4. Systèmes complexes
Résilience systémique – 1. Principes issus de la nature
Module 4: Systèmes complexes
Note : ce module comprend 2 Powerpoint.
Les systèmes complexes (aussi connus en tant que systèmes complexes adaptatifs ou SCA) sont surtout des système sociaux (qui impliquent des humains), des systèmes écologiques (écosystèmes) ou des systèmes sociaux-écologiques (combinaison des deux).
- Les systèmes complexes sont constitués de nombreux éléments interconnectés qui interagissent, qui ont une ou plusieurs fonctions et qui peuvent avoir un ou des objectifs communs. Ces éléments sont parfois appelés individus ou agents.
- Les systèmes complexes s’organisent de petit à plus grand : Les éléments connectés forment des réseaux et des sous-systèmes qui interagissent et qui ensemble forment des systèmes plus grands et plus complexes.
- Les systèmes complexes sont imbriqués dans d’autres systèmes plus grands et plus complexes.
Exemple:
Ces points sont illustrés par une représentation simplifiée d’une entreprise, qui est un système complexe (ou SCA), et de ses sous-systèmes :
- L’employé est un élément ou un individu du système. Il représente le premier niveau du SCA.
- Plusieurs employés forment un service et constituent un deuxième niveau du SCA.
- Un département composé de plusieurs services constitue un troisième niveau.
- Finalement, l’entreprise, qui est composée de tous les départements, constitue le dernier niveau.
L’entreprise est donc constituée des sous-systèmes qui sont les employés, les services, puis les départements. Chacun de ces sous-systèmes est imbriqué dans un système plus grand et plus complexe.
- Les systèmes complexes sont des systèmes ouverts, c’est-à-dire qu’ils ne sont pas auto-suffisants : un système complexe doit absolument échanger de la matière, de l’énergie, de l’information et/ou de l’argent avec l’extérieur afin de survivre. On appelle souvent ces échanges des flux, donc des flux de matière, d’énergie, d’information et/ou d’argent.
- Par le fait même de ces échanges, un système complexe a des connections et interactions externes, parfois nombreuses, avec d’autres systèmes complexes. Par exemple, une entreprise peut interagir avec des distributeurs, des fournisseurs d’énergie, des banques, des consultants, des agences gouvernementales qui sont tous des systèmes complexes. Sans ces interactions, l’entreprise ne peut pas survivre.
- Les systèmes complexes sont eux-mêmes des sous-systèmes d’autres systèmes. Par exemple tous les systèmes complexes en lien avec l’entreprise de l’exemple précédent, soit les banques, les distributeurs, les fournisseurs, font partie d’un système complexe encore plus grand, le système économique, qui fait aussi partie de systèmes encore plus grands.
Un système complexe peut faire partie de plusieurs systèmes à la fois. Par exemple un être humain fait partie d’une famille mais aussi d’une entreprise et d’une communauté. Tous ces systèmes sont des sous-systèmes des sociétés humaines et de la biosphère.
En fait, certains systèmes complexes sont des représentations mentales du monde dans lequel nous vivons. De plus, parce que ce sont des systèmes « ouverts », leurs frontières sont souvent floues. Par exemple, comment définit-on les frontières du système économique? Est-ce qu’on inclut les écosystèmes d’où on puise les ressources? Similairement, comment définit-on les frontières des différents écosystèmes? Est-ce qu’on inclut les villes qui s’y sont installées?
Nous définissons parfois les frontières de certains systèmes complexes (comme le système économique ou les écosystèmes) selon nos centres d’intérêt.
Ce qui est hors de tout doute, c’est qu’il y a énormément d’interactions entre les systèmes sociaux et les écosystèmes. Nous modifions les écosystèmes pour y établir nos communautés, pour faire de l’agriculture et prélever des matériaux. Nous participons aux cycles de l’eau, de carbone, de l’azote et du phosphore.
La formation no. 2 sur les limites planétaires détaille plusieurs de ces interactions. En bref, nous faisons tous partie d’un immense système complexe social-écologique qui est la biosphère, ou la Nature.
- Les systèmes complexes peuvent accomplir de nombreuses fonctions. Contrairement aux systèmes simples et aux systèmes compliqués dans lesquels les fonctions des éléments ne changent pas, dans un système complexe, les fonctions sont souvent définies par les liens et interactions entre les éléments. Si certains liens se brisent et d’autres se forment, de nouvelles fonctions peuvent émerger.
- Les systèmes complexes sont constamment sujets à des conditions changeantes. Ces changements perturbent ces systèmes qui s’adaptent en apprenant et en s’auto-organisant. C’est de cette capacité d’adaptation que vient le terme « système complexe adaptatif ».
Exemple de la Covid-19:
L’exemple suivant illustre ces notions de fonctions qui changent selon les liens entre les éléments et de capacité d’adaptation aux perturbations :
Au début de la pandémie, il y a eu une pénurie de produits désinfectants et de masques.
Des entreprises locales de production d’alcool et de lingerie (SCA) se sont réorganisés pour fabriquer ces produits.
Dans cet exemple, des équipes existantes ont été modifiés pour créer de nouvelles équipes affectées à de nouvelles tâches. Des nouvelles fonctions ont émergé malgré le fait que le personnel de ces entreprises est resté inchangé.
Autre exemple Covid-19:
Les salles à dîner des restaurants ont fermé dans plusieurs régions en raison du confinement et de nombreux serveurs ont été mis à pied, ce qui correspond à des perturbations.
Plusieurs entreprises de restauration se sont adaptées et se sont réorganisées pour générer des nouvelles sources de revenus : elles ont démarré des services de plats pour emporter, probablement par essai et erreur, donc en apprenant; elles ont ainsi développé de nouvelles fonctions.
Des nouvelles connexions se sont formées entre les restaurateurs et des services de livraison pour offrir la livraison des plats pour emporter, ce qui représente des nouveaux liens entre des SCA.
Les services de livraison ont vite été débordés et ont embauché des chômeurs dont certains étaient des serveurs qui se sont recyclés en livreurs, donc qui ont adopté des nouvelles fonctions.
Ces exemples simples permettent de constater que les systèmes complexes sont très différents des systèmes simples ou des systèmes compliqués.
Notamment, ces exemples illustrent bien les deux caractéristiques suivantes :
- Un système complexe est plus que la somme de ses éléments :
- Le fait qu’un système complexe puisse changer de fonction en réorganisant les liens entre ses éléments en est un exemple.
- Les fonctions et la dynamique d’un système complexe ne peuvent pas être déduites en décomposant le système en éléments et en observant les éléments individuellement car ce sont les interactions entre les éléments du système qui définissent les fonctions.
- Les SCA ne se comportent pas comme des machines. Ils sont capables d’adaptation et ont un comportement imprévisible.
En bref :
Les SCA se comportent comme des êtres vivants, contrairement aux systèmes simples et aux systèmes compliqués qui se comportent plutôt comme des machines.
Voici plusieurs exemples de SCA pour illustrer les caractéristiques présentées ci-dessus.
Exemple de SCA : une entreprise
Une entreprise est composée de sous-systèmes: les différents départements, les sous-systèmes des départements, les employés.
Elle possède de nombreuses interactions internes qui se traduisent en réseaux entre les employés d’un département et entre les employés de divers départements.
Elle a également de nombreuses interactions externes : elle forme des réseaux avec d’autres SCA, dont les fournisseurs, les distributeurs, les clients, le système bancaire, le système économique, l’environnement.
Le comportement d’une entreprise est imprévisible: de nombreux facteurs tels que la santé ou les objectifs personnels des employés, les besoins des clients, ou encore la situation économique, peuvent affecter le comportement des employés et de l’entreprise. Les employés et les départements de l’entreprise s’adaptent au changement.
Les employés/départements s’auto-organisent pour développer de meilleures façons de faire.
Exemple de SCA : un être humain
L’être humain est composé de sous-systèmes, tels que les cellules, les tissus, les organes, les systèmes fonctionnels, qui sont aussi des SCA imbriqués les uns dans les autres. Il y a de nombreuses interactions internes, chimiques ou autres, entre les différents sous-systèmes du corps humain.
L’être humain a également de nombreuses interactions externes: il a besoin de nourriture, il rejette des déchets organiques, il interagit avec d’autres humains dans plusieurs SCA tels que sa famille, l’entreprise pour laquelle il travaille et la société, par des échanges d’information, de matériaux, d’énergie et d’argent qui impactent ces SCA.
L’être humain et son corps ont un comportement imprévisible: un changement tel qu’un déséquilibre chimique ou hormonal peut affecter différemment le fonctionnement de plusieurs des systèmes fonctionnels d’un humain selon son état de fatigue.
Le corps humain s’adapte au changement: par exemple, s’il fait trop chaud, des mécanismes de sudation et de vasodilatation des vaisseaux s’activent pour refroidir le corps.
En tant qu’être, l’ humain a une capacité d’apprentissage et d’auto-organisation qui lui permettent aussi de s’adapter au changement.
Exemple de SCA : une forêt
La forêt est un écosystème. Elle est composée de sous-systèmes tels que les différentes communautés d’animaux ou autres sous-écosystèmes.
De nombreuses interactions internes se produisent dans la forêt: on peut penser à la chaîne alimentaire, aux insectes qui pollinisent les fleurs, et à de nombreux autres échanges entre les espèces et les individus.
La forêt a aussi beaucoup d’interactions externes: elle reçoit l’énergie du soleil, elle participe aux cycles de l’eau, du carbone, de l’azote et du phosphore; elle subit les intempéries et les interventions humaines.
Comme c’est le cas pour tous les SCA, le comportement d’une forêt est imprévisible. Le nombre élevé d’interactions entre espèces et individus et les conditions variables auxquelles la forêt est sujette font en sorte qu’il est impossible de prédire en détails son évolution.
La forêt s’adapte au changement en s’auto-organisant. Par exemple, les animaux s’adaptent à un manque d’un certain type de nourriture en trouvant d’autres sources de nourriture, ou en réduisant éventuellement leur population.
Exemple de SCA : la circulation routière locale
La circulation routière est un SCA constitué de véhicules conduits par des humains. Dans ce SCA, il y a de nombreuses interactions entre les conducteurs en réaction à des changements: par exemple un conducteur réduit sa vitesse pour maintenir une distance minimale avec la voiture devant lui, ou pour effectuer un changement de voie, ce qui impacte les conducteurs derrière lui.
Le comportement de la circulation est imprévisible en raison des réactions variables des conducteurs aux conditions du réseau routier, à la signalisation, au comportement des autres conducteurs et aux conditions météorologiques, et selon leur humeur.
La circulation s’adapte et s’auto-organise. Par exemple, certains conducteurs peuvent décider d’emprunter une route alternative pour éviter un bouchon.
Ce qu’il faut retenir :
Les systèmes complexes sont composés d’éléments (parfois aussi appelés agents ou individus) qui forment des réseaux.
Les liens et interactions entre éléments d’un système complexe définissent autant le système que les éléments eux-mêmes parce que des nouvelles fonctions peuvent émerger de nouvelles connexions entre éléments. Un système complexe est donc plus que la somme de ses éléments.
Les systèmes complexes sont des systèmes ouverts qui échangent matière, énergie, information et/ou argent avec d’autres systèmes complexes. Ils ne peuvent pas survivre seuls car ils dépendent d’autres systèmes complexes.
Les systèmes complexes s’organisent de petit à grand. Ils sont généralement imbriqués dans des systèmes complexes plus grands. Ils sont donc modulaires. Nous faisons tous partie d’un immense système complexe social-écologique en tant qu’humains habitant sur la Terre.
Les systèmes complexes apprennent et s’adaptent au changement.
Ils ont un comportement imprévisible. Ils se comportent comme des êtres vivants. Ils ne donc peuvent pas être contrôlés comme des machines.
Le prochain module porte sur la résolution de problème dans les systèmes complexes.
