Taking into account multi-scale analysis in economic modeling of vulnerability to floods. Study of Cooperative Winery Systems by a Multi-Agent Model
Prise en compte de la multiscalarité dans la modélisation économique de la vulnérabilité aux inondations. Apport d'un modèle multi-agent appliqué aux systèmes coopératifs viticoles
Résumé
Harming consequences of floods in societal systems are the likely consequence of socioeconomic factors. New practices in flood damage prevention have moved away from the implementation of structural measures, embracing as well non-structural measures that integrate ecosystem services, taking advantage of the ecosystems’ potential to prevent, regulate and scale down water-related hazards. This shift, even though it pursues higher levels of risk prevention, damage reduction and economic sustainability, is increasing the exposure of rural and farming areas for greater protection of urban and industrial ones. But agricultural sectors have in fact singular structural patterns that make them particularly vulnerable to income and cash flow shifts. Moreover, agriculture is increasingly considered as a complex Socio-ecological system (SES), formed by the ensemble of farming activities, territory, environment, and the relations established among these three elements. As such, there might exist factors that, acting along several scales, play a fundamental role in the determination of the vulnerability of the agricultural system.
Insofar farm-type discrimination is essential to provide reliable assessments of impacts and vulnerabilities, this dissertation focuses on wine production and proposes a microeconomic study of the cooperative winemaking system (CWS). This system exhibits features that characterize it as a SES. Thus, we seek to study to what extent the integration of several scales of analysis contributes to the detection, understanding and characterization of the drivers of vulnerability of a CWS to flood hazards. We consider vulnerability as an intrinsic property of any element/system that depends on the sensitivity to suffer harm and the capacity to cope in the aftermath of the hazard. Accordingly, we can evaluate and asses the vulnerability of a system and its drivers through the estimation of flood damages.
We propose and build a novel model for the assessment of flood damages of a CWS (the COOPER model), based on data elicited from two study cases in southern France: Aude and Var counties. To develop the COOPER model we
use an agent-based model approach, which enables us to describe the system from the bottom-up identifying the entities of interest, their interactions and the environment in which they take place.
The use of the COOPER model as laboratory for the ex-ante assessment of damages of multiple flood events highlights, despite scales the importance of the correct identification of interactions between elements in the system. Their misidentification may lead to either the overestimation or the underestimation of damages, thus vulnerability of the system. Furthermore, the possibility to describe in detail both agents and rules within the productive system, together with the presence of explicit interactions, enable us to identify and estimate the weight that different significant factors have in the susceptibility of the system to suffer harm or the capacity to cope with the consequences of the a flood hazard.
Les conséquences néfastes des inondations sur la société sont le résultat probable de facteurs socio-économiques. Les nouvelles pratiques en matière de prévention des dommages causés par les inondations se sont éloignées de la mise en œuvre de mesures structurelles pour inclure également des mesures non structurelles. Ces derniers intègrent, entre autres, les services des écosystèmes, exploitant ainsi le potentiel des écosystèmes pour prévenir, réguler et réduire les risques liés aux inondations. Ce changement, même s’il poursuit des niveaux plus élevés de prévention des risque et des dommages, ainsi qu’une volonté de durabilité économique, renforce la protection des zones urbaines et industrielles au détriment des zones rurales et agricoles (plus exposées). Mais les secteurs agricoles ont en réalité des structures singulières qui les rendent particulièrement vulnérables aux fluctuations des revenus et des cash flows. L’agriculture est aussi de plus en plus considérée comme un système socio-écologique complexe (SES), constitué de l’ensemble des activités agricoles, du territoire, de l’environnement et des relations établies entre ces trois éléments. En tant que tels, il existe des facteurs qui, à plusieurs niveaux, jouent un rôle fondamental dans la détermination de la vulnérabilité du système agricole.
Dans la mesure où la discrimination entre les types d’exploitations est essentielle pour fournir des évaluations des impacts et des vulnérabilités fiables, cette thèse se concentre sur la production de vin et propose une étude micro-économique du Système Coopératif de Vinification (SCV). Ce système présente des caractéristiques qui le caractérisent comme une SES. Nous cherchons donc à étudier dans quelle mesure l’intégration de plusieurs échelles d’analyse contribuent à la détection, à la compréhension et à la caractérisation des facteurs de vulnérabilité d’un SCV aux inondations. Nous considérons la vulnérabilité comme une propriété intrinsèque de tout élément/système qui dépend de la sensibilité à subir des dommages et de la capacité à faire face aux conséquences de l’aléa. En conséquence, nous pouvons évaluer la vulnérabilité d’un système et de ses facteurs déterminants grâce à l’estimation des dommages causés par les inondations..
Nous proposons et construisons un nouveau modèle d’évaluation des dommages aux inondations pour le SCV (modèle COOPER), basé sur des données obtenues de deux cas d’étude dans le Sud de la France : les départements de l’Aude et du Var. Pour développer le modèle COOPER, nous utilisons une approche multiagent qui nous permet de faire une description du système "bottom-up", en identifiant les entités clés, leurs interactions et l’environnement dans lequel elles se déroulent.
L’utilisation du modèle COOPER comme laboratoire d’évaluation ex-ante des dommages causés par de multiples inondations met en évidence l’importance d’une identification correcte des interactions entre les éléments du système. Si les interactions ne sont pas bien identifiées, les dommages sur le système (et par autant la vulnérabilité) peuvent soit être surestimés, soit sous-estimés. Aussi, la possibilité de décrire en détail les agents et les règles du système productif, ainsi que la présence d’interactions explicites, nous permettent d’identifier et d’estimer le poids que différents facteurs significatifs ont dans la susceptibilité du système à subir un préjudice ou la capacité à faire face aux conséquences d’un risque d’inondation.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)