User:Anthere/Systeme

Un systeme est un ensemble d'elements lies par un ensemble de relations. Il peut etre identifie par un certain nombre de reperes lesquels sont

• la frontiere : qui permet de distinguer le systeme du milieu exterieur
• les elements contenus dans le systeme
• les reseaux : qui lient entre eux les elements. Lorsque les reseaux ont une relation avec l'environnement exterieur, on parle de systeme ouvert; dans le cas inverse, on parle de systeme ferme.

Le principe de totalite

Le systeme peut etre compris par le biais d'une part de l'acquisition d'information sur le systeme (ie, les elements constitutifs) et d'autre part par la comprehension des differents controles agissant sur le systeme. Le principe de totalite (voir holisme) indique qu'un systeme complexe est une entite possedant des caracteristiques individuelles liees a sa totalite, et des proprietes qui ne sont ni reductibles a, ni deductibles de celles de ces elements (en bref : "le tout est plus que la somme des parties"). Le concept d'emergence definit la difference existante entre les proprietes liees aux elements du systeme (proprietes constitutives) et les proprietes relatives aux relations entre les elements (proprietes sommatives).

Les elements et les relations entre les elements

Les elements du systeme sont lies entre eux par le (ou les) reseau, lequel transport soit des flux de matieres, soit des flux d'information. Si l'echange est fonction de l'element donneur uniquement, la relation dans le systeme est lineaire. Un tel systeme est previsible. Si l'echange est fonction de l'element donneur et de l'element receveur, le systeme est dit non lineaire, et peut etre imprevisible, voire inexplicable.
Une relation entre deux elements peut etre initiee par une information, renseignant sur l'etat du systeme, et relayee par un centre de decision. Cette relation sera appelee retroaction.
La recursivite quant a elle, permet a un systeme de s'auto-accelerer en fonction de l'etat du systeme et de l'objectif du systeme.

Complexite et niveaux d'organisation d'un systeme

Au sein d'un systeme complexe, plusieurs niveaux d'organisation peuvent exister.
Par exemple, le holisme est base sur l'hypothese selon laquelle la nature consiste en une hierarchie de holons : quarks, protons, atomes, molecules, mineraux, cellules, tissus, organismes, populations. Un systeme de grande taille (tel que la Terre) ne peut pas etre compris uniquement par le bais de l'etude de ces plus petits elements, mais doit etre considere a toutes les echelles. Le systeme pourra etre decrit au niveau le plus bas (on parle de niveau descriptif), mais explique en se placant a un niveau plus eleve. On parle d'organisation hierarchique spatiale.

Par ailleurs, les systemes presentant de nombreux niveaux d'information presentent des delais de fonctionnement eleves (ou du moins plus long que les systemes presentant moins de niveaux d'organisation).
Sur un systeme de faible profondeur, les periodes de temps etant courtes, le mode d'action tendra a etre de type homeostatique, alors que sur un systeme de forte profondeur, le mode d'action tendra a etre de type homeorhetique.

Le degre de complexite d'un systeme dependra d'une facon generale du nombre de niveaux d'organisation, du nombre d'elements par niveau, du nombre de relation entre niveaux, du nombre de relations entre les elements pour un niveau donne, et de la complexite du tout :-)

La regulation des systemes doit etre considere selon chaque niveau.

Regulation d'un systeme : exemple d'un organisme animal

Un organisme animal est un systeme complexe, ouvert, presentant de multiples niveaux hierarchiques (quarks, protons, atomes, molecules, mineraux, cellules, tissus). Il est constitue d'au moins deux sous-systemes

• le sous systeme fonctionnel (l'ensemble des tissus et organes), qui joue aussi un role de stockage
• le sous systeme regulateur, constitue en particulier par des tuyaux, le systeme circulatoire

Le systeme regulateur agit sur le systeme fonctionnel grace a un reseau d'information (le systeme nerveux).

Certains estiment que la finalite d'un organisme est double :

• assurer la perennite de son espece
• assurer la survie de l'organisme proprement dit, en s'adaptant a son environnement

Ces deux projets se traduisent d'une part par des regulations d'homeorhese et d'autre par des regulations d'homeostase.

La perennite de l'espece est assuree par les fonctions de reproduction (gestation, lactation, production d'oeufs), et la maturation de l'organisme pour atteindre le stade reproducteur (la croissance). La reproduction est regulee par les voies metaboliques, elles-memes controlees par des phenomenes de regulations homeorhetiques. En general, les regulations d'homeorhese gerent des phenomenes a pas de temps long (ici plusieurs mois ou annees). L'homeorhesie est la capacite a assurer la viabilite d'un certain schema evolutif a travers des instabilites successives.

La survie de l'organisme est quant a elle assuree par les phenomenes d'homeostasie gerant des phenomenes a faible pas de temps. Par exemple, les phenomenes d'homeostasie ont un role de tampon entre les apports alimentaires d'elements nutritifs discontinues (ration alimentaire ponctuelle et parfois manquante) et les besoins chroniques de nutriments de l'organisme. Ces phenomenes jouent sur de courtes periodes de temps (quelques minutes ou heures).

Les fonctions d'homeostasie s'appuient par exemple sur les systemes hormonaux et des principes de retroactions (feedback) agissant sur les taux en certaines molecules (par exemple, la gestion du taux de glucose dans le sang). Les retroactions negatives vont tendre a assurer le maintien de processus de stabilisation, et le retour a un equilibre originel.