Travaux de recherche

Le tableau 1.1 compare l’approche cartésienne d’une approche systémique. Les différentes caractéristiques des systèmes complexes [20] présents dans la figure 1.3 seront détaillées par la suite.

Les systèmes complexes fonctionnent du bas vers le haut. Ce sont les agents du bas de la hiérarchie qui font fonctionner les systèmes, qui produisent les phénomènes émergents au moyen des interactions entre eux et avec leur environnement.

Le rôle du haut de la hiérarchie est limité à la création des conditions favorables à l’émergence des phénomènes souhaités (bassin d’attraction). Les capacités d’adaptation, d’innovation d’une organisation ainsi décentralisée sont notablement supérieures à celles d’une structure centralisée.

Les systèmes complexes ne sont pas sécables, rappelons que l’entropie nous dit que « le tout est plus que la somme des parties ». Pour étudier un système complexe il faut considérer simultanément tous ses composants : les agents, les interactions et l’environnement. Il faut aussi tenir compte des interactions et de l’évolution temporelle du système

Il faut rassembler des compétences pluridisciplinaires qui couvrent l’ensemble des facettes du système étudié. Cela découle du holisme qui ne permet pas d’étudier isolément les propriétés liées à différentes disciplines. Pour rappel, la figure 1.1 présente diverses théories liées à tous les systèmes complexes.

Les agents possèdent des propriétés, des lois, des règles, des comportements et des actions différentes. Les agents peuvent cependant être regroupé par classe. Bien souvent la spécification des agents est de l’ordre de schémas UML en vues 4+1. La diversité des agents renforce les propriétés des systèmes complexes adaptatifs : émergence, innovation, auto-organisation.

Les évolutions à moyen et long terme des systèmes complexes sont imprévisibles parce qu’il est impossible de définir l’ensemble des variables avec la précision requise pour une prévision. Les exigences de précision croissent exponentiellement avec la portée des prévisions.

Il peut être vain de vouloir identifier la cause d’une situation observée dans un système parce que cette situation est souvent due à des multiples causes. Il est impossible d’identifier une cause principale parmi ces multiples causes qui ont été l’objet d’une succession d’amplifications et d’atténuations dues aux rétroactions.

Par exemple, les causes de l’essor ou de l’affaiblissement d’une civilisation sont souvent incertaines avec des polémiques alimentées par de nombreuses thèses. Il faut distinguer la cause accidentelle qui a déclenché un événement de l’ensemble des causes qui ont créé l’état latent qui a permis ce déclenchement. Cette cause accidentelle est facilement identifiable et est parfois considérée à tort comme la cause principale de cet événement.

Les systèmes complexes sont sujets à des basculements qui sont des évolutions brutales quant à leur ampleur et leur rapidité. Par exemple un engouement collectif, une crise économique, une révolution, ou les conditions initiales. Un point de bascule est un état d’un système où une petite cause peut provoquer un changement profond et brutal de l’état du système.

Comme tout système chaotique, un système complexe possède des cycles d’évolution entre les différents bassins d’attractions. Un basculement peut être conceptualisé comme un saut d’un bassin d’attraction dans un autre. Souvent on ne sait pas identifier les attracteurs des systèmes complexes.

Il y a rétroaction lorsqu’un agent reçoit des stimuli influencés par les stimuli qu’il a émis. Les rétroactions engendrent les propriétés fondamentales des systèmes complexes : holisme, convergence vers des bassins d’attraction, dynamique cyclique, bifurcations, basculements, évolution, adaptation, émergence, auto-organisation, etc. Les rétroactions peuvent avoir un effet stabilisateur, par exemple réguler l’offre par la demande dans un marché, ou au contraire un effet amplificateur, par exemple créer des emballements dont l’archétype est une bulle spéculative. Les capacités d’adaptation des systèmes complexes tiennent aux rétroactions qui font évoluer les règles de comportement de leurs agents en fonction de leur vécu.

Les combinaisons de ces caractéristiques amènent à la caractéristique principale de tous les systèmes complexes : l’émergence. L’émergence est la création (d’une vision holistique) ou l’auto-organisation (d’une vision micro) de nouveaux caractères ou phénomènes dans le système. L’émergence est nécessaire pour l’adaptation, l’évolution, la coévolution, la reproduction.

Cela se produit sous des formes variées :

1. une adaptation / évolution des caractéristiques des agents dans l’espace et le temps ;
2. une adaptation / évolution des comportements, des règles des agents dans l’espace et le temps ;
3. une auto-organisation avec spécialisation des agents ;
4. une auto-organisation avec hiérarchie des agents ;
5. une coévolution entre un couple ou plus d’agents ;
6. une création de nouveaux agents par évolution et spécialisation d’agents existants.