Les divergences spatiales

Gouvernements

Le Canada est une fédération formée de dix provinces et trois territoires. Chaque province et territoire met en place son propre ensemble de lois et politiques liées aux forêts qui visent toutes un même but : une gestion durable des forêts. Les provinces et les territoires utilisent une variété d’arrangements liés à la tenure, pour octroyer des droits et des responsabilités aux entreprises exploitant les forêts publiques. Ces ententes n’accordent pas nécessairement le droit de récolter de la matière ligneuse. La tenure forestière est une entente définie concernant des particuliers ou des groupes, reconnue par la loi ou la coutume et comprenant un ensemble de droits et de responsabilités entourant la propriété et/ou l’utilisation d’une section de territoire ou des ressources qui s’y trouvent, ainsi que l’accès à ce territoire ou à ces ressources. Les permis d’aménagement forestier octroyés au Canada le sont selon des modes de tenure basés sur la superficie ou sur le volume. Le type de tenure octroyé à une entreprise dépend de la province. Tous les gouvernements reçoivent des redevances pour les bois récoltés sur les terres publiques.

Ces redevances, soit les recettes tirées des droits de coupe, sont perçues par les gouvernements provinciaux et territoriaux. Depuis le 1er avril 2013, le bois disponible à la récolte sur les terres publiques est alloué de deux façons. Environ 25 % sont vendus selon un mécanisme d’enchères placées sous la responsabilité du Bureau de Mise en Marché des Bois (BMMB), accessible à toute personne ou entreprise. Environ 75 % sont alloués aux détenteurs d’une Garantie d’Approvisionnement (GA) dans les 13 régions d’attribution (www.budget.finances.gouv.qc.ca). La GA confère à son bénéficiaire, un droit d’acheter annuellement un volume prédéterminé de bois en vue d’approvisionner son usine de transformation pour une période déterminée. Les volumes garantis correspondent aux besoins des usines, desquels il faut déduire la possibilité de s’approvisionner à partir d’autres sources, telles que les bois des forêts privées. Actuellement, la GA est offerte aux entreprises pour une période de cinq ans et pourra être renouvelée tous les cinq ans, à moins que le bénéficiaire n’ait pas respecté les obligations qui lui incombent. Parmi le volume de bois qui leur est garanti, les bénéficiaires d’une GA doivent déterminer le volume qu’ils s’engagent à acheter.

La GA indique les volumes annuels de bois, par essence ou groupe d’essences, qui peuvent être achetés annuellement par le bénéficiaire, en provenance de chacune des régions visées par la garantie. Le Service Canadien des Forêts (SCF) sert d’expert du gouvernement fédéral auprès des collectivités forestières. Le SCF s’efforce d’évaluer les incidences économiques, sociales et environnementales des changements survenant dans le secteur forestier.

Différents types de divergences lors de la planification

Lors de la planification d’un niveau inférieur, telle que la planification tactique ou opérationnelle, des divergences apparaissent avec les objectifs obtenus lors de la planification du niveau supérieur. Andersson (2005) a détecté trois types de divergence entre la planification stratégique et tactique :

1) divergences spatiales,

2) divergences temporelles

3) divergences liées aux niveaux des contraintes.

Les divergences spatiales sont dues à la prise en compte d’une zone géographique différente selon les niveaux de planification. Il est possible que le niveau supérieur ne prenne tout simplement pas en compte la spatialisation lors de sa résolution. C’est souvent le cas lors de la planification stratégique. Il est également possible d’avoir un niveau de détail différent : par exemple, dans le secteur forestier, la planification des niveaux stratégique et tactique se fait au niveau des unités d’aménagement qui contiennent plusieurs secteurs d’intervention qui sont pris en compte lors de la planification opérationnelle. Cette différence peut se retrouver dans les articles de Boukherroub et al. (2017b) et de Ouhimmou et al. (2015), travaillant respectivement au niveau des unités d’aménagement et des secteurs d’intervention. Les divergences temporelles sont liées à la structure même d’une planification hiérarchique ; en effet les objectifs ne se font pas sur les mêmes horizons ni sur les mêmes périodes. Ainsi, la planification opérationnelle se fait sur une portion de l’horizon de planification tactique, qui elle-même est réalisée sur une portion de l’horizon de planification stratégique.

Dans le secteur forestier, les planifications stratégique, tactique et opérationnelle sont déterminées respectivement sur un horizon de 150 ans, de cinq ans et d’un à trois ans. Le niveau d’agrégation des données n’est donc pas le même selon l’horizon, et peut entraîner des biais entre les résultats des différents niveaux de planification. Pour les divergences liées au niveau des contraintes, ce sont les types de contraintes nécessaires aux différents niveaux de planification qui sont différents. Par exemple, le niveau tactique peut posséder une contrainte sur la construction de nouvelles routes ou de l’entretien de celles existantes. Ces contraintes ne sont pas présentes lors de la planification stratégique. Ainsi, dans l’article de Jena, Cordeau, & Gendron (2015), la planification de coupe a déjà été réalisée et les auteurs étudient le problème de localisation des camps d’exploitation forestière. La planification de coupe a été réalisée sans les contraintes liées à la main-d’oeuvre (nombre de logements, construction, relocalisation ou fermeture des camps, coûts de logement de la main d’oeuvre, etc.).

Il est également possible d’obtenir des divergences provoquées par un mélange des trois causes exposées plus haut. Ainsi, dans le secteur forestier, l’état du système forestier diverge de l’état projeté du celui-ci. Pour Paradis, LeBel, D’Amours, & Bouchard (2013), ces divergences observées sont dues à mélange de causes telles qu’un problème de modélisation des liaisons entre les différents niveaux de planification (cycle de replanification entraîne des biais, objectifs alternatifs à trouver, etc.), ou telles que la construction même de la structure de la possibilité forestière. En effet, la possibilité forestière est déterminée sur un long horizon ; or, les données disponibles ne vont pas jusqu’au bout de cet horizon et il faut alors estimer les données nécessaires. Les auteurs ont créé un modèle itératif en deux étapes simulant l’interaction entre des processus de planification à long terme et à court terme. La modélisation est basée sur la théorie des jeux. Les modèles de planification à long terme et à court terme cherchent à maximiser les revenus des traitements sylvicoles appliqués à des zones de forêts, avec une désagrégation des données pour les modèles à court terme. Les auteurs ont réalisé une étude de cas, avec deux types de modèles à court terme : un avec intégration des deux modèles et un sans intégration. Les résultats de l’étude de cas montrent que la méthodologie avec intégration des deux modèles permet de réduire les divergences observables. Andersson (2005) identifie trois types d’approches développées pour diminuer ces différences :

1) les approches monolithiques,

2) les approches hiérarchiques (ou top-down) et

3) les approches bottom-up. Les approches hiérarchiques sont les plus étudiées ; en effet, les approches monolithiques nécessitent davantage de données et demandent plus de temps de calcul pour obtenir une solution. Les modèles créés avec ces approches sont plus gros, mais des divergences avec le système étudié persistent. Les approches bottom-up ne peuvent être utilisées que si le système étudié permet l’obtention des données pour la résolution du modèle du niveau inférieur au même instant que les données pour le niveau supérieur.

Fonction d’anticipation de Schneeweiss

Schneeweiss (2012) utilise une fonction d’anticipation qui permet de devancer les décisions et les solutions du niveau inférieur lors de la prise de décisions du niveau supérieur. L’objectif de cette méthode est d’aider les gestionnaires à la prise de décisions. En réalisant l’optimisation pour différents scénarios, les gestionnaires sont à même de voir l’impact de leurs décisions et surtout de voir si leurs décisions ne vont pas entraîner de situation non réalisable pour le niveau inférieur. Dans le cas d’une planification hiérarchique, Schneeweiss a identifié plusieurs modèles de planification avec différents niveaux de planification : hiérarchie pure, anticipation non réactive, anticipation réactive, et modèle idéal (Schneeweiss, 2003). Lors de la planification hiérarchique pure, aucune transmission d’informations n’est réalisée. Il n’y a donc aucune anticipation. Dans le cas d’une planification avec une anticipation non réactive, seules des composantes du niveau inférieur sont prises en compte lors de la définition de la fonction objectif du niveau supérieur, contrairement à une planification avec une anticipation réactive où le niveau supérieur anticipe les réactions du niveau inférieur aux décisions possibles du niveau supérieur.

Le cas du modèle idéal est le cas où la structure mathématique représente parfaitement le niveau inférieur lors de l’anticipation de celui-ci lors du niveau supérieur. Il n’y a aucune approximation lors du calcul de la fonction d’anticipation. Schneeweiss propose des exemples d’application dans l’industrie de production dans son livre (Schneeweiss, 2012) et dans ses articles (Schneeweiss & Zimmer, 2004; Schneeweiss, 1995). Dans le second article (Schneeweiss, 1995), Schneeweiss propose un exemple de planification intégrée des niveaux tactique et opérationnel. Le principe de cette méthode est de considérer le modèle mathématique simplifié, par exemple avec des quantités agrégées, du niveau inférieur lors de la planification du niveau supérieur (Figure 2.2). Dans cette figure, M décrit le modèle de planification, A représente le champ de décisions et C est la structure de préférence, soit le système de critères et contraintes. ?? symbolise les décisions du niveau supérieur. L’anticipation est représentée par le symbole « ^ », lors du niveau inférieur anticipé.

Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE 1 MISE EN CONTEXTE ET PROBLÉMATIQUE
1.1 Mise en contexte
1.2 Statistiques forestières dans la province du Québec
1.3 Parties prenantes
1.3.1 Gouvernements
1.3.2 Entreprises forestières
1.3.3 Autres parties prenantes
1.4 Processus de planification
1.5 Problématique
CHAPITRE 2 REVUE DE LITTÉRATURE
2.1 Processus de planification
2.1.1 Définition des niveaux de planification
2.1.1.1 Planification stratégique
2.1.1.2 Planification tactique
2.1.1.3 Planification opérationnelle
2.1.2 Interdépendance des niveaux de planification
2.1.3 Constat
2.2 Méthodes d’intégration de plusieurs niveaux de planification
2.2.1 Différents types de divergences lors de la planification
2.2.2 Approches hiérarchiques
2.2.3 Fonction d’anticipation de Schneeweiss
2.3 Planification dans le secteur forestier
2.3.1 Processus de planification
2.3.2 Intégration de plusieurs niveaux de planification
2.4 Problèmes de localisation et d’allocation
2.4.1 Problèmes de localisation
2.4.2 Problèmes d’allocation
2.4.3 Modèles utilisés dans cette recherche
2.4.3.1 Modèle d’allocation des ressources
2.4.3.2 Modèle de localisation des chantiers de coupe
2.5 Conclusion
CHAPITRE 3 MÉTHODOLOGIE DE RECHERCHE
3.1 Introduction
3.2 Hypothèses de travail
3.3 Modèle de planification intégrée
3.3.1 Ensembles et indices
3.3.2 Modèle d’allocation des ressources aux usines
3.3.2.1 Paramètres
3.3.2.2 Variables de décisions
3.3.2.3 Fonction-objectif
3.3.2.4 Contraintes
3.3.3 Modèle de localisation des chantiers de coupe
3.3.3.1 Paramètres
3.3.3.2 Variables de décisions
3.3.3.3 Fonction-objectif
3.3.3.4 Contraintes
3.3.3.5 Contraintes de couplage
CHAPITRE 4 EXPÉRIMENTATIONS ET RÉSULTATS
4.1 Données relatives à la planification des ressources forestières
4.2 Méthode de génération des scénarios
4.3 Résultats de l’étude de cas
4.4 Analyse des résultats
4.5 Recommandations
CONCLUSION
ANNEXE I VALEURS DES PARAMÈTRES DE L’ÉTUDE DE CAS
LISTE DE RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES

Télécharger le rapport complet