Modéliser l'occupation du sol au prisme des intentions des agriculteurs : une approche à base d'agents

An agent-based approach to model farmers' land use cover change intentions

• Auteur / Autrice : Eduardo Gomes
• Direction : Arnaud Banos, Patrícia Catarina dos Reis Macedo Abrantes, Jorge Rocha
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géographie
• Date : Soutenance le 29/10/2019
• Etablissement(s) : Paris 1 en cotutelle avec Universidade autónoma de Lisboa
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Géographie de Paris. Espace, sociétés, aménagement (Paris ; 2000-....)
• Jury : Président / Présidente : Pascal Marty
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Arnaud Banos, Patrícia Catarina dos Reis Macedo Abrantes, Jorge Rocha, Paulo Morgado
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Elisabete A. Silva, Thomas Houet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Agriculteurs

Utilisation du sol

Zones de cultures

Mots clés libres

Utilisation des terres et changement de la couverture terrestre

Intentions des agriculteurs de la LUCC

Forces motrices

Réseau neuronal artificiel

Chaîne de Markov

Modèle basé sur l'agent

Scénarios

Aménagements spatiaux

Land-use and land cover change

Farmers' LUCC intentions

Driving forces

Artificial neural network

Markov chain

Agent-based model

Scenarios

Spatial plannings

Résumé

Les changements d’usage et occupation des sols résultent d’activités naturelles et anthropiques et peuvent avoir un impact négatif sur les ressources naturelles et même agricoles. Dans les régions métropolitaines, les principaux changements d’usage des sols sont ceux qui proviennent de la transformation des terres agricoles en des couvertures artificielles, essentiellement pour des usages urbains, industriels, de transports et de loisirs. Ces usages sont en concurrence avec les utilisations agricoles en raison, surtout, de la croissance démographique et de la recherche de nouvelles aires de construction. Cette concurrence permanente et la rapidité dont elle se produit a contribué largement à fragmentation et la dispersion à la fois des terres agricoles et des usages artificiels. Ces changements posent de défis, en particulier dans les domaines de la sécurité alimentaire, mais aussi de la nécessité de préserver les sols et la biodiversité dans des contextes plus urbanisés. Les propriétaires fonciers jouent un rôle majeur en ce qui concerne les changements d’occupation des sols. Dans un contexte périurbain, trois acteurs clefs sont généralement identifiés dans le processus de décision de changement d'utilisation ou la couverture des sols : 1) Les investisseurs ou les promoteurs immobiliers, qui souhaitent obtenir un rendement maximal dans un contexte de développement urbain, en essayant d’obtenir la marge de profit la plus élevée possible. Leurs décisions dépendent souvent de la croissance démographique, de la recherche de nouveaux logements et des stratégies de planification et d’organisation du territoire ; 2) les agriculteurs qui sont affectés par les attentes concernant le développement urbain et qui prétendent capitaliser leurs investissements, ou les agriculteurs qui prétendent maintenir leurs terrains pour une question de consommation personnelle, agrément et/ou style de vie ; 3) à une échelle plus large, les acteurs qui planifient et définissent des stratégies pour l’usage futur de l’occupation du sol. (…) Les résultats obtenus dans le cadre de cette thèse devraient permettre aux décideurs d’observer différents futurs possibles dans des scénarios de type ''et si'', leur permettant ainsi d’anticiper les incertitudes futures et, par conséquent, de choisir l'avenir le plus désirable en matière de l’usage et de l'occupation des sols.

Land Use and Cover Change (LUCC) occurs as a consequence of both natural and human activities, causing impacts on biophysical and agricultural resources. In enlarged urban regions, the major changes are those that occur from agriculture to urban uses. Urban uses compete with rural ones due among others, to population growth and housing demand. This competition and the rapid nature of change can lead to fragmented and scattered land use development generating new challenges, for example, concerning food security, soil and biodiversity preservation, among others. Landowners play a key role in LUCC. In peri-urban contexts, three interrelated key actors are pre-eminent in LUCC complex process: 1) investors or developers, who are waiting to take advantage of urban development to obtain the highest profit margin. They rely on population growth, housing demand and spatial planning strategies; 2) farmers, who are affected by urban development and intend to capitalise on their investment, or farmers who own property for amenity and lifestyle values; 3) and at a broader scale, land use planners/ decision-makers. (…) To model LUCC a CA-Markov, an ANN-multilayer perceptron, and an ABM approach were applied. Our results suggest that significant LUCC will occur depending on farmers’ intentions in different scenarios. The highlights are: (1) the highest growth in permanently irrigated land in the A1 scenario; (2) the most significant drop in non-irrigated arable land, and the highest growth in the forest and semi-natural areas in the A2 scenario; and (3) the greatest urban growth was recognised in the B0 scenario. To verify if the fitting simulations performed well, statistical analysis to measure agreement and quantity-allocation disagreements and a participatory workshop with local stakeholders to validate the achieved results were applied. These outcomes could provide decision-makers with the capacity to observe different possible futures in ‘what if’ scenarios, allowing them to anticipate future uncertainties, and consequently allowing them the possibility to choose the more desirable future.