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Quand les fourmis se pilotent comme des bateaux de pêche…

La finitude des ressources est un problème difficile à appréhender, surtout pour la pêche pour laquelle peu de modèles existent. José Moran, Antoine Fosset, Alan Kirman et Michael Benzaquen, porteur de la Chaire EconophysiX, établissent un modèle de dynamique de pêche se basant sur un modèle de fourmis qui intègre les interactions entre pêcheurs.

Exemple typique de « tragedy of the commons » (tragédie des biens communs), les extinctions de populations de poisson à cause de surexploitation sont un problème actuel qui naît notamment de l’absence de modèles capables de simuler les dynamiques de bateaux de pêche. C’est ce à quoi se sont intéressés au Laboratoire d’hydrodynamique (LadHyX*) José Moran et Antoine Fosset, jeunes chercheurs, Michael Benzaquen, chercheur CNRS, professeur à l’École polytechnique et porteur de la chaire « Econophysics & Complex Systems », et Alan Kirman, directeur d'études à l’École des hautes études en sciences sociales. Dans leur dernière étude, ils ont adapté un modèle de dynamique des ressources aux pêcheurs en tenant compte des interactions entre ceux-ci. Ainsi, il est possible de suivre les comportements agrégés des bateaux de pêche et donc de modéliser la dynamique des ressources en poisson.

Ce modèle est rendu possible grâce à leur étude précédente dans laquelle les chercheurs résolvent, grâce à une reformulation des équations comme un problème de physique quantique, le modèle de choix de ressources pour une fourmilière. Après ce travail de compréhension du modèle où interagissent des agents qui exploitent des ressources, ils y intègrent la finitude des ressources, ici les poissons, afin de l’enrichir.

Cette approche leur permet d’obtenir des résultats comparables aux données d’observation des deux plus gros ports de pêche sur la côte adriatique italienne (Ancône et Pescara) sur les quatre dernières années. Ils mettent en évidence l’auto-renforcement des pêcheurs entre eux et montrent la ressemblance de ce phénomène avec les comportements mimétiques de traders pouvant mener à des bulles financières. Il s’agit d’un modèle très générique, robuste et pluridisciplinaire. Au-delà de ses applications en finance et dans la modélisation de comportements de pêcheurs, il permet également de comprendre la dynamique de changements d’opinion d’individus influencés par leurs voisins ou celle de la diffusion de plusieurs allèles d’un même gène au sein d’une population.      

Cette étude réalise non seulement un grand pas dans la compréhension des dynamiques de ressources en poissons, mais révèle également l’importance de tenir compte des interactions entre agents pour comprendre leur comportement collectif ainsi que l’étendue des domaines d’application de ce genre de modèle.

*LadHyX : une unité mixte de recherche CNRS, École polytechnique - Institut Polytechnique de Paris

>> A propos de la chaire « Econophysics & Complex Systems »
La Chaire « Econophysics & Complex Systems » vise à développer des outils pour comprendre la dynamique des systèmes économiques en s’affranchissant des modèles très théoriques utilisés d’ordinaire dans cette discipline. Portée par Michael Benzaquen, cette Chaire ambitionne d’utiliser une approche analytique issue du domaine de la physique statistique pour étudier les comportements agrégés en présence d’interactions, hétérogénéités et boucles de rétroaction. Depuis 2018, ces recherches sont rendues possibles grâce au soutien du mécène Jean-Philippe Bouchaud, président de Capital Fund Management, l’un des plus importants fonds d’investissement français. CFM met ainsi à disposition ses infrastructures et ses données pour enrichir les modèles développés par l’équipe de Michael Benzaquen.