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Application de la stratégie de gestion des ressources d'une colonie de fourmis à une organisation anthropique

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Lévesque, Tina (2018). Application de la stratégie de gestion des ressources d'une colonie de fourmis à une organisation anthropique. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Actuellement, la présence anthropique ne cesse de croître. Cette croissance se traduit par l’augmentation de la densité de la population et par l’étalement urbain. Alimentées par les réseaux d’échanges mondiaux leur fournissant certains types d’énergie et de matière dont ells dépendent, les sociétés humaines occidentales sont devenues une sphère distincte de l’environnement naturel. Tandis que la majorité des études veulent améliorer l’aménagement urbain afin d’avantager son organisation interne, peu de recherches se concentrent sur les interactions de la ville avec son environnement à proximité. Le métabolisme urbain forme des inégalités avec les ressources. Une meilleure gestion en amont, c’est-à-dire l’approvisionnement, est encouragée. Le but de cette étude est d’analyser les caractéristiques des interactions naturelles entre les besoins d’une ville et les ressources disponibles en pregnant pour exemple une colonie de fourmis. Trois sous-objectifs dessinent la méthodologie, à savoir, évaluer le comportement de la colonie de fourmis en équilibre sous des perturbations internes (besoin) et externes (disponibilité de la source) (1), modéliser ce comportement (2) et simuler l’analogie de ce modèle biologique avec un modèle d’une organisation anthropique (3). Des expérimentations en laboratoire avec Linepithema humile ont été réalisées. Un modèle transposant les comportements des fourmis a également été construit tandis qu’un modèle de croissance d’une agglomération anthropique en fonction des besoins et de la disponibilité des ressources a été simulé.

Pour la première partie, les données ont démontré que les fourmis savent répondre à leur besoin de façon précise et elles montrent une flexibilité de réponse face aux conditions internes et externes. Alors que le besoin chez les fourmis ne se présente pas de façon égale pour chacune, les fourrageuses ont la capacité de choisir collectivement les ressources nécessaires. Aussi, lorsqu’une source de qualité s’offre à la suite d’une de moins bonne qualité, elles sont aptes à modifier le choix collectif vers la meilleure source. Pour la dernière partie, ces notions de flexibilité face aux besoins et à la disponibilité variable des sources qui sont retrouvées chez les fourmis sont appliquées dans la modélisation de la ville. Les données de l’application analogique ont démontré que la ville peut répondre aux variations sans engendrer des déséquilibres d’utilisation de l’espace. Aussi, les résultats suggèrent qu’augmenter la considération de la relation entre les ressources disponibles versus le coût déployé pour de nouvelles constructions permet l’ajustement de la croissance de façon plus raisonnable. Ce modèle de croissance de ville incite le déploiement de nouveaux types de ressources presents à proximité et favorise l’importance de l’état de l’environnement dans les décisions humaines. L’application analogique a servi d’exemple d’approche écosystémique et motive à innover.

Titre traduit

Application of the resource management strategy by the ant through anthropic organization

Résumé traduit

Currently, the anthropogenic use of space keeps on increasing. This growth results into increased density and urban sprawl. Fueled by global trading networks, which provide certain types of energy and material, Occident human societies are locked into a sphere distinct from the natural environment. While the majority of studies want to improve urban design in order to optimize their own organization, few researches are focused on the city's interactions with the surrounding environment. Indeed, at a time when sustainable development seems to be a win-win solution, others claim the impossibility of unlimited growth in a limited world. Thus, urban metabolism cause inequalities with resources. Better upstream management, ie supply, is encouraged. The purpose of this study is to analyze the characteristics of the natural interactions between the needs of a city and the available resources by taking as an example an ant colony. Three sub-objectives outline the methodology; to model the growth of the ant colony in equilibrium under internal (need) and external (source availability) perturbations (1), model this behavior (2) and to simulate the growth analogy of the biological model with a model of an anthropic organization (3). Laboratory experiments with Linepithema humile are carried out. A growth model of an anthropogenic agglomeration according to needs and the availability of energy and materials is simulated in order to obtain a balance with the environment. With the intention of supporting the analogy of the results found in L. humile, the effect of disturbances on the development of the city is analyzed. Finally, some parameters influencing the evolution of the city growth are compared in order to evaluate their importance.

For the first part, the data proves that ants know how to fill their own needs in a precise way and adopt a response’s flexibility against internal and external conditions. While the need of each ant may not be equal, foragers have the ability to make a collective decision regarding the amount of resources necessary. Also, when a source of good quality is offered after a lower quality, they are able to change the collective choice towards the best source. Concerning the last part, those concepts of flexibility, faced with the needs and the variability of sources found in ants, are applied in the city’s model. Simulation data showed that the city can respond to variations without deploying space utilization imbalances. Also, the results suggest that increasing the consideration of the relationship between available resources versus the cost deployed to build new construction is profitable and can adapt the growth more efficiently. This city’s model encourages deployment of new types of resources present and promotes the importance of the environment’s state in human decisions. Among the results provided by this study, the analogy application has served as an example of ecosystem approach and motivates to innovate.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise avec mémoire en génie de l'environnement". Comprend des références bibliographiques (pages 99-107).
Mots-clés libres: linepithema humile, gestion des ressources, efficience, transposition à un système anthropique
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Glaus, Mathias
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie de l'environnement
Date de dépôt: 28 mars 2019 16:03
Dernière modification: 28 mars 2019 16:03
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2247

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