Programme Pluri-Formations

1. TIC pour la valorisation et la diffusion des résultats de la recherche Programme Pluri-Formations Université de la Réunion « La valorisation constitue une des missions de l’Université, qui doit s ’inscrire dans la politique globale de l’établissement et tenir compte des besoins des partenaires socio-économiques » Orientations MENRT 2002/2005

2. Démarche méthodologique • Une pluridisciplinarité combinant expérimentation et théorie fonctionnant en réseau d'échanges afin de satisfaire et d'anticiper les usages des contenus scientifiques par les différents acteurs socio-économiques. • Ce programme est structuré en projets fondés sur l'approche des contenus. Il s'agit d'une démarche participative de chercheurs fortement motivés pour valoriser les résultats de leurs travaux scientifiques au travers de services et de technologies nouvelles sur Internet. • Un exemple concret de projet sur les usages des TIC dans le domaine de l'environnement tropical insulaire ETIC3 est développé dans la suite de ce document pour illustrer la démarche. La généralisation de cette approche à d'autres contenus est tout à fait envisageable dans ce programme, en s'appuyant sur les compétences de porteurs de projets.

3. ProjetETIC3 ETIC3 Recherche et Valorisation des connaissances en Environnement Tropical Insulaire

4. Définition du projet ETIC3 Environnement Tropical Insulaire Ingénierie des Connaissances & Intelligence Collective Information & Communication But Système d’informations pour l’aide à la gestion des milieux naturels insulaires tropicaux : application à l’île de La Réunion Moyen Constitution d’une équipe aux interfaces des disciplines ETI (Environnement Tropical Insulaire) et TIC (Technologies de l’Information et de la Communication) Mots-clés ETI : Milieux et ressources naturelles, diagnostic systématique et écologique, gestion spatiale, suivi et évaluation environnementaux, TIC : Bases de données, Base de connaissances, Systèmes multi-agents, Système d ’information géographique, Applications coopératives/collectives, Stratégie d ’information et de communication ETIC3 : aide à la décision, modélisation conceptuelle, couplage de modèles de représentation des connaissances, veille technologique

5. Bilan d’une expérience de travail pluridisciplinaire Programme Pluri-Formations Pôle Mer • Le bilan du PPF mer a montré : • L’implication active de partenaires pour une recherche multidisciplinaire, ce qui est une démarche nouvelle à l ’Université de la Réunion. • Les résultats du thème transversal « base de données » nécessitaient des données préalables qui ont maintenant été généralement obtenues. D ’ici la fin de programme (juin 2001), ce volet sera fortement développé par l’intermédiaire des formations de DESS RMI (Réseaux Multimédia Internet), SGET (Sciences en Gestion de l ’Environnement Tropical) et INFOCOM (Information et Communication). • Le projet suivant se fonde sur l ’expérience acquise lors du thème transversal du dernier contrat quadriennal (1998-2001) pour proposer une méthodologie permettant de mieux valoriser les contenus scientifiques des thèmes déjà abordés avec de nouvelles approches et outils. Perspective de redéfinition de la démarche de recherche pluridisciplinaire en profitant de la dynamique mise en oeuvre Projet ETIC3

6. Du PPF mer au projet ETIC3 Organisation du programme Pôle Mer : Biodiversité et Ressources marines Environnement littoral Organisation du projet ETIC3 : Base de données Biodiversité Espace SI Le projet développe et généralise certains thèmes du programme en concentrant son action sur l'intégration des contenus scientifiques au sein d'un même Système d'Informations (SI). Outils

7. Enjeux du système d’informations

8. Acteurs universitaires : volet recherche Espace Biodiversité physique social mer terre CIRCI CREGUR LCF ECOMAR LBVPGME Systémiciens Système d’ Informations LPA LSTUR Intégration de thématiques complémentaires Géomaticiens Cogniticiens IREMIA CREGUR Pôle Géosphère Outils BD - Base de DonnéesBC - Base de Connaissances SIG - Système d'Info. Géographique SMA - Système Multi-Agents

9. L’intermédiation • Le Cogniticien : • Celui qui traduit une réalité dans un modèle informatique. • Le Géomaticien : • Celui qui produit une modélisation de l’information géographique • à des fins d’analyse spatiale. • Le Systémicien : • Celui intègre et harmonise des contraintes et objectifs de chercheurs • et de gestionnaires de l’environnement. • BUT : Devenir l’interface entre chercheurs des différents thèmes pour mettre en place des outils d’aide à la gestion des milieux naturels à La Réunion => nouveau métier nécessitant une compétence de dialogue et de modélisation d’un champs de connaissances pour la conception et la fabrication d’un Système d’Informations. E T I C3

10. Le systémicien • Le Systémicien met en oeuvre une approche systémique en étudiant les interactions entre plusieurs domaines, par exemple « espace & biodiversité » ou encore « recherche & acteurs de l’environnement ». • La gestion des connaissances dans le milieu de l ’environnement nécessite de s’ancrer dans la réalité du terrain (les cibles de ces connaissances) afin de bien trouver l ’adéquation entre les besoins exprimés et les outils à mettre en place, c ’est-à-dire bien mettre en phase les emetteurs d ’information et les recepteurs (usagers et décideurs). Le rôle des systémiciens est de définir les axes de réalisation du lieu de concertation virtuel (système d’informations) et physique (structure d’écoute et de rencontre). • L’information collectée est référencée dans des bases de données (BD) pour organiser l ’information. Son objectif est de rendre exploitable ces données en les stockant de manière structurée avec l ’aide d’outils permettant de les indexer de façon intelligente. Cela nécessite la fabrication d'un schéma conceptuel rigoureux qu'il élabore avec l'aide d'un informaticien. Ensuite, il opère une saisie et mise à jour des données au fil du temps en fonction des nouvelles études de terrain. E T I C3

11. Le cogniticien • L’apport du cogniticien dans l ’aide à la gestion des milieux naturels assistée par ordinateur est méthodologique : il s ’agit pour lui d’appliquer une méthode expérimentale de fabrication d’outils adaptés aux besoins des chercheurs thématiciens (biologistes, géographes, géologues, …). • Son objectif est d’éliciter les connaissances expertes au travers de bases de connaissances (BC) et de systèmes multi-agents (SMA). Les premières mettent en œuvre des modèles descriptifs statiques, puis un apprentissage et raisonnement à partir de cas, et les seconds définissent des modèles fonctionnels dynamiques, puis simulent des comportements par modification de variables au cours du temps. • Le cogniticien est ici un informaticien capable de dialoguer avec les spécialistes pour concevoir de nouveaux systèmes interactifs d’aide à la décision, comme par exemple des systèmes d’identification d’espèces ou de diagnostic de maladies, ou encore l’étude de la dynamique d ’une population ou d ’un polluant. E T I C3

12. Le géomaticien • 80 % des informations sont localisables. L’apport du géomaticien dans les études environnementales est d’exploiter cette richesse par l’acquisition puis la gestion de données géoréférencées, ainsi que l’analyse spatiale des données (interpolation, croisement, analyse de voisinage…) au travers d ’un Système d ’Information Géographique (SIG). • Son objectif est la production d’informations spatiales à partir des données existantes et des savoirs d ’experts. Cette production peut prendre la forme de diagnostics environnementaux sur diverses problématiques (biodiversité au sein des ZNIEFF, propagation des pestes végétales, dégradation du lagon, volcanisme et risques…). • C ’est dans la participation à ces diagnostics que s’affirme le rôle d’intermédiation du géomaticien. Cette production constitue une plus-value par rapport aux données environnementales et contribue à la valorisation des différentes recherches des thématiciens. E T I C3

13. L’outil base de données • Les bases de données (BD) sont des outils informatiques assurant les fonctions de persistance, de structuration et de gestion de l'accès à l'information : • la persistance répond au besoin de conserver l'information de façon permanente, au-delà de son utilisation effective. Il s'agit donc du stockage des données sous une forme robuste et sécurisée, capable de survivre aux aléas de l'informatique (crash, extinction des machines, etc...). • la structuration répond au besoin de rendre explicite la sémantique de l'information, de façon à permettre l'automatisation des processus de traitements. Il s'agit donc d'adapter la représentation informatique des données à un format compréhensible et manipulable par la machine. • la gestion de l'accès répond au besoin d'utilisation simultanée de l'information, de façon locale et/ou distante. Il s'agit d'assurer la mise en place de droits différenciés pour les différents utilisateurs, et de maintenir l'intégrité des données soumises à des manipulations concurrentes. • Si d'autres solutions plus légères existent également, ces outils se révèlent vite indispensables dès lors que la quantité d'information concernée atteint un volume important. Un système d'informations conséquent est généralement organisé autour d'une ou plusieurs bases de données, qui occupent donc une place centrale dans l'architecture de celui-ci. La conception et la mise en œuvre de ces outils sont alors des phases cruciales pour le succès du projet, et nécessitent donc une réflexion approfondie. Dans le cadre d'utilisation pour des objectifs scientifiques, l'étape de conception dépasse souvent le stade purement technique pour toucher à des considérations de recherche : quelles sont les entités à représenter, quels sont les usages que l'on veut en faire ?

14. L’outil base de connaissances • Les bases de connaissances (BC) sont des applications informatiques où sont stockées les connaissances d'un expert dans un domaine bien déterminé. • La base de connaissances intègre une partie de la “connaissance” d'un spécialiste reconnu dans le domaine. Cette connaissance possède de multiples facettes, c'est pourquoi nous parlons de base de connaissances (avec un 's'). Elle est caractérisée par un modèle descriptif du domaine et une base de cas comparables entre eux car décrits selon le même modèle. • A partir de ces connaissances observables (modèle descriptif) et observées (cas), le but est de produire d'autres connaissances (dérivées des premières) comme des classifications (partitionnement et caractérisation des descriptions) ou des identifications (nommer une nouvelle observation décrite) aussi performantes que celles de l'expert. Une base de connaissances est plus générale qu'un système expert (système d'identification). Elle fonctionne avec les éléments suivants : • un modèle conceptuel descriptif du domaine, • des exemples, des cas, des situations validées par les experts, • des techniques d'apprentissage et de raisonnement à partir de cas pour générer des classifications (par généralisation des cas) et des identifications (par comparaison des cas), • des techniques hypertextuelles (navigation) et multimédia pour rendre accessible le contenu de la base de connaissances au plus grand nombre. • Une base de connaissances n'est pas une base de données ou un système d'informations. Les connaissances sont plus générales que les données et peuvent être exploitées à différents niveaux (connaissances observables, observées, déduites).

15. L’outil système multi-agents • Les systèmes multi-agents (SMA) sont des outils informatiques qui offrent la possibilité de représenter des entités (simples et autonomes), leurs comportements et leurs interactions. • L’originalité du modèle Agent repose sur sa capacité à représenter un système complexe comme le fruit des interactions des éléments qui le composent. L’utilisation de ce modèle consiste à construire des micro-mondes artificiels par simulation, afin d ’obtenir une meilleure compréhension de son fonctionnement et de ses caractéristiques dynamiques. • Objectifs • Aide à la validation d'hypothèses scientifiques par la comparaison de comportements observés sur un système réel et des résultats de simulations • Aide à la compréhension de phénomènes d'interactions dans les systèmes complexes pour lesquels des modèles analytiques sont difficilement utilisables ou pour des systèmes hautement communicants • Mise en évidence des déficiences dans un modèle théorique ; aide à la définition des priorités pour de nouvelles recherches permettant d'affiner le modèle théorique considéré • Aide à la Décision • Construction de mondes synthétiques • Systèmes adaptés aux simulations multi-agents • Système comprenant des aspects multi-niveaux : comportements de niveau micro dont les effets sont mesurés à un niveau macro • Système complexe au modèle théorique mal défini que l'on cherche à simuler avec un niveau de réalisme suffisant • Système ou les aspects spatiaux-temporels jouent un rôle important.

16. L’outil système d’information géographique • Un Système d’Information Géographique (SIG) est un système informatique permettant de représenter et d ’analyser toutes les choses qui existent sur terre ainsi que tous les événements qui s ’y produisent. Les SIG offrent toutes les possibilités des bases de données (telles que requêtes et analyses statistiques) et ce, au travers d ’une visualisation unique et d ’analyse propre aux cartes. • Un SIG intègre deux notions essentielles : • En tant qu’outil, les SIG sont composés de matériels, de logiciels et de processus permettant : • l ’acquisition (saisie et géoréférencement des données sous une forme • numérique : fonds vecteurs, points GPS, images satellitaires, etc.) • l ’archivage (gestion des données géographiques - SGBD) • l ’analyse (fonctions de manipulation, croisement, de transformation, etc.) • l ’affichage (outils de mise en forme des résultats de l ’analyse) • En tant que système d’information (dédiés aux informations spatiales), les SIG supposent en amont une certaine modélisation de la réalité, soit un effort d’abstraction qui constitue in fine « la règle des 5A » : ABSTRACTION • Définition du niveau géométrique • (mode vecteur ou mode maillé) • Définition du niveau sémantique • (types d’entités modélisées d’un point de vue fonctionnel, structurel et temporel) Acquérir Archiver Analyser Afficher

17. Intégration des outils au sein d’une plate-forme Thèmes espace et biodiversité thématiciens Systémiciens cogniticiens Géomaticiens connaissances structurées connaissances géoréférencées connaissances comportementales Modèles Modèle Spatial Modèle Descriptif Modèle Agent ARCINFO ARCVIEW,... IKBS GEAMAS Coopération des outils Autres Outils Outils Université Réunion

18. Les SIG en articulation avec d’autres outils Topographie Pédologie Mode d ’occupation du sol Hydrographie Réseaux Parcellaire foncier • La finalité d’un SIG est l’aide à la décision, appuyée sur une information géographique plurielle et des moyens d’analyse, de traitement, de représentation et de communication de cette information. • Idéalement, l’outil doit savoir répondre aux cinq familles de questions qui suivent : Objets et phénomènes du monde réel SCHEMA CONCEPTUEL DE DONNEES Vue abstraite de la réalité et des phénomènes • Où ? (localisation, répartition spatiale...) • Quoi ? (inventaire, proximité, voisinage...) • Comment ? (relations entre les objets, analyse spatiale…) • Quand ?(analyse temporelle) • Et si…? (scénarii d ’évolution, prospective) • Pour améliorer l’aide à la décision, les outils SIG doivent donc être couplés avec d’autres outils orientés plus directement sur la modélisation des connaissances, des processus, voire des comportements (Systèmes Multi-Agent)

19. Exemple d’architecture intégrée Thématique sur la protection du récif corallien à l'île de La Réunion Gestion Parc marin Réunion Quelle est la biodiversité du lagon de St-Gilles ? Quelle sera son évolution au bout d ’un an ? Ecosystème Ecologie BD coraux BD poissons BD hydraires SMA Coraux-poissons SIG Lagon Dynamique des populations accès aux informations Systématique BC Coraux BC poissons BC Hydraires Identification des espèces

20. Quelle est l’ETIC3 pour le chercheur ? • En entrant dans le 3ème millénaire, la façon de travailler évolue très rapidement dans le monde grâce aux technologies liées à Internet. Le phénomène LINUX est vécu par les informaticiens au quotidien, les recherches sont mises à disposition sur le réseau, puis critiquées par d ’autres chercheurs qui font évoluer le système. • Cette révolution va très vite modifier la manière de concevoir la recherche au niveau des autres chercheurs thématiciens et de l’évaluer sur la base de nouveaux critères de valorisation. La diffusion des connaissances auprès du grand public est un objectif que le chercheur devrait prendre en compte s ’il veut participer à cet élan qui a déjà démarré en informatique et qui n’est pas près de s’arrêter.

21. Stratégie organisationnelle universitaire Recherche Thématique Environnement Tropical Insulaire Mer Terre Air Modélisation POLE BC SMA SIG BD ETIC3 COM CRETIC3 CMM 3ème Cycle Développement RMI SGET INFOCOM Valorisation Formation

22. Etapes du projet • Constituer un noyau de médiateurs motivés par la mise en œuvre du projet, c’est-à-dire fédérer des personnes volontaires en plus des institutions. • => chercheurs cogniticiens, géomaticiens, systémiciens... • Impliquer des producteurs de contenus pour la constitution d’un système d’informations par rapport à des questions environnementales • => définition par les chercheurs thématiciens et les médiateurs des projets à financer... • Donner les moyens nécessaires (fonctionnement + équipement) aux éditeurs de contenus par la création d’une Coopérative de Ressources en Environnement Tropical Insulaire, Ingénierie des Connaissances & Intelligence Collective (CRETIC3). • => financement par les administrations et les collectivités de la fonction de programmation • Assurer la distribution des contenus aux clients utilisateurs => partenariat avec les opérateurs des réseaux

23. Exemples de questions Biodiversité • Qu’est-ce que la biodiversité ? • Biodiversité et propagation des pestes végétales ? • Comment valoriser l’herbier de l’Université de la Réunion ? • Aide à l’identification des espèces de coraux ? • Pression anthropique et état de santé du récif corallien ? • Quels sont les outils législatifs et réglementaires au service de la protection de l’environnement ? • Quelle adéquation entre les réglementations et les évolutions constatées dans l’usage social de l’environnement ? • Quels risques liés à l'activité volcanique ? Espace Autres thématiques

24. Finalités du projet Une orientation en accord avec les objectifs affichés par le MENRT • Dimension technologique de l’innovation à l’Université • => Equipe de Recherches Technologiques • Système virtuel d’intermédiation entre acteurs de l’environnement : • => site Internet pour les scientifiques, gestionnaires, usagers • Espace physique de travail et de concertation, véritable plate-forme de co-design pour l’aide à la conservation et à la gestion des milieux naturels : • => Lieu de rencontre et d’écoute entre chercheurs, usagers et gestionnaires des milieux naturels (CBNM, Parc Marin, Parc des Hauts). • Parc technologique du CERF • Fonctionnement : Web Master, développeur multimédia, infographiste, secrétaire-comptable • Statut : Association / GIP / SARL/ SAIC • Equipements informatique & télécom • Conventions Cortechs, DRT, CIFRE Importance d ’un centre de ressources

25. Rôles du CRETIC3 • d'être un centre technologiqueoù chercheurs, entreprises et collectivités locales pourront trouver les outils d'aide à la décision dont elles auraient besoin dans le domaine de la gestion de l'environnement tropical insulaire, • d'être un centre de compétences où les divers acteurs de l'environne-ment pourront trouver les experts nécessaires pour traiter l'information, la représenter grâce à des outils d'analyse de données adaptés, • d'être un centre de formation aux Systèmes d’Informations de manière à ce que les divers utilisateurs puissent être rapidement efficaces et autonomes, • d'être un centre de recherche & développement où puissent être développés de nouveaux outils d'analyse, testées de nouvelles techniques et validées des méthodes innovantes. BUT : devenir une plate-forme de co-design pour l ’assemblage des composants permettant la fabrication du Système d’Informations.

26. Plate-forme de co-design ? Il s ’agit d’un plateau physique de créativité (TV-Net style) ou des applications Internet sont réalisées au sein de projets par une équipe : • de producteurs de contenus (les chercheurs) • d’éditeurs de contenants (les programmeurs) • de distributeurs du produit final (les opérateurs) Ces projets sont élaborés par rapport à un objectif bien déterminé (la question posée et les sous-problèmes à résoudre), et avec l’aide des utilisateurs des nouveaux services qui correspondent le plus directement aux usages attendus des services projetés.

27. Centre de ressources & valorisation « La recherche technologique a pour finalité de résoudre des problèmes posés par une demande du milieu socio-économique en exploitant des connaissances acquises pour fournir des solutions nouvelles à ces problèmes » Orientations MENRT • Collectivités locales • Administrations • Entreprises • Chambres consulaires • Associations Partenaires socio-économiques ETIC3 Recherche CRETIC3 Valorisation • Ressources technologiques • Compétences • Formation • Recherche & Développement Université de la Réunion

28. Partenaires de recherche de l’université IRD MHN CIRAD IFREMER ARVAM METEO CBNM ONF PM VO Projets en commun Espace Biodiversité Systémiciens SI Géomaticiens Cogniticiens IRD INRA INRIA EURECOM MNHN CIRAD Partenaires régionaux Outils Audit national

29. Structure du CRETIC3 0. Secrétaire-comptable 1. Web-Master, Infographiste, Développeur multimédia 2. Systémiciens 3. Cogniticiens 4. Géomaticiens 5. Chercheurs Espace 6. Chercheurs Biodiversité 7. Chercheurs Outils 8. DESS RMI 9. DESS SGET 10. DESS InfoCom 11. IUP Technologies de l'Internet, autres filières classiques 9 11 11 2 2 5 6 1 1 0 4 3 1 4 3 10 8 L'architecture du (des) batiment(s) devrait refléter l'organisation de ce plateau de production afin de promouvoir le travail collaboratif au sein des différents projets. 7 11

30. Liste des membres statutaires concernés Equipe projet du plateau de production Université de la Réunion Equipe de développement - gestion et édition : 0. Secrétaire-comptable, 1. Web-Master, Infographiste, Développeur multimédia-> A recruter Equipe des médiateurs : 2. Systémiciens : B. Bonnet [MC1], L. Valleix [PAST, SIC] 3. Cogniticiens : N. Conruyt [MC1, IREMIA], R. Courdier [MC1, IREMIA] 4. Géomaticiens : G. Lajoie [MC2, CREGUR], G. Pennober [MC2, CREGUR] Les thématiciens - producteurs de contenus : 5. Chercheurs Espace : V. Cazes-Duvat [MC2, CREGUR], B. Cherubini [MC1, CIRCI], R. Robert [PR1, CREGUR], 6. Chercheurs Biodiversité : N. Gravier-Bonnet, [ING1, ECOMAR], P. Frouin [MC2, ECOMAR], C. Conand [PR2, ECOMAR], P. Chabanet [MC2, ECOMAR], M. Lecorre [MCStag, ECOMAR], O. Naim [MC1, ECOMAR], D. Strasberg [MC2, LBVPGME], T. Pailler [MC2, LBVPGME], J. Figier [PR, LBVPGME], S. Radjassegarane [ATER, LBVPGME] Les architectes logiciels - éditeurs de contenants : 7. Chercheurs Outils : D. Grosser[ATER, IREMIA], S. Calderoni[ATER, IREMIA], H. Ralambondrainy [PR2, IREMIA], P. Marcenac [PR2, IREMIA], R. Courdier [MC1, IREMIA], G. Rousse [Moniteur, IREMIA] 8. Centre Multimédia : G. Ancel[Responsable], S. Montagnan[Réalisateur vidéo], E. Pons [Réalisateur audio]