Stage de M2 : Design et développement du jeu Transkey

« Jouer avec des flux biophysiques pour faciliter les transitions territoriales »

Contexte

Un axe de recherche émergent de l’équipe entend contribuer à la conception, à l’évaluation et au débat sur les alternatives socio-techniques pour le futur (par exemple, l’horizon 2050). Les méthodes de comptabilité biophysiques (matières, énergie, utilisation des sols, …) fournissent une grille d’analyse qui donne des indications sur la durabilité des alternatives (selon des cadres solides de durabilité et d’économie écologique) [4,8,9]. Ces outils sont pertinents pour mettre en évidence les effets systémiques sur les ressources et les pressions importantes à prendre en compte pour les transformations territoriales (et en particulier les dépendances, la concurrence dans l’utilisation des ressources ainsi que les empreintes environnementales) [2,6].

Cependant, ces modèles ne suffisent pas. Tout d’abord, ils restent encore des modèles experts. Or, pour que des alternatives émergent de manière démocratique, il est nécessaire de penser à des modalités participatives pour permettre leur appropriation. De plus, ils sont focalisés sur l’organisation biophysique, sans prendre en compte le réseau d’acteurs et la gouvernance associés aux flux.

Pour répondre à ce besoin, nous souhaitons intégrer explicitement l’organisation biophysique et modélisation de flux, ainsi que le contrôle social qui y est associé dans un outil largement utilisé dans les processus participatifs visant à la transformation des territoires : le jeu [1,3,5,7]. Nous souhaitons ici créer un jeu de gestion (avec une version numérique et de plateau), basé sur une manipulation de flux et transformation de ressources, dans un contexte de gouvernance de flux avec :

• une organisation biophysique,
• un réseau d’acteurs et gouvernance de cette organisation,
• des choix sociaux associés.

Ce travail a été lancé avec la réalisation d’une première version numérique mono-joueur·euse dans laquelle les participant·e·s choisissent un ensemble d’activités [3]. Ces activités utilisent et produisent des ressources, impactant le territoire. Une expérimentation sur les modifications cognitives et normatives associées à ce jeu est en cours.

Description du sujet

Description générale

Nous proposons ici un travail de stage en binôme (le stage correspondant à cette offre, axé sur le design et développement ; un second stage axé sur modélisation, test et terrain) pour continuer le développement de ce jeu selon 4 pistes :

• renforcer le parallèle entre le jeu et l’organisation biophysique de la société. Le jeu actuel propose la gestion de flux via l’installation d’activités uniquement. L’organisation de ces flux reste simple et pourrait être complexifiée.
  • En particulier, il serait pertinent de renforcer dans ce jeu la notion de stock de ressources pour l’instant très peu présente. En effet, d’un tour sur l’autre, toutes les ressources produites et non consommées par les joueur·euse·s sont perdues, comme si le système repartait de zéro. Nous aimerions ajouter une notion de stock permettant de lier les différents tours, introduisant ainsi une dimension temporelle dans le jeu.
  • De plus, les sorties du jeu sont pour l’instant l’emploi, la pollution et la biodiversité. Nous n’avons pas introduit de phénomène de bouclage, dans lequel les sorties du système sont en fait aussi des entrées et l’emploi, la pollution et la biodiversité ne sont pas des pré-requis pour la mise en place d’activités. Dans la réalité, il est clair que des boucles de rétroaction existent. Bien que moins prioritaire que l’introduction d’une dimension temporelle dans le jeu, il serait intéressant de réfléchir à la fois à la modélisation et au design de composantes ludiques permettant de jouer ces rétroactions.
• introduire réseau d’acteurs et gouvernance de flux dans le jeu. Pour l’instant mono-joueur·euse, nous souhaitons que ce jeu puisse être joué à plusieurs.
  • Dans un premier temps, il s’agirait simplement de “copier” la version existante pour la faire jouer simultanément à différentes personnes, en autorisant des échanges de ressources. Il s’agira alors de tester comment les différentes manières d’appréhender le jeu interagissent entre elles.
  • Nous aimerions ensuite introduire une dissymétrie en donnant des rôles aux joueur·euse·s : certaines ressources (stock et flux) sont contrôlées par certain·e·s joueur·euse·s uniquement. Un rapport de force est alors introduit, permettant des négociations dans la gestion collective des ressources.
  • Bien que non prioritaire dans ce travail, la gestion de la transparence entre joueur·euse·s pourra enfin être un paramètre d’expérimentation pour appréhender comment une information totale ou partielle influe les relations entre joueur·euse·s et leur rapport au jeu.

• visualiser le diagramme de flux / organisation biophysique du jeu au cours des parties. Développer le jeu Transkey a pour objectif de mieux comprendre comment les citoyen·ne·s appréhendent les diagrammes de flux, de faciliter l’apprentissage de l’utilisation de ces outils et de comprendre quel peut être leur usage en tant que support à la concertation et décision pour la transformation des territoires. Le jeu actuel ne donne aucune représentation des échanges de ressource qui s’effectuent au cours du jeu. Il s’agirait alors d’en ajouter, avec différents niveaux possibles :
  • proposer un design permettant de visualiser le trajet et la transformation des ressources d’une activité à l’autre,
  • construire un diagramme de Sankey (exemple sur Open-Sankey) actualisé en direct en fonction des choix de jeux,
  • réfléchir au design associé à cette visualisation à la fois dans la version numérique et la version matérielle du jeu.
• généraliser le design du jeu. Le jeu a pour l’instant été pensé dans le contexte d’une concertation dans un territoire touristique de montagne. Nous souhaitons cependant en solliciter les principes plus largement, au cours de concertations dans d’autres territoires, sur des enjeux différents. Nous souhaitons donc enfin un travail de prise de recul vis à vis du design actuel pour penser le jeu de manière générique, avec un design adaptable.

Le développement de ces trois pistes est à penser à la fois pour une version numérique du jeu mais aussi dans une version matérielle, jouée à l’aide de pions. Ce développement s’accompagnera de mises à l’épreuve régulières, à l’université et hors cadre universitaire mais aussi directement sur des terrains sur lesquels un travail de concertation est mené par l’équipe de recherche.

Description de ce sujet

La description proposée ici couvre deux sujets de stage différents (voir plus haut). Bien que nécessitant un travail et des compétences différentes, les deux stagiaires travailleront largement en binôme.

Sujet de stage proposé : Design et développement informatique

Ce sujet sera plutôt axé sur un travail de design et de développement informatique. Il s’agira tout d’abord de transformer le modèle à jouer en règles de jeu, restant à la fois fidèle à l’expérience à faire vivre aux joueur·euse·s tout en ludifiant l’expérience (quelles règles introduire pour induire une dimension temporelle équilibrée au jeu, comment cadrer les relations entre joueur·euse·s, …). Cet aspect design sera aussi présent dans l’exercice de visualisation de l’organisation biophysique mise en place par les joueur·euse·s pendant une partie. Ce design devra être pensé à la fois pour les versions matérielle et numérique du jeu. Enfin, un gros travail de développement informatique sera nécessaire pour développer la version numérique du jeu (Python, SimPy, Pygame, YAML). Un appui à la modélisation et à l’expérimentation pourra aussi être nécessaire de temps en temps au cours du stage.

Sujet de stage de la personne en binôme : Modélisation et expérimentation

Ce sujet sera plutôt axé sur un travail de modélisation, permettant d’extraire des concepts d’organisation biophysique et de réseau d’acteurs les éléments importants à jouer pour proposer un modèle à jouer (quelle introduction d’une dimension temporelle pertinente, quelle modélisation des relations entre acteur·rice·s, sur quels aspects accentuer la visualisation des données, …). Un travail rigoureux d’explicitation des hypothèses de travail et choix de modélisation sera demandé. Il s’agira aussi de penser le cadre expérimental du jeu, permettant mettre à l’épreuve des hypothèses d’appréhension et d’usage de ces modèles d’organisation biophysique et réseau d’acteur vis-à-vis des choix de modélisation. Une participation au design et au développement informatique du jeu pourra être aussi nécessaire de temps en temps au cours du stage.

Encadrement, candidature, début du stage

Ce travail sera principalement encadré par Mathilde Boissier (équipe STEEP, INRIA Grenoble) avec un accompagnement de Roger Pissard (ingénieur de recherche, INRIA Grenoble), Peter Sturm (équipe STEEP, INRIA Grenoble) et Nils Ferrand (équipe G-EAU Inrae Montpellier et STEEP INRIA Grenoble, ingéniérie de la participation).

Pour candidater à l’un des deux sujets, envoyer un mail à mathilde.boissier[at]free.fr et peter.sturm[at]inria.fr, avec votre CV et une lettre de motivation.

Chaque stage pourra débuter à partir de début mars, pour une durée de 4 à 6 mois.

Les sujets sont largement interdisciplinaires et dépassent les domaines d’expertise acquis dans vos études. C’est normal et nous le savons. N’hésitez pas à postuler !

Bibliographie

Bibliographie de l’équipe en lien avec le sujet

1. Abrami G., Ferrand N., Ducrot R., et al.: Paper and pebbles simulations and modelling for the governance of socio-environmental systems: a review of 8 years of experimenting with the Wat-AGame toolkit. Proceedings of the 8th International Congress on Environmental Modelling and Software, pp. 851 (2016).
2. Boissier M., Mangeot M., Jost V., Viénot L.: Designing Serious Games to understand the challenges of the Anthropocene, ICED 2023 24th International Conference on Engineering Design, Bordeaux (2023). hal-03975671
3. Boissier M., Ferrand N., Krieger E., et al.: Playing with flows in transition territories, Simulation and Gaming for Social and Environmental Transitions.: Proceedings of the 54th Conference of the International Simulation and Gaming Association (2023). hal-04014398
4. Courtonne J.Y., Alapetite J., Longaretti P.Y., et al.: Downscaling material flow analysis: The case of the cereal supply chain in France, Ecological Economics 118, 67–80 (2015).
5. Ferrand N., Farolfi S., Abrami G., Du Toit D.: WAT-A-GAME: sharing water and policies in your own basin. 40th Annual Conference, Int. Simulation And Gaming Association, pp. 17 (2009). hal-01355501
6. Viénot L.: Démonstrateurs pour l’analyse d’alternatives socio-techniques, Mémoire M2, École Polytechnique (2022) https://inria.hal.science/hal-03867864

Bibliographie externe

• 7 : Becu N.: Les courants d’influence et la pratique de la simulation participative: contours, design et contributions aux changements sociétaux et organisationnels dans les territoires, HDR, La Rochelle Université (2020).
• 8 : Binder C.R.: From material flow analysis to material flow management Part I: social sciences modeling approaches coupled to MFA. Journal of Cleaner Production 15(17), 1596–1604 (2007).
• 9 : Gabriel A.W., Madelrieux S., Lescoat P.: A review of socio-economic metabolism representations and their links to action: Cases in agri-food studies. Ecological Economics 178, 106765 (2020).