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Atelier : La durabilité à l'ère numérique I - La résilience face aux changements mondiaux

CIRANO

mardi 21 mai 2019
De 8H à 18H30

                                       
             
       

 


Organisé par CIRANO, CRM, Future Earth, Ouranos, RCM2 et RMA, cet atelier a été le premier d'une série sur le thème "La durabilité à l'ère numérique", organisée sous la direction de Future Earth. Le but de l'atelier était de lancer une initiative mondiale autour de la durabilité à l'ère numérique.


Description :

La Terre est un système complexe de systèmes, d'écosystèmes, de socio-écosystèmes, où de multiples composantes et parties prenantes interagissent souvent par des boucles de rétroaction à différentes échelles, induisant ainsi de nombreuses non-linéarités et incertitudes. Alors que la population mondiale devrait atteindre 9,8 milliards d'habitants en 2050 et que nous avons déjà franchi quatre des neuf frontières planétaires sûres (Rockstrom et al 2009), y compris celles du climat et de la biodiversité en raison de l'activité humaine, nous augmentons notre risque de perturbation à grande échelle de la nature et entraînons le système terrestre et l'humanité dans de nouveaux états et trajectoires non viables. La réalisation des objectifs des Nations Unies en matière de développement durable nécessitera un changement et une adaptation des systèmes : des changements majeurs dans la manière dont nous produisons et consommons des biens, dont nous tenons compte du climat, de la biodiversité ou des services écosystémiques dans les politiques et évaluations publiques, dont nous équilibrons le présent et l'avenir et dont nous construisons la résistance sociale. En particulier, pour transformer un système, nous devons identifier ce que les scientifiques appellent les "points de levier ou de basculement". Ce sont des endroits au sein d'un système complexe où un petit changement dans une chose peut produire de grands changements dans tout. L'ère numérique ouvre de nouvelles opportunités pour identifier les points d'appui, la gestion et la gouvernance qui favorisent la durabilité de la planète Terre et de l'humanité.

L'atelier s'est concentré sur l'énumération de certains problèmes qui méritent d'être résolus et de certaines possibilités de transformation qui peuvent conduire à un changement des systèmes pour faire face au changement climatique, à l'érosion de la biodiversité et à la durabilité mondiale de manière plus générale.


Thèmes des groupes de travail :

  • (i) Opérationnaliser l'approche écosystémique à l'ère numérique : grandes données, apprentissage machine et IA pour la calibration de modèles complexes et systémiques induits par les défis environnementaux et la durabilité (changement climatique, érosion de la biodiversité, gestion de l'eau, etc.) et intégrer une dynamique multidimensionnelle, non linéaire, spatialement explicite, multi-déterminants (pressions anthropiques, politiques publiques, climat, etc.) et incertitudes.
  • (ii) Opérationnalisation de la durabilité et de la résilience à l'ère du numérique : quels apprentissages numériques et mécaniques, méthodes d'AI pour des approches normatives multicritères, équilibrer les objectifs écologiques, économiques et sociaux, promouvoir l'équité intergénérationnelle (concilier transitoires et asymptotiques) ainsi que la solidité et l'adaptation pour faire face aux incertitudes, chocs et risques.
  • (iii) Quelle gouvernance pour la durabilité à l'ère numérique ? Big Data, l'apprentissage machine et l'intelligence artificielle au service des interactions stratégiques, des méthodes participatives et de la coopération via la théorie des jeux et la théorie multi-agent.


Programme :

8:00-8:50: Accueil et café

8:50-9:00: Mots de bienvenue

9:00-9:40: Première présentation

  • Amy Luers, Directrice exécutive de Future Earth
    "Resilience in the Digital Age"

    Resilience has emerged as a central organizing principle for management and policy under the increasing pressures and uncertainty of rapid global change. The new tools of Big Data and artificial intelligence offer us the opportunity to build operational approaches to characterizing resilience, establishing guidelines for building resilient societies and evaluating if societies are resilient to stresses and shocks. This is an invitation to the global scientific community to join forces with decision makers.

9:45-10:25: Deuxième présentation

  • Carla P. Gomes, Professeure d'informatique et directrice de l'Institute for Computational Sustainability de l'Université Cornell
    “Computational Sustainability”
    Computational sustainability is a new interdisciplinary research field with the overarching goal of developing computational models, methods, and tools to help manage environmental, economic, and societal needs for a sustainable future.  Artificial Intelligence (AI) is a rapidly advancing field with novel machine learning methods combined with reasoning and search techniques leading to new milestones: from computer vision, machine translation, and Go and Chess world-champion level play using pure self-training strategies, to self-driving cars. These ever-expanding AI capabilities open up new exciting avenues for advances in new domains. I will provide an overview of our research in AI and Computational Sustainability, with examples ranging from wildlife conservation and biodiversity, to poverty mitigation and materials discovery for renewable energy materials. I will highlight cross-cutting computational themes, opportunities, and challenges in Artificial Intelligence to address sustainability problems.

10:30-11:00: Pause café

11:00-11:40: Troisième présentation

  • Alexis Hannart, Chercheur principal en sciences du climat à Ouranos
    "Quantifying the impacts and risks of a changing climate: several cases where machine learning represents a big potential"
    A distinctive characteristic of climate change, as a challenge faced by humanity, consists in the ubiquity, diversity and potential severity of its impacts. For instance, we already observe – and often also attribute – increases in the frequency of many environmental risks (e.g. heatwaves, storms, droughts, wildfires, flooding …) as well as significant socioeconomic impacts across many sectors (e.g. health, energy, tourism, agriculture …). Research on quantifying and adapting to the latter impacts and risks is thus booming.
    On the other hand, the capacity to collect and analyze massive amounts of data – whether geophysical or societal – and to relate one to the other, has the potential to transform research on these topics. Many applied researchers in the machine learning community do identify this potential and are willing to contribute, but sometimes lack specific, well-posed problems that are amenable to their tools and skills.
    Based on Ouranos experience, my own research and a review of some recent contributions, I will intend to illustrate a few practical problems related to the quantification of climate impacts and risks as well as to adaptation, which are arguably amenable to machine learning.

11:45-12:25: Quatrième présentation

  • Luc Doyen, Président de la Resource Modelling Association (RMA) et Directeur de Recherche CNRS à l'Université de Bordeaux (France)
    "Mathematics and Numerics for Scenarios of Biodiversity and Ecosystem Services"
    Balancing biodiversity conservation with food security and the preservation of a broader set of ecosystem services is among the greatest challenges of the century. The creation of the International Panel for Biodiversity and Ecosystem Services (IPBES), at the interface between decision support and scientific knowledge, is clearly in line with this ecological-economic perspective. IPBES particularly puts forward the development of model-based scenarios that make sense economically, ecologically and promoting sustainability. The presentation will provide generic modeling methods and tools to address such challenges.  In particular, we argue that the framework of controlled dynamic systems under uncertainty together with ecoviability metrics are especially well-suited. These general ideas are exemplified with scenarios relating to two applied fields: (i) fisheries and marine biodiversity, (ii) land-use and avifauna.

12:30-13:30: Dîner

13:30-15:30: Groupes de travail
Trois groupes de travail en parallèle dans trois petites salles sur trois thèmes : les groupes de travail doivent travailler à produire une liste de questions de recherche avec descriptions.

15:30-16:00: Pause café

16:00-17:00: Récapitulatif

17:00-18:30: Réception

 

Organisateurs : Christiane Rousseau (CRM) et Bernard Sinclair-Desgagné (CIRANO)


Cet atelier était couplé à la World Conference on Natural Resource Modelling (WCNRM2019), qui s'est tenu à Montréal du 22 au 24 mai 2019.

Luc Doyen

Luc Doyen est président de la Resource Modeling Association (RMA) et directeur de chercheur au CNRS de l'Université de Bordeaux (France). Son domaine de recherche comprend les sujets suivants : i) modélisation bioéconomique, économie écologique ; ii) critères de durabilité, viabilité, précaution ; iii) gestion des pêches et de la biodiversité marine ; iv) utilisation des terres agricoles et biodiversité des oiseaux ; v) contrôle des systèmes dynamiques sous contraintes.
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Carla P. Gomes

Carla P. Gomes est professeur d'informatique et directrice de l'Institute for Computational Sustainability de l'Université Cornell. Son domaine de recherche est l'intelligence artificielle avec un accent sur le raisonnement à grande échelle basé sur les contraintes, l'optimisation et l'apprentissage machine. Récemment, elle s'est profondément plongée dans l'établissement d'un nouveau domaine de la durabilité informatique.
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Alexis Hannart

Alexis Hannart est diplômé de l’École Polytechnique et de l’ENSAE (France) en économétrie et science des données. Il détient également un doctorat en science du climat de l’Université Pierre et Marie Curie (France). Il a travaillé plusieurs années dans le secteur privé comme data scientist pour la gestion du risque aux États-Unis, dans le secteur académique comme chercheur en science du climat et en tant que directeur adjoint d’un laboratoire du CNRS-INSU en Argentine. Le Dr Hannart a rejoint Ouranos en 2017 en tant que chercheur principal. Sa double expertise en science du climat et en science des données y est mise à profit dans le cadre de plusieurs projets de recherche locaux et internationaux, menés en lien étroit avec le monde universitaire.
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Amy Luers

Amy Luers est arrivée à Future Earth après avoir travaillé au Skoll Global Threats Fund (SGTF) où elle était directrice du climat. Auparavant, elle était directrice adjointe pour la résistance aux changements climatiques et l'information au Bureau de la politique scientifique et technologique (OSTP) de la Maison-Blanche. M. Luers a passé un certain nombre d'années chez Google à titre de gestionnaire principal du programme Environnement. Avant de rejoindre Google, elle a dirigé le programme sur le climat au bureau de l'Union of Concerned Sciences en Californie. Luers a commencé sa carrière en Amérique latine en tant que co-fondatrice et première directrice exécutive d'Agua Para La Vida (Eau pour la vie), travaillant avec les communautés rurales pour améliorer l'accès à l'eau potable. Elle a publié dans les médias universitaires et populaires sur des questions liées à la vulnérabilité aux changements environnementaux mondiaux, aux données, à la durabilité, aux politiques climatiques et à la communication scientifique. Scientifique respecté et innovateur en matière de données, M. Luers a été reconnu en tant que boursier PopTech, boursier Switzer Environmental Fellow, Heinz Environmental Scholar, et a conseillé le gouvernement de l'État de Californie, la Maison Blanche et les Nations Unies. Elle est membre du Council on Foreign Relations et a siégé aux comités des Académies nationales des sciences. Luers est titulaire d'un doctorat en sciences de l'environnement et d'une maîtrise en études des politiques internationales de l'Université Stanford, d'un baccalauréat et d'une maîtrise en génie des systèmes environnementaux de l'Université Humboldt State et d'une licence en philosophie du Middlebury College.
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Programme

8 h 00 - 8 h 50
Accueil et café
8 h 50 - 9 h 00
Mots de bienvenue
9 h 00 - 9 h 40
"Resilience in the Digital Age"
Amy Luers
9 h 45 - 10 h 25
“Computational Sustainability”
Carla P. Gomes
10 h 30 - 11 h 00
Pause café
11 h 00 - 11 h 40
"Quantifying the impacts and risks of a changing climate: several cases where machine learning represents a big potential"
Alexis Hannart
11 h 45 - 12 h 25
"Mathematics and Numerics for Scenarios of Biodiversity and Ecosystem Services"
Luc Doyen
12 h 30 - 13 h 30
Dîner
13 h 30 - 15 h 30
Groupes de travail
15 h 30 - 16 h 00
Pause café
16 h 00 - 17 h 00
Récapitulatif
17 h 00 - 18 h 30
Réception

Localisation


1130 Rue Sherbrooke Ouest, Montréal, QC H3A 2M8, Canada

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