a0les appels de fonctions sont rapides<\/strong>, sans le besoin de\u00a0wrapper<\/em>\u00a0les fonctions d’un logiciel tiers.\u00a0<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n Cependant, si vous souhaitez r\u00e9aliser votre propre mod\u00e8le en partant de z\u00e9ro, je ne recommanderais pas l’\u00e9criture sous forme de code source, qui serait bien fastidieuse… En Dynamique des Syst\u00e8mes, un mod\u00e8le est d\u00e9fini par une s\u00e9rie d’\u00e9quations, g\u00e9n\u00e9ralement en grand nombre et intriqu\u00e9es entre elles. Coder cela en programmation s\u00e9quentielle est laborieux, et c’est la raison pour laquelle les outils par interface graphique (Vensim, Stella, etc.) existent.\u00a0<\/p>\r\n Si vous voulez avoir le meilleur des deux mondes (aisance de conception\u00a0et<\/strong>\u00a0efficacit\u00e9 du code), la conception avec Vensim suivie d\u2019un port automatis\u00e9 vers Python avec PySD semble \u00eatre une solution \u00e0 explorer.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n\r\n
Description et historique du mod\u00e8le World3<\/h2>\r\n\r\n\r\n\r\n
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![\"\"](\"https:\/\/www.pauljorion.com\/blog\/wp-content\/uploads\/fig1_4versions_world3.jpg\")
\r\nMa contribution : une librairie open-source de World3 en Python<\/h2>\r\n\r\n\r\n\r\n
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![\"\"](\"https:\/\/www.pauljorion.com\/blog\/wp-content\/uploads\/fig2_logoworld3.png\")
\r\nUtilisation de PyWorld3 ou PyWorld2\u00a0<\/h2>\r\n\r\n\r\n\r\n
![\"\"](\"https:\/\/www.pauljorion.com\/blog\/wp-content\/uploads\/fig3_world3BAS.png\")
\r\n\r\n![\"\"](\"https:\/\/www.pauljorion.com\/blog\/wp-content\/uploads\/fig5_World2BAS.png\")
\r\nQuelques remarques finales<\/h2>\r\n\r\n\r\n\r\n
R\u00e9f\u00e9rences<\/h2>\r\n\r\n\r\n\r\n
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<\/p>\nLes limites \u00e0 la croissance – une exploration en langage Python<\/strong><\/h1>\n