Partie 3
Applications de la modélisation en environnement

Cette partie du cours vise à vous mettre en contact avec des modèles développés pour répondre à des besoins spécifiques de recherche dans différentes sphères des sciences de l’environnement. Certains des modèles qui vous seront présenté sont employés comme système d’aide à la décision en vue de faciliter le travail des décideurs et des gestionnaires. Ces outils permettent d’explorer l’évolution d’un écosystème donné sous différents scénarios de changements futurs de ses conditions environnementales et des stratégies adoptées pour l’aménager.

La modélisation, employée comme outil de recherche et outil décisionnel, est présente dans tous les domaines des sciences de l’environnement. Dans le cadre de ce cours nous devons nous limiter à certains domaines d’intérêt. Cette partie du cours est divisée en quatre modules.

Le module 3.1 traite de la modélisation des processus environnementaux à l’échelle globale de la planète Terre. Ce module comporte deux thèmes. Le premier thème aborde la modélisation du climat. Vous apprendrez les fondements de la théorie de Gaïa et le principe d’autorégulation à l’échelle globale. Vous vous familiariserez avec les composantes principales du système climatique. Vous étudierez l’état général des connaissances en modélisation du climat et vous serez initié aux modèles utilisés par le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat. Ce thème comprend huit activités : trois activités de visionnement de capsules vidéo, une activité d’exploration de modèle, trois activités de lecture, et une activité d’autoévaluation.

Le deuxième thème du module 3.1 s’intéresse à la modélisation des interactions entre l’Homme et son environnement. Vous apprendrez à reconnaître l’importance d’intégrer la dimension humaine dans l’étude et la modélisation des changements globaux. Une synthèse de modèles du système Terre qui intègrent la dimension humaine sera présentée. En particulier, vous étudierez et manipulerez le modèle World 3 développé pour le Club de Rome. Ce thème comprend quatre activités : 3 activités de lecture et une activité d’exploration de modèle.

Le module 3.2 est consacré à la modélisation en gestion des ressources marines. En particulier, vous serez initiés aux modèles utilisés en gestion des pêcheries. Vous étudierez aussi un système d’aide à la décision développé pour explorer différents cadres règlementaires entourant la protection d’une réserve marine. Ce module comprend sept activités : trois activités de visionnement de vidéos, deux activités de lecture et deux activités d’autoévaluation.

Le module 3.3 s’intéresse à la modélisation utilisée en aménagement de la forêt. Une synthèse des différentes approches de modélisation employées dans ce domaine sera présentée. Vous étudierez plus en détails le modèle québécois de calcul des possibilités forestières, son fonctionnement et les étapes nécessaires à son élaboration. De plus, vous apprendrez à utiliser un modèle qui permet d’explorer le comportement d’une petite communauté rurale de la Bolivie sujette à des changements de politiques qui visent à réduire la déforestation. Ce modèle comprend six activités : une activité de lecture, deux activités de visionnement de capsules vidéo, deux activités d’autoévaluation et une activité d’exploration de modèle avec le logiciel NetLogo.

Le module 3.4 présente les modèles utilisés en écotoxicologie. Vous apprendrez à reconnaître le rôle joué par ces modèles dans le processus d’évaluation du risque posé par les substances chimiques, physiques et biochimiques sur la santé des écosystèmes et des organismes vivants. En particulier, vous étudierez le modèle du ligand biotique employé pour prédire l’effet d’un métal en solution sur un organisme aquatique. Ce module comprend 4 activités : une activité de lecture, une activité de visionnement de capsules vidéo, et deux activités d’auto-évaluation.

Au cours de cette partie du cours, vous réaliserez trois travaux notés. Le travail noté 3 s’effectue à la fin du module 3.1 et porte sur la modélisation du système Terre (15 % de la note finale). Le travail noté 4 s’effectue à la fin du module 3.3 et porte sur une analyse du modèle NetLogo  « SimPachamama » (15 % de la note finale).

Le cours se conclue par la réalisation du travail noté 5 (40 % de la note finale). Au cours de ce travail vous devrez proposer des modèles de simulation visant à guider la prise de décisions dans la résolution de problématiques environnementales particulières. Vous devrez choisir deux problématiques parmi quatre problématiques proposées et expliquer, selon vous, quelle approche de modélisation permet de répondre à chaque problématique choisie. Pour ce travail, il n’y a pas de bonnes ou de mauvaises réponses. Toutes les réponses adéquatement justifiées sont bonnes. Vous devrez utiliser les apprentissages vus dans le cours, et un peu de créativité! Nous vous suggérons fortement de vous familiarisez dès maintenant avec les consignes du travail noté 5 afin d’échelonner sa réalisation durant votre cheminement de la partie 3 du cours.