Problématique générale

Les zones littorales des régions tropicales sont particulièrement exposées aux effets du changement climatique. D’une part, les aléas sont renforcés : cyclones plus fréquents ou plus intenses, fragilisation du littoral par l’érosion, etc. D’autre part, les enjeux sont concentrés en zone côtière. Des mutations de l’organisation spatiale sont dès lors inévitables. Planifiées ou subies, certaines sont déjà en cours, tandis que la préparation de l’avenir nécessite de penser la recomposition spatiale. Si ces transformations constituent un risque de renforcer des situations inégalitaires, elles sont aussi une opportunité de penser l’adaptation comme outil de justice climatique. Pour cela, il faut comprendre les effets systémiques futurs, à moyen et à long-terme, des décisions d’aujourd’hui.

La modélisation prospective cherche justement à proposer des éclairages sur les effets de politiques publiques. En particulier, les modèles intégrés jouent un rôle de premier plan dans la gouvernance climatique. Ceux-ci se sont essentiellement concentrés sur l’atténuation du changement climatique, notamment la limitation des émissions de gaz à effet de serre. Ces modèles sont très globaux, et ne permettent pas de prendre en compte les spécificités locales nécessaires à l’adaptation.

Au delà de l’atténuation des causes du changement climatique, ses effets renforcent les risques en Martinique, et nécessitent de s’y préparer. Adapter les territoires par des mesures d’aménagement est un levier d’action. Cependant, les risques sont étroitement liés les uns aux autres, ainsi qu’à des caractéristiques socio-historiques anciennes. Il est donc nécessaire d’avoir des outils (modèles, plan de prévention, planification territoriale) permettant de prendre des décisions éclairées sur les mesures d’adaptation, en tenant compte de leurs effets systémiques. pour éviter la mal-adaptation et favoriser une transition juste.

Nous nous intéressons ici plus précisément à l’aménagement du territoire, à la fois en tant qu’outil et qu’état de fait. Œuvre de la politique publique, par le biais de ses différents documents d’aménagement ou de stratégie (PLU, SCoT, PPRN, etc.) c’est la matérialisation physique d’un projet de société. Etat de fait, c’est aussi le constat de dynamiques anciennes, de rapports de force présents ou historiques. C’est ainsi une entrée permettant d’appréhender le risque à travers ces outils habituels (zonages réglementaires, etc.). On y voit autant les effets attendus de politiques publiques, comme le fait de rendre des zones inconstructibles, mais aussi ceux induits, tels que l’habitat informel. Entrer dans la question de l’adaptation par l’espace permet donc à la fois de s’intégrer dans l’écosystème du risque et de l’aménagement, mais aussi de percevoir les éléments qui échappent à ces politiques publiques. Cette interface entre la dimension physique et sociale des phénomènes climatique est la colonne vertébrale de ce travail de thèse, qui se concentre sur les risques cycloniques en Martinique.

Description des principaux termes utilisés¶

Avant d’aller plus loin, commençons par définir les termes de notre sujet.

Modélisation prospective¶

Le premier axe de ce travail est celui de la modélisation. La modélisation est l’action de construction d’un modèle, dont on reprend ici la définition de Varenne, 2009 :

Le modèle est défini la représentation quantitative et sélective d’un objet, d’un phénomène ou d’un système susceptible d’être confrontés à des observations empiriques.

Ressortent de cette définition la notion de sélectivité (un modèle ne représente qu’une partie du système), et le caractère quantitatif du modèle. Pourtant, un modèle n’est pas nécessairement quantitatif. En effet, une caractéristique fondamentale d’un modèle est de permettre de comprendre des phénomènes Meadows et al., 1974Ford, 2010Purvis et al., 2022Minsky, 1965. Cette approche inscrit la modélisation numérique dans la prospective, discipline dont la finalité est d’éclairer le futur par les actions présentes, sans déterminisme et en reconnaissant son caractère multiple et incertain Godet, 1986Berger et al., 2007. On peut élargir cette définition de la modélisation en intégrant des dimensions qualitatives. Dans cette perspective, le modèle peut aussi être avant tout un objet de représentation partagées, et donc de médiation Étienne, 2010Commenges et al., 2016. Sortir d’une perspective essentiellement quantitative constitue ainsi un enjeu majeur pour la modélisation prospective, qui se heurte à des contraintes méthodologiques et techniques.

Adaptation¶

Le second axe de ce travail de thèse est celui de l’adaptation. Dans une première définition donnée par Porter et al., 2020, l’adaptation est un processus qui permet de limiter les impacts du changement climatique.

Adaptation is broadly understood as a process to limit and manage the impacts of climate change which includes assessing risks, reducing vulnerabilities and preparing for and responding to extreme weather events.

En apparence, il s’agit d’un processus simple : l’adaptation c’est une série de mesure qu’il faut prendre pour limiter l’impact. De cette définition, on pourrait conclure qu’il faut identifier les mesures existantes, mesurer leurs efficacité et les mettre en œuvre. Pourtant, derrière son apparente clarté, l’adaptation est concept flou, dont la polysémie complique l’utilisation et la mise en œuvre. C’est historiquement un concept complémentaire de la atténuation. La limite entre adaptation et atténuation est aussi contestée Simonet, 2017. il y a une confusion générale sur la définition précise du terme, proche de celui de résilience, qui peut limiter son opérationnalité Djament-Tran et al., 2011Simonet, 2017 Le terme d’adaptation a un double sens : c’est à la fois un processus et une finalité Simonet, 2017.

Cette polysémie pose des questions méthodologiques, scientifiques et épistémologiques :

• méthodologiques d’abord : comment représenter quelque chose dont les limites sont floues, qui n’a pas la même valeur pour tout le monde ? ce constat rend inefficace une approche quantitative, avec des métriques bien construites. Il semblerait que des méthodes qualitatives et des données spatiales puissent aider à répondre à cette question.

• scientifiques ensuite : l’écart entre des futurs désirables n’est-il pas un objet d’attention en soi ? En quoi les valeurs et intérêts de chaque groupe sont reflétés dans les choix d’aménagement ?

• épistémologique enfin : quelle approche suivre pour tenir compte des valeurs dans la fabrication de la science ? est-ce que la science post-normale permet de répondre à ces défis ?

Aménagement du territoire¶

Nous allons enfin mobiliser la notion d’aménagement du territoire.

Tabarly & Bouron, 2026 donnent une définition fondée sur les politiques publiques, désigne un acteur et mets l’emphase sur l’évolution du territoire :

L’aménagement du territoire désigne l’ensemble des politiques mises en œuvre pour encadrer ou infléchir les évolutions d’un territoire généralement à l’échelle de l’État en fonction de choix politique et du contexte.

Il faut cependant nuancer cette définition, car le processus est plus complexe. En effet, les politiques sont mise en œuvre par une multitude d’acteurs étatiques, y compris au niveau local. Les administrations sont variées, et il y a un millefeuille administratif dans un territoire dense Constant-Pujar, 2011. Par ailleurs, les politiques mise en œuvre sont loin d’être les seules causes d’évolution du territoire. Ainsi, l’habitat spontané fabrique aussi de l’espace Boury, 2014Gidel, 2014, notamment dans la zone des 50 pas géométriques Chadenas et al., 2016Pastel & Saffache, 2023. D’autre part, cette évolution est contrainte par des trajectoires historiques. Ce n’est pas seulement un processus, mais aussi un état de fait, qui révèle des dynamiques politiques et des rapports de force historiques Ferdinand, 2019, dont l’évolution créé de nouvelles formes d’aménagement de l’espace Look et al., 2019.

Derrière une notion en apparence simple se posent donc de nombreuses questions. Cette notion permet de mobiliser une approche par les acteurs, en tenant compte de la pluralité des perspectives.

Littérature¶

L’interdisciplinarité est au cœur de la démarche de cette thèse. Elle s’inscrit ainsi à la croisée de différents champs, notamment la géographie du littoral et des risques; la modélisation prospective; les géosciences.

De la littérature grise sur l’adaptation, nous retenons deux grandes idées :

• L’approche coût bénéfice est pertinente pour l’évaluation de mesures d’adaptation ONERC, 2012ONERC, 2015Cour des comptes, 2025.

• Il faut une meilleure prise en compte des effets systémiques des mesures d’adaptation ONERC, 2012ONERC, 2015 et à long-terme PNACC3, 2026

De la littérature en géographie du littoral et du risque, nous retenons deux grandes idées :

• L’adaptation est un moteur de recomposition spatiale Pastel, 2023.

• Des stratégies diverses face aux cyclones existent, notamment en post-catastrophe Defossez et al., 2021

De littérature sur la prospective et la modélisation, nous retenons trois grandes idées :

• Les modèles permettant de faire de l’évaluation coût-bénéfices sont performants, mais très globaux et trop monétarisés Nordhaus, 2017Ackerman et al., 2009. Des articles prennent en compte les dommages des cyclones tropicaux avec ce paradigme Mendelsohn et al., 2012Krichene et al., 2023Tang et al., 2023, mais s’intéressent essentiellement aux biens assurés Zeng et al., 2020vscelles@ccr.fr, 2024. Par ailleurs, ils sont difficilement pris en compte dans les politiques publiques Simonet, 2017.

• Le concept de socio-écosystème permet d’avoir une approche globale des systèmes, en dépassant la limite nature / société Berkes & Folke, 1994Ostrom, 2009Botta & Bousquet, 2017

• Les méthodes mixtes, et notamment spatiales et qualitatives, sont un apport pour l’évaluation des politiques publiques Biggs et al., 2021Poth, n.d.Hérivaux et al., 2021. L’une d’entre elle est la modélisation d’accompagnement Étienne, n.d.Étienne, 2010, @lagabrielle_modelling_2010Botta & Bousquet, 2017Zellner, 2024

De la littérature des géosciences, notamment de la physique du climat et des études littorales, nous retenons que :

• La fréquence des cyclones tropicaux ne devrait pas changer, mais leur intensité semble augmenter Emanuel, 2005Bloemendaal & Koks, 2022, ce qui augmente le risque cyclonique Clarke et al., 2025Arkema et al., 2023.

• L’érosion / recul du trait de côte fragilise les littoraux. Il y a notamment de fortes évolution du littoral sous l’influence des activités anthropiques Saffache et al., 1999Nicolas-Bragance & Saffache, 2016

• La qualité des écosystème côtiers est un facteur majeur de la résilience des zones littorales Laigre, 2024Rey et al., 2019Mercer et al., 2012, tandis que les cyclones impactent ces écosystèmes Rey et al., 2020Zhang et al., 2019

Hypothèses¶

• L’aménagement du territoire permet de représenter dans l’espace des choix politiques, et donc de représenter des dynamiques normatives

• L’aménagement du territoire est un outil à la bonne échelle pour travailler sur l’adaptation au changement climatique

• Il faut prendre en compte les socio-écosystèmes cotiers dans leur ensemble pour rendre compte des dynamiques d’adaptation

Problématique¶

Notre question de recherche est la suivante : quels seront les effets systémiques de choix d’aménagement du territoire pour l’adaptation au risque cyclonique ? Cette question nous permet d’appréhender deux types de réflexions, qui se répondent et s’alimentent mutuellement.

Réflexions autour de l’aménagement¶

D’une part, une problématique très opérationnelle. Un modèle n’existe que par et pour les questions auxquelles il tente de répondre. Les nôtres portent sur l’évaluation de politiques publiques d’adaptation, par le prisme de l’aménagement du territoire et de l’usage des sols.

Cette réflexion se décline en sous-questions :

• d’abord, quelles sont les options disponibles ?

• ensuite, quels effets systémiques ont chacune de ces options ?

• enfin, comment ces effets s’articulent-ils entre eux ? Au cours du temps ? Entre les groupes sociaux ?

• quelles sont les dynamiques du système, et notamment les effets d’interaction entre plusieurs processus ?

• comment évolue la distribution des impacts ? quel rôle distributif ou redistributif peuvent avoir des aménagement ?

Réflexions autour de la prospective¶

D’autre part, une problématique épistémologique. Le changement du type de question auquel le modèle cherche à répondre pose en soi des questions sur les techniques de modélisation: quelles caractéristiques sont requises par un modèle de prospective pour permettre de guider l’adaptation au changement climatique ?

Ici encore, elles se déclinent en différentes sous-questions, à la fois épistémologiques et méthodologiques :

• Comment prendre en compte des points de vue pluriels, parfois contradictoires ?

• Comment associer des données variées ? En particulier, comment croiser des données quantitatives (physique du climat, ...) à des données qualitatives (entretiens, participation) et spatiales (usage des sols ) ?

Méthode¶

Une démarche ancrée dans une approche par le terrain¶

La modélisation est par essence l’abstraction d’un système pour le rendre manipulable. Cependant, pour mieux cerner ce système, il nous est apparu essentiel de partir d’une démarche empirique et située pour avancer progressivement vers des niveaux d’abstraction plus important. Cela a plusieurs implications concrètes :

• D’abord, le choix d’un terrain précis. à l’opposé de modèles globaux, ou de modèles génériques qui traitent d’un espace abstrait et réplicable, nous nous intéressons à un territoire spécifique. Cette approche permet de confronter la théorie à des conditions historiques, politiques et sociales précises. La généralisation n’est pas exclue, mais elle n’est ni une priorité, ni une volonté du travail de recherche.

• Ensuite, une approche par le terrain. Une première phase de terrain exploratoire a été réalisée entre février et avril 2026, principalement en Martinique. Elle a permis de mieux cerner la problématique ainsi que le socio-écosystème de référence.

• Enfin, nous utilisons des méthodes de modélisation d’accompagnement. Ces méthodes questionnent la place des modélisateurs, qui devient essentiellement un rôle de médiateur entre acteurs.

Des données variées¶

Le parti pris méthodologique est que la variété des données comme des méthodes est à la fois une ressource et un défi. Nous pensons que le croisement de données de formes différentes permet d’appréhender des aspects que l’utilisation d’une méthode unique ne permet pas. Cette posture répond aux deux grandes réflexions évoquées plus haut. D’une part, nous pensons que ce croisement permet de mieux comprendre les socio-écosystèmes côtiers dans leur complexité, et donc de fournir des éléments de réponse aux questions d’aménagement. D’autre part, et précisément parce que nous pensons que ce croisement est fécond, nous pensons que les défis méthodologiques posés par le croisement de matériaux de formes variées est un axe important pour l’évolution de la prospective.

Nous utiliserons donc trois formes de matériaux principaux. D’une part, des données quantitatives. Celles-ci sont essentiellement des données spatialisées, notamment des données sur l’évolution des cyclones ( Bloemendaal et al., 2020Bloemendaal et al., 2023 , TRACC); des données de géographie physique (relief Institut Géographique National, 2025, couverture des sols Zanaga et al., 2022); des données socio-économiques (DVF Explorateur de Données de Valeurs Foncières - DVF, 2026, filosofi INSEE, 2021) D’autre part, des matériaux purement qualitatifs, issus de la démarche de terrain Armand Colin, 2016. Ce sont essentiellement des entretiens semi-directifs Morange & Schmoll, 2016, des notes de terrain Morange & Schmoll, 2016 et des photographie. Peuvent également s’ajouter des ateliers de co-production de modèles, avec des acteurs locaux, dans le cadre de la démarche ComMod Étienne, 2010. A cela s’ajoutent des données hybrides, entre le quantitatif et le qualitatif. En particulier, nous considérons que les documents d’urbanisme, sous leur forme écrite mais aussi sous la forme de zonages réglementaires, constituent une passerelle intéressante. En effet, elles sont l’aboutissement d’une élaboration politique, tout en étant dans une forme permettant leur exploitation numérique / quantitative (formats de données manipulables par ordinateur).

Des méthodes issues de la prospective¶

La prospective consiste donc à extraire et à abstraire un phénomène. La méthodologie principale consiste donc à modéliser les socio-écosystèmes côtiers, pour représenter leur dynamiques systémiques et évaluer l’effet de changements dans le systèmes (les aménagements du territoire).

Notre démache est celle d’une abstraction progressive. D’abord, nous réalisons des monographies d’espaces de référence. Nous mobilisons à ce stade essentiellement des méthodes issues de la géographie et du terrain. Les données utilisées sont essentiellement la littérature existante, scientifique ou grise, les matériaux issus du terrain exploratoire ainsi que des données cartographiques. Ce premier niveau d’abstraction permet d’identifier des caractéristiques principales des territoires représentés, tout en conservant leur contexte local Biggs et al., 2021Poth, n.d.. A partir de ces territoires stylisés, nous réalisons véritablement le travail de modélisation. Celui-ci consiste à identifier les éléments du systèmes et leurs interactions. Le cadre méthodologique principal est celui de la modélisation d’accompagnement. Les données sont alors essentiellement qualitatives (entretiens) Lagabrielle et al., 2010Botta et al., 2009Étienne, n.d.Voinov et al., 2018Gray et al., 2018Perrotton et al., 2021. Enfin, ce modèle théorique est implémenté dans des outils de simulation numérique. Les méthodes utilisés sont la dynamique des systèmes et l’utilisation de méthodes / package dans l’écosystème python. Les donnée sont le modèle abstrait réalisé précédemment, que l’on calibre avec des données physiques et des résultats issus d’entretiens.

Plan¶

Cadre historique et conceptuel¶

La première partie s’attache à décrire plus précisément les objets de notre étude.

Tout d’abord, nous reviendrons sur une brève histoire de la modélisation prospective. Nous y montrerons que les modèles actuels, principalement tournés vers la mitigation, souffrent de contrainte structurelles qui ne leur permet pas de bien représenter des politiques d’adaptation. Nous détaillerons ces limitations et tenterons d’identifier des caractéristiques nécessaire à des modèles pour l’adaptation.

Nous décrirons ensuite l’aléa cyclonique dans le bassin nord-atlantique. Nous détaillerons ainsi les mécanismes qui produisent des cyclones, leur évolution et les canaux par lesquels ils peuvent provoquer des dommages. Nous nous intéresserons également aux autres risques côtiers, tels que l’érosion et le recul du trait de côte.

Nous définirons ensuite les concepts d’aménagement, de spatialité et d’action publique. Nous y développerons l’idée que l’aménagement permet d’incarner l’action publique dans l’espace, mais aussi dans le quotidien de ses habitants. Dès lors, étudier la spatialité de l’action publique permet de mettre en évidence sa portée, y compris dans ses marges où elle ne parvient pas aux effets anticipés.

Nous nous intéresserons ensuite plus précisément à la Martinique. Nous développerons l’idée qu’au delà de son exposition à de nombreux aléas naturels, la Martinique présente un contexte socio-historique qui conditionne son adaptation au changement climatique. Nous nous intéresserons en particulier aux formes de peuplement et à l’origine, notamment au prisme de l’histoire coloniale. Nous montrerons que ces formes structurent encore l’espace martiniquais. En écho au concept de plantationocène de Malcom Ferdinand, nous tenterons de relier usage de sols et justice climatique.

Enfin, nous aborderons de manière plus conceptuelle le champ lexical du risque. Pour ancrer notre travail dans un cadre conceptuel rigoureux, nous détaillerons des réflexions autour des notions de risque, de résilience, d’adaptation et de justice climatique.

De l’espace au modèle : intégrer la spatialité et le qualitatif¶

Dans une seconde partie, nous proposons une modélisation du socio-écosystème littoral martiniquais. Nous nous appuyons pour cela sur une démarche en plusieurs étapes, qui va du plus proche du phénomène étudié au plus abstrait.

Nous décrirons d’abord plusieurs sites d’intérêt en Martinique, sous la forme d’études de cas. Au travers de la notion de paysages, nous y définirons notre socio-écosystème. A travers des exemples localisés, nous décrirons les éléments qui composeront le système pris en compte dans le reste de la thèse, en clarifiant les choix de sélection ou d’exclusion d’élément ou de relations entre ces éléments.

Dans un second temps, nous sélectionnerons des éléments clés pour réaliser un modèle conceptuel. Loin de toute formalisation informatique, ce modèle intermédiaire met en évidence les éléments et relations qui nous paraissent nécessaires et pertinents pour représenter les dynamiques de la zone littoral face au risque cyclonique. Cette partie nous permettra également de préciser la portée et les questions associées à notre exercice de prospective. En effet, cette phase se fait sous la forme d’aller retour entre un questionnement et le choix de ce qui constitue notre système.

Dans un troisième temps, nous implémentons ce système sous la forme de simulation numériques. Il s’agit de simulation multi-agents (agent-based modelling), où chaque élément du système (zone habitable, enrochement, mangrove, etc.) réagit à une perturbation (houle cyclonique, etc.) selon des caractéristiques qui lui sont propres.

Expériementations et interprétations¶

Dans une troisième partie, nous utilisons le modèle construit précédemment pour répondre à nos questions.

Tout d’abord dans une perspective statique. A travers un croisement de données spatiales (zonage de risque et de régimes d’urbanismes) et de données socio-économiques, nous caractériserons la distribution du risque cyclonique par zone et selon d’autres caractéristiques (âge moyen, revenu, etc.).

Ensuite, dans une démarche dynamique, d’évaluation de politiques d’adaptation. Nous exécutons des simulations avec différents scénarios d’adaptation et/ou d’intensité de cyclones tropicaux. Ces simulations nous permettent d’évaluer les effets systémiques sur du moyen et long-terme.

Nous associons des données qualitatives et quantitatives, dans une démarche de prospective spatialisée

A travers cette thèse, nous mobilisons des méthodes et matériaux variés (données qualitatives issues du terrain, données spatiales, données climatologique) pour évaluer les effets systèmique de projets d’adaptation du littoral au risque cyclonique. Nous nous intéressons à plusieurs cas d’étude en Martinique.

Quels sont les effets systémique de l’adaptation au risque cyclonique ?

Problématique générale