Transports : L’intelligence des réseaux biologiques – Partie 2

Suite de l’intégralité des textes rédigés pour l’événement “Ville biomimétique, Ville de demain”. Nous avons fait le choix de présenter sur les panneaux de l’exposition qu’un condensé des textes originaux. 8 Univers ont été abordés (voir ici). Voici la deuxième partie du texte intégral concernant l’univers : Transport.

L’intelligence des réseaux biologiques au service des transports

La nature est composée de systèmes complexes. On entend par système complexe, un ensemble d’éléments interagissant entre eux et avec leur environnement, suivant des règles assez simples. Par exemple, les molécules qui composent une cellule, une nuée d’étourneaux, une colonie de fourmis, l’ensemble des neurones du cerveau constituent des systèmes complexes. La gestion des feuilles de route pour la collecte des déchets d’une agglomération grandissante, la programmation rapide de tournées pour des transports collectifs à la demande en optimisant la distance parcourue, la navigation intelligente et autonome de véhicules à travers un terrain difficile en détectant et en contournant les obstacles ou l’évitement des collisions entre automobiles sur les routes représentent tous des systèmes complexes et technologiques. Basée sur la compréhension des systèmes complexes naturels, l’entreprise française Eurobios développe des logiciels pour analyser, modéliser et simuler ces systèmes dynamiques. Ils offrent la possibilité d’enclencher des réactions appropriées en temps réel ou permettent aux décideurs d’élaborer des scénarii et de prendre des décisions éclairées.

Dans les systèmes complexes chaque élément est autonome et interagit avec les autres éléments, souvent ces plus proches voisins, ainsi qu’avec son environnement. Les interactions entre éléments peuvent conduire à des comportements collectifs nouveaux qui ne sont pas inscrits dans les règles d’interactions entres éléments. On parle de phénomène d’émergence. Il en résulte, par exemple, des formations cohérentes de nuées d’oiseaux alors qu’il n’y a pas de leader ni de contrôle centralisé. L’intelligence aussi émerge de l’interaction d’un réseau de centaines de milliards de neurones alors qu’aucun n’est capable de raisonnement individuellement. Les problèmes d’émergence ne trouvent pas de solutions mathématiques dans la majorité des cas. Seule la modélisation par ordinateur est capable de simuler les comportements collectifs qui émergent de si grand nombres d’interactions. Plusieurs disciplines ont bénéficié du développement d’outils de modélisation, tels que l’économie, la dynamique du soleil, l’évolution des espèces ou même le comportement des bouchons sur les routes. On peut aujourd’hui envisager de modéliser la mobilité des citoyens à travers tous les modes de transport horizontaux et verticaux (ascenseurs) d’une ville pour en comprendre la dynamique complexe et améliorer les services proposés.

L’évolution des espèces vivantes dans la nature est un exemple subtil de système complexe dynamique. Chaque espèce s’adapte à la fois à son environnement et aux espèces présentes dans cet environnement. Chaque espèce s’adapte aux autres de sorte qu’elles co-évoluent simultanément. L’environnement est lui-même instable puisque les espèces en évoluant changent l’impact qu’elles ont sur celui-ci. Les espèces doivent alors s’adapter aux nouvelles modifications de l’environnement. C’est un système complexe auto-organisé qui cherche en permanence à s’équilibrer. Mais l’équilibre est instable et l’évolution des espèces est entrecoupée de phases d’extinctions brutales, de phases de stagnation interrompues par des périodes d’expansion rapide du nombre d’espèces. On observe le même phénomène dans un marché économique, comme celui des véhicules automobiles ou celui des smartphones et tablettes. Les entreprises de ces secteurs co-évoluent en permanence (voir ici). Des bulles expansionnistes suivies d’âges d’or interrompu par des crises violentes sont donc l’apanage des systèmes complexes. Les comportements de la nature sont donc là aussi sources de compréhension pour nos propres systèmes technologiques, économiques et sociaux.