Valoriser les connaissances issues des expériences vécues pour recommander des actions de protection des sources d'eau potable : application du raisonnement à base de cas

Depuis des décennies, les pays du monde entier s'affairent à préserver leurs précieuses ressources en eau potable. Ils cherchent à anticiper les risques et à réduire les impacts anthropiques qui pourraient altérer les sources d'approvisionnement. Au Canada, la protection des sources d'eau potable (PSEP) est mise en œuvre au sein de l'approche à barrières multiples, dont elle est l'une des barrières fondamentales. Cette approche permet une gestion multidimensionnelle de l'eau à l'aide d'outils et des pratiques visant à assurer la qualité de l'eau de la source au robinet. Bien que différents cadres existent pour prendre en compte l'eau dans l'aménagement du territoire, la mise en œuvre de la protection des sources peine à se concrétiser. Pourtant, les acteurs de l'eau et de l'aménagement du territoire ont une grande expérience dans la mise en œuvre d'actions. Alors, comment partager ces expériences afin de les soutenir dans l'identification et la mise en œuvre de futures actions de protection des sources ? Le but de cette thèse est de développer un prototype de système d'aide à la décision à base de connaissances (KB-DSS). Celui-ci a pour objectif de faciliter l'identification d'actions ciblées de PSEP selon les problèmes rencontrés. Pour ce faire, ce prototype a été développé sur la base des connaissances issues des expériences vécues depuis deux décennies au Québec, mettant à contribution des expériences réelles de mise en œuvre d'actions liées à la protection de l'eau. Il est conçu pour être utilisable par tout acteur ayant un intérêt à agir pour protéger les sources d'eau potable à l'échelle locale et régionale, via un transfert de connaissances dans le processus d'élaboration et de mise en œuvre d'actions. En étant un support dans la définition des actions futures, le prototype développé entend encourager les parties prenantes à apprendre les unes des autres. L'originalité de la thèse repose sur l'adoption combinée de l'approche en science du design/de la conception (DSR), qui a servi de lignes directrices pour adopter une démarche collaborative et transparente. Celle-ci a permis une application réussie du raisonnement à base de cas (CBR) au complexe problème de la PSEP dans un cadre de gestion de l'eau et du territoire. De cette démarche sont nés différents outils méthodologiques, procédures et connaissances permettant de mieux comprendre les problèmes liés à la PSEP, mais également d'illustrer la conception intégrale d'un prototype d'aide à la décision à base de connaissances utilisant le CBR. Tout d'abord, le cadre conceptuel (chapitre 1) explore et tente de comprendre les liens qui existent entre la nature des problèmes à résoudre pour protéger l'eau, l'environnement décisionnel et la prise de décision. Pour ce faire, le cadre adopte une approche systémique et holistique superposant différentes théories et concepts tels que la gouvernance de l'eau, la gestion de l'eau, la prise de décision, la rationalité et la connaissance. Cette compréhension des défis sous-jacents à la mise en œuvre de la PSEP permettait de mieux comprendre la complexité du problème à résoudre et posait les bases à l'élaboration du prototype de système CBR proposé. Dans l'optique de mieux comprendre comment les défis soulevés dans le cadre conceptuel se concrétisent en pratique, le second chapitre présente une enquête en ligne documentant la mise en œuvre de la PSEP au Québec. Celle-ci visait à brosser un portrait-diagnostic permettant de mieux comprendre le processus décisionnel, d'identifier qui sont les intervenants et quelles sont les connaissances produites et mobilisées pour la prise de décision sur la PSEP. Les analyses qualitatives et quantitatives des réponses des 208 intervenants retenus ont permis de constater que la mise en œuvre de la PSEP impliquait une grande diversité d'intervenants, de tâches et de connaissances créées et se caractérisait par un fort dynamisme inter-organisationnel. Cependant, on constatait que son processus décisionnel perdait en inclusivité au fil des étapes de mise en œuvre, que les connaissances étaient parfois redondantes et qu'il existait de nombreux enjeux de transfert de connaissances (accès, quantité ou qualité des connaissances) entre les intervenants. Lors de l'enquête en ligne présentée au second chapitre, il a été demandé à certains acteurs (organismes de bassins versants, villes, municipalités régionales de comté) d'illustrer les problèmes liés à la PSEP rencontrés sur le terrain. En parallèle, 102 intervenants se sont auto-recrutés pour participer au processus de design du système d'aide à la décision. Le troisième chapitre présente la démarche d'acquisition et de structuration des connaissances du dit KB-DSS par une approche CBR. Le chapitre décrit une seconde enquête en ligne ayant permis de définir ce qu'est un cas pour la PSEP, soit une expérience vécue qui consiste en une multitude de problèmes et de solutions mises en œuvre. Puis, il décrit la modélisation d'une taxonomie des connaissances ayant permis d'aboutir à des descriptions structurées des cas. La conception des cas repose sur le savoir-faire et les besoins en connaissances exprimés par les acteurs de l'eau. La base de cas constitue l'épine dorsale du prototype de KB-DSS destiné à guider les décideurs dans l'élaboration de solutions fondées sur des expériences passées. Le quatrième chapitre présente le prototype de KB-DSS/CBR pour la protection des sources d'eau potable. Il retrace comment le CBR a été modélisé, structuré, implanté, testé et validé en collaboration avec les 102 acteurs de la gestion et de la gouvernance de l'eau au Québec. Il décrit l'intégralité du processus manuel d'ingénierie de cas pour concevoir des attributs qualitatifs sur la base de la taxonomie des connaissances. Il présente l'édition des cas, le processus et les métriques permettant de retrouver des cas, l'implantation et un exemple d'utilisation ainsi que la validation du prototype, réalisée par une procédure participative rigoureuse et transparente avec un petit groupe d'acteurs de l'eau du Québec. Ainsi, il fournit des preuves empiriques du potentiel positif d'une approche CBR pour la PSEP sur le territoire, et retrace une démarche qui peut être généralisée à d'autres contextes géographiques et socio-économiques similaires.Countries worldwide have been working for decades to preserve their precious drinking water resources. They seek to anticipate risks or reduce anthropogenic impacts that could alter the water quality and availability. In Canada, drinking water source protection (DSWP), or source water protection (SWP), is implemented as part of the multi-barrier approach and is one of the fundamental barriers. This approach allows for multidimensional water management using tools and practices to ensure water quality from source to tap. Although various frameworks exist to consider water in spatial planning, the implementation of DWSP is struggling to materialize. However, water and spatial planning actors have significant experience implementing actions. So, how can these experiences be shared to support them in identifying and implementing future DWSP actions? The goal of this thesis is to develop a prototype of a knowledge-based decision support system (KB-DSS). The objective of this prototype is to facilitate the identification of targeted actions for water protection according to the problems encountered. To do so, this prototype was developed based on knowledge gained from past experiences conducted over the last two decades in Quebec, using real experiences in implementing actions related to water protection. It is designed to be used by any actor with an interest in contributing for the protection of drinking water sources at the local and regional levels, through the transfer of knowledge in the process of developing and implementing actions. By being a support in the definition of future actions, the developed prototype intends to encourage the actors to learn from each other. The originality of the thesis lies in the combined adoption of the design science approach (DSR), which served as a guideline to adopt a collaborative and transparent approach. This allowed for a successful application of case-based reasoning (CBR) to the complex problem of DWSP in a water and territory management framework. From this approach, various methodological tools, procedures and knowledge were developed to better understand the DWSP problems, but also to illustrate the complete design of a prototype knowledge-based decision support system using CBR. First, the conceptual framework (chapter 1) explores and attempts to understand the links between the nature of the problems to be solved to protect water, the decision-making environment, and the decision-making process. These issues were explored by adopting a system analysis that allowed for layering concepts such as water governance, water management, decision-making, rationality, and knowledge. This holistic understanding of the underlying challenges of DWSP implementation provided a better understanding of the complexity of the problem at hand and laid the foundation for developing the proposed CBR system. To better understand how the challenges raised in the conceptual framework materialize in practice, the second chapter presents an online survey documenting the implementation of DWSP in Quebec. This survey aimed to provide a diagnostic portrait to understand the decision-making process better and identify the actors and the knowledge produced and mobilized for DWSP decision-making. Qualitative and quantitative analyses of the responses from the 208 selected actors revealed that the implementation of DWSP involved a wide variety of actors, tasks and knowledge created and was characterized by great inter-organizational dynamism. However, it was found that the decision-making process becomes less inclusive as actions are implemented. Also, the knowledge was sometimes redundant, and there were many problems with the knowledge transfer (access, quantity, or knowledge quality) between actors. During the online survey presented in the second chapter, selected actors (watershed organizations, municipalities, counties, etc.) were asked to illustrate DWSP-related problems encountered in the field. In parallel, 102 actors were self-recruited to participate in the design process of the KB-DSS. The third chapter presents the acquisition and structuring of DWSP problem-related knowledge. The chapter describes a second online survey that helped define a DWSP case, i.e., a lived experience consisting of a multitude of problems and solutions implemented at various scales by various actors. It then describes the modelling of a knowledge taxonomy that led to structured case descriptions. The design of the cases is based on the expertise and knowledge needs expressed by the water actors. The case base is the backbone of the KB-DSS prototype to guide decision-makers in developing solutions based on past experiences. The fourth chapter presents the prototype KB-DSS/CBR system for DWSP. It traces how CBR was modelled, structured, implemented, tested and validated in collaboration with 102 water management and governance actors in Quebec. It describes the entire manual case engineering process for the design of qualitative attributes from the knowledge taxonomy. It presents the case base, the case edition, and the case retrieval (process and metrics). This chapter also illustrates the implementation using a real-world experience use case, as well as the validation of the prototype, carried out through a transparent, participatory procedure with a small group of water actors in Quebec. Thus, it provides empirical evidence of the high potential of a CBR approach for DWSP in the spatial planning context and describes an approach that can be generalized to other similar geographical and socio-economic contexts

Coal transitions—part 1: a systematic map and review of case study learnings from regional, national, and local coal phase-out experiences

A rapid coal phase-out is needed to meet the goals of the Paris Agreement, but is hindered by serious challenges ranging from vested interests to the risks of social disruption. To understand how to organize a global coal phase-out, it is crucial to go beyond cost-effective climate mitigation scenarios and learn from the experience of previous coal transitions. Despite the relevance of the topic, evidence remains fragmented throughout different research fields, and not easily accessible. To address this gap, this paper provides a systematic map and comprehensive review of the literature on historical coal transitions. We use computer-assisted systematic mapping and review methods to chart and evaluate the available evidence on historical declines in coal production and consumption. We extracted a dataset of 278 case studies from 194 publications, covering coal transitions in 44 countries and ranging from the end of the 19th century until 2021. We find a relatively recent and rapidly expanding body of literature reflecting the growing importance of an early coal phase-out in scientific and political debates. Previous evidence has primarily focused on the United Kingdom, the United States, and Germany, while other countries that experienced large coal declines, like those in Eastern Europe, are strongly underrepresented. An increasing number of studies, mostly published in the last 5 years, has been focusing on China. Most of the countries successfully reducing coal dependency have undergone both demand-side and supply-side transitions. This supports the use of policy approaches targeting both demand and supply to achieve a complete coal phase-out. From a political economy perspective, our dataset highlights that most transitions are driven by rising production costs for coal, falling prices for alternative energies, or local environmental concerns, especially regarding air pollution. The main challenges for coal-dependent regions are structural change transformations, in particular for industry and labor. Rising unemployment is the most largely documented outcome in the sample. Policymakers at multiple levels are instrumental in facilitating coal transitions. They rely mainly on regulatory instruments to foster the transitions and compensation schemes or investment plans to deal with their transformative processes. Even though many models suggest that coal phase-outs are among the low-hanging fruits on the way to climate neutrality and meeting the international climate goals, our case studies analysis highlights the intricate political economy at work that needs to be addressed through well-designed and just policies.BMBF, 01LA1826A, Ökonomie des Klimawandels - Verbundprojekt: Die politische Ökonomie eines globalen Kohleausstiegs (PEGASOS) - Teilprojekt 1: Koordination, Analyse der politischen Ökonomie vergangener KohleausstiegeBMBF, 01LA1810A, Ökonomie des Klimawandels - Verbundprojekt: Die Zukunft fossiler Energieträger im Zuge von Treibhausgasneutralität (FFF) - Teilprojekt 1: Implementierung von AusstiegspfadenBMBF, 01LN1704A, Nachwuchsgruppe Globaler Wandel: CoalExit - Die Ökonomie des Kohleausstiegs - Identifikation von Bausteinen für Rahmenpläne zukünftiger regionaler StrukturwandelBMBF, 01LG1910A, Qualitätssicherung von IPCC-AR6: Chapter Scientist für WG III, Kapitel 2 (Emissions trends and drivers

Mise en oeuvre de la protection des sources d’eau potable : portrait-diagnostic au Québec, Canada

Au Canada, l’approche à barrières multiples permet une gestion multidimensionnelle de l’eau à l’aide d’outils et de pratiques permettant d’assurer une eau de qualité, de la source (lac, rivière, etc.) au robinet des citoyens. Une de ces barrières, la protection des sources d’eau potable (PSEP), cherche à anticiper ou à réduire les risques naturels et anthropiques qui pourraient altérer les sources. Cependant, la mise en oeuvre de la PSEP impose d’acquérir des connaissances multidisciplinaires portant sur la qualité, la quantité de l’eau et sur les composantes naturelles et socio-économiques du territoire. Dans l’optique de mieux comprendre la mise en oeuvre de la PSEP au Québec, cet article vise à dresser un portrait-diagnostic permettant d’identifier le processus décisionnel servant à la mise en oeuvre de la PSEP, ses intervenants et les connaissances produites et mobilisées pour la prise de décision. Ce portrait se base sur une enquête en ligne réalisée entre novembre 2018 et mars 2019 à laquelle ont participé 208 intervenants liés à la PSEP au Québec. Les analyses qualitatives et quantitatives ont permis de constater que la mise en oeuvre de la PSEP implique une grande diversité d’intervenants, de tâches et de connaissances créées et se caractérise par un fort dynamisme inter-organisationnel. Cependant, on constate que son processus décisionnel perd en inclusivité au fil des étapes de mise en oeuvre, que les connaissances sont parfois redondantes et qu’il existe de nombreux enjeux de transfert de connaissances (accès, quantité ou qualité des connaissances) entre les intervenants.In Canada, the multi-barrier approach allows for a multi-dimensional water management, using tools and practices to ensure safe water, from source (lake, river, etc.) to citizens' taps. As one of these barriers, source water protection (SWP) seeks to anticipate or reduce natural and anthropogenic risks that could alter the sources. In this context, the Government of Quebec has adopted the Water Withdrawal and Protection Regulation (WWPR), which reinforces SWP in Quebec. However, the implementation of the WWPR implies the development of action plans that require the acquisition of a multidisciplinary knowledge on water quality, quantity and on the natural and socio-economic components of the territory. This paper aims at providing a diagnostic portrait of the implementation of SWP in Quebec, in order to identify the decision-making process, its stakeholders, and the knowledge generated and mobilized for decision-making. This portrait is based on an online survey conducted between November 2018 and March 2019. The qualitative and quantitative analyses of 208 responses revealed that SWP implementation is currently characterized by a great diversity of the stakeholders involved, tasks and knowledge created, and a strong inter-organizational dynamism. However, it is noted its decision-making process becomes less inclusive as it moves through the implementation stages, that knowledge is sometimes redundant and that there are many knowledge transfer issues (access, quantity or quality of knowledge) between stakeholders

Schelling. Le temps du système, un système des temps

Parmi les philosophes de l’idéalisme allemand, Schelling (1775-1854) fut exceptionnellement précoce et prolifique. Son oeuvre connaît depuis quelques années un regain d’intérêt important. Les textes réunis dans ce numéro de la Revue Germanique Internationale n’ont pas pour prétention d’englober la totalité de la recherche internationale, ni de dresser un panorama exhaustif des études schellingiennes contemporaines. Nous avons plutôt souhaité mettre l’accent sur des moments névralgiques d’une philosophie en devenir, selon le voeu de Schelling, ce qui signifie que nous avons été attentifs à la manière dont se côtoient des registres qui, loin de constituer une totalité, ou un système, ou de dessiner une unité homogène, tirent leur légitimité d’une nécessité inscrite dans la genèse d’une pensée. Nous avons donc privilégié des études qui permettront au lecteur d’appréhender le passage d’une philosophie de la nature et de l’art à une philosophie de la mythologie, en passant par l’idéalisme transcendantal et les recherches sur la liberté, afin de suivre les différentes phases d’une pensée qui ne tardera pas à s’imposer comme une philosophie de la Révélation comme interrogation de l’Absolu. Cette interrogation peut-être considérée comme un dénouement positif de la métaphysique occidentale dont nous sommes loin d’avoir épuisé le sens et l’énigme

Étonnante physique

International audienceDiscipline multimillénaire, la physique explore l’espace et le temps. De l’immensité des amas de galaxies à l’infinie petitesse des particules élémentaires, des échelles humaines – du mètre au centimètre – jusqu’au nanomonde, de l’extrême brièveté du mouvement de l’électron jusqu’au fond des âges d’où nous parviennent les premières lumières de l’Univers : les domaines couverts par cette discipline n’ont pas fini de nous étonner.Cette science est celle de l’expérimentation méthodique qui met au point des instruments originaux pour observer la matière, inerte ou vivante, en laboratoire ou à distance. Celle qui pose encore de grandes questions fondamentales. Mais aussi celle qui accompagne notre vie quotidienne avec ses développements dans les domaines des matériaux, de la santé, de l’énergie, du climat…Pour montrer toute sa richesse, cet ouvrage réunit 70 contributions de physiciennes et de physiciens récemment récompensés par une médaille du CNRS pour l’originalité et l’importance de leurs travaux. Abondamment illustré, accessible à tout amateur de science, Étonnante Physique lève un voile sur les recherches les plus actuelles

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