Après avoir examiné l’organisation d’un système, puis plus spécifiquement sa structure, il faut à présent s’intéresser à ce qui s’y produit effectivement. Une structure, pour rappel, décrit une configuration relativement persistante de composants et de relations ; elle définit un cadre de contraintes et de possibilités. Mais un système organisé n’est généralement pas un assemblage immobile. Des éléments interagissent, des ressources circulent, des transformations se produisent, certains composants sont produits ou dégradés, tandis que d’autres sont entretenus ou renouvelés. Nous désignerons l’ensemble de ces transformations organisées par le terme de processus.
Préambule – Article #6 de la catégorie Systèmes et Complexité
L’article qui suit s’inscrit dans le cadre d’une présentation globale de la systémologie et de la science de la complexité, qui a débuté avec cet article. Pour une meilleure compréhension, il est suggéré d’en suivre l’ordre.
Qu’est-ce qu’un processus ?
Un processus peut être défini comme un ensemble d’interactions ou de transformations se déroulant dans le temps et produisant une modification au sein du système ou dans ses échanges avec son environnement. La notion permet de passer de la configuration du système à son activité : non plus seulement comment ses composants sont-ils organisés ?, mais que se produit-il et que se transforme-t-il au sein de cette organisation ?
La digestion transforme des aliments en substances assimilables ; la circulation sanguine transporte des molécules à travers l’organisme ; une chaîne de production transforme des matières premières en biens ; un réseau informatique transmet et traite des informations ; une forêt produit de la biomasse tout en décomposant continuellement de la matière organique.
Ces exemples sont très différents, mais présentent un trait commun : quelque chose se produit, circule ou se transforme.
Processus ≠ Dynamique
Un processus possède donc nécessairement une dimension temporelle : il implique un avant et un après. Il ne doit cependant pas être confondu avec la dynamique du système, notion qui sera abordée ultérieurement. Un processus peut être étudié isolément – une réaction chimique, un transfert d’énergie, une opération de traitement – alors que la dynamique concerne la manière dont plusieurs processus et relations causales s’articulent au cours du temps pour produire le comportement global du système.
Schéma de transformation
De nombreux processus peuvent être représentés de manière élémentaire par un schéma :
entrée → transformation → sortie
Un organisme absorbe des nutriments, les transforme puis rejette certains déchets. Une usine reçoit des matières premières, les traite et produit des biens. Un ordinateur reçoit des données, leur applique certaines opérations et génère de nouvelles informations.
Ce schéma ne doit pas être compris comme un modèle universel de tous les systèmes, mais comme une représentation simple d’un type très fréquent de processus.
Matière, énergie et information : ce que mobilisent les processus
Par-delà leur grande diversité, les processus systémiques mobilisent principalement trois catégories fondamentales : la matière, l’énergie et l’information.
- La matière désigne les composants matériels qui circulent, sont assemblés, transformés, stockés ou dégradés au sein du système. Des molécules circulent dans un organisme, des matières premières traversent une chaîne de production, de l’eau et des nutriments sont échangés dans un écosystème.
- L’énergie rend possibles ces transformations et déplacements. Elle peut être transférée, convertie ou dissipée sous différentes formes : énergie chimique dans le métabolisme, énergie électrique dans un réseau technique, énergie mécanique dans un mouvement, rayonnement solaire alimentant un écosystème.
- L’information occupe un statut quelque peu différent. Elle n’est pas une substance qui circulerait indépendamment de tout support, mais correspond à des différences, configurations ou signaux susceptibles de modifier l’état ou l’activité d’un système. Un influx nerveux, une séquence génétique, un message informatique ou une instruction organisationnelle constituent ainsi des formes d’information portées par des dispositifs matériels et dont la transmission mobilise nécessairement de l’énergie.
Il faut donc éviter de considérer matière, énergie et information comme trois substances parfaitement équivalentes. Matière et énergie appartiennent directement à la description physique des systèmes ; l’information caractérise plutôt l’organisation ou les différences portées par des états physiques et susceptibles de produire des effets lorsqu’elles sont interprétées ou exploitées par un système.
Des combinaisons particulières de matière, énergie et information
De nombreuses catégories employées pour décrire les systèmes peuvent dès lors être comprises comme des formes plus particulières de ces trois dimensions fondamentales. Un bien est une configuration organisée de matière dont la production et le transport mobilisent de l’énergie et de l’information. Une ressource désigne une matière, une énergie ou une information considérée relativement aux possibilités d’action d’un système. Un signal constitue un support physique porteur d’information. La monnaie, quant à elle, remplit principalement une fonction informationnelle et symbolique : elle encode notamment des droits, des valeurs et des possibilités d’échange, tout en reposant sur des supports matériels ou numériques.
Ces catégories ne définissent toutefois pas des familles exclusives de processus. Un même processus peut simultanément mobiliser de la matière, de l’énergie et de l’information. La contraction du cœur, par exemple, implique des transformations énergétiques, des flux matériels et des signaux de contrôle.
Cette distinction permet de séparer deux questions complémentaires: on peut d’abord demander ce que mobilise un processus — matière, énergie, information ou une combinaison de celles-ci. On peut ensuite demander ce que ce processus accomplit dans l’organisation : transférer, transformer, produire, dégrader, accumuler, maintenir ou réguler. C’est cette seconde distinction qui servira ici de principe de classification des processus.
Une typologie des processus
Il est éclairant de distinguer les processus non seulement par ce qu’ils mobilisent, mais par ce qu’ils accomplissent dans l’organisation du système.
Transférer et faire circuler
Une première famille de processus assure le transfert entre différents composants ou différentes régions du système.
La circulation sanguine transporte oxygène, nutriments, hormones et déchets. Un réseau électrique distribue l’énergie entre lieux de production et de consommation. Les réseaux de communication permettent la circulation de signaux et d’informations. Dans une entreprise, documents, ressources et décisions circulent entre services.
Ces transferts peuvent être internes au système ou traverser sa frontière. Ils participent alors aux échanges entre le système et son environnement.
La notion de flux permet de décrire quantitativement certains de ces phénomènes. Un flux exprime la quantité de matière, d’énergie, d’information ou d’une autre grandeur transférée pendant un intervalle de temps. Il ne désigne donc pas une chose accumulée mais un mouvement ou un transfert.
Les processus de circulation jouent un rôle essentiel dans l’intégration d’un système : ils mettent en relation des composants parfois éloignés et rendent possibles leurs interdépendances.
Transformer
D’autres processus ont principalement pour effet de modifier ce qu’ils prennent en charge.
Une transformation peut changer la forme, la composition, l’état ou l’information associée à quelque chose. La digestion transforme des aliments ; une réaction chimique convertit certains composés en d’autres ; une machine transforme une matière première ; un calcul transforme des données d’entrée en résultat.
Transfert et transformation sont souvent étroitement liés. Ce qui circule peut être filtré, converti, assemblé, séparé ou dégradé au cours de son parcours.
Une chaîne de processus peut ainsi être constituée d’une succession de transferts et de transformations : le résultat d’un processus devient alors l’entrée d’un autre. Dans un organisme, un nutriment absorbé est transporté, transformé, stocké, mobilisé puis finalement dégradé ou éliminé.
Il est donc rarement possible de comprendre l’activité d’un système en isolant complètement ses processus les uns des autres.
Produire et dégrader
Une forme particulière de transformation consiste à faire apparaître ou disparaître certains composants du système.
Les organismes produisent continuellement de nouvelles molécules et de nouvelles cellules tandis que d’autres sont dégradées. Une entreprise fabrique des objets mais génère également des déchets. Un écosystème produit de la biomasse qui sera ensuite consommée et décomposée.
Production et dégradation ne sont pas nécessairement opposées. Elles peuvent constituer deux moments complémentaires d’un même ensemble organisé de transformations.
Cette observation est particulièrement importante dans les systèmes dont les composants sont régulièrement renouvelés. La persistance du système n’exige pas nécessairement que chacun de ses éléments demeure identique : elle peut reposer sur des processus continus de production, de remplacement et d’élimination.
Accumuler et libérer : le rôle des stocks
Tous les éléments qui traversent un système ne sont pas immédiatement transformés ou évacués. Certains sont accumulés.
On appelle stock la quantité d’une grandeur présente dans un système à un moment donné et résultant de l’accumulation passée des flux entrants et sortants.
Une réserve d’eau, une quantité de biomasse, un capital financier, un entrepôt de marchandises ou une réserve énergétique peuvent ainsi être considérés comme des stocks.
Le stock n’est pas lui-même un processus : il caractérise un état d’accumulation du système. En revanche, des processus permettent de l’alimenter ou de le diminuer.
Cette distinction est importante :
flux → transfert au cours du temps
stock → quantité accumulée à un moment donné
L’existence de stocks peut modifier profondément le comportement d’un système. Une réserve permet par exemple de différer l’utilisation d’une ressource, d’absorber temporairement des variations ou de maintenir certaines activités lorsque les entrées diminuent.
Ces effets temporels seront cependant examinés plus précisément lorsque nous aborderons la dynamique des systèmes.
Maintenir, renouveler et réparer
Certains processus contribuent directement à la continuité de l’organisation.
Une cellule renouvelle certaines de ses molécules ; un organisme répare ses tissus ; une infrastructure nécessite un entretien ; un réseau informatique remplace des équipements défaillants ; une organisation humaine forme de nouveaux membres lorsque d’autres la quittent.
Ces activités n’ont pas nécessairement pour effet de produire une transformation globale visible du système. Elles peuvent au contraire contribuer à préserver une organisation relativement stable malgré le renouvellement de ses composants.
Maintenance ≠ Régulation
Il faut toutefois distinguer ces processus de maintien de la régulation proprement dite. Réparer une pièce usée est un processus de maintenance ; un dispositif qui détecte une variation, évalue son importance et modifie l’activité du système en conséquence relève plus précisément de la régulation.
La frontière n’est pas toujours parfaitement nette, mais la distinction est utile : certains processus entretiennent directement l’organisation, tandis que d’autres modulent l’activité du système en fonction de ses états et de leurs variations.
Régulation : des processus qui agissent sur d’autres processus
Parmi les processus d’un système, certains possèdent ainsi un statut particulier : ils modifient l’intensité, l’orientation ou les conditions d’autres processus. Ce sont les processus de régulation.
La régulation de la température corporelle, par exemple, ne produit pas directement l’ensemble de l’activité de l’organisme. Elle agit sur différents processus — circulation sanguine, transpiration, production de chaleur — afin de maintenir certaines variables dans des plages compatibles avec l’organisation du système.
On peut donc retenir à ce stade une distinction simple : tout processus de régulation est un processus, mais tout processus n’est pas régulateur.
En raison de son importance dans l’histoire de la pensée systémique et cybernétique, la régulation mérite néanmoins un traitement spécifique. Les mécanismes de rétroaction, l’autorégulation et l’homéostasie feront ainsi l’objet de l’article suivant.
Des processus interdépendants
Dans un système réel, les processus se déroulent rarement de manière isolée. Ils forment des chaînes, des cycles et des réseaux d’interdépendance.
Le produit d’un processus peut devenir la ressource d’un autre. Une transformation peut déclencher un transfert ; un transfert peut alimenter un stock ; la variation d’un stock peut à son tour modifier certains processus. Il en résulte une organisation processuelle dans laquelle les activités du système se conditionnent mutuellement.
Causalité distribuée et complexité
Cette interdépendance conduit à dépasser une conception trop simple de la causalité; dans un système , un effet résulte rarement d’une cause unique et isolée : il peut émerger de l’action conjointe de plusieurs processus qui s’influencent mutuellement. On parle alors de causalité distribuée, dans laquelle la production d’un comportement dépend d’un réseau de relations plutôt que d’une chaîne causale strictement linéaire.
C’est précisément lorsque ces interdépendances deviennent nombreuses, réciproques, difficiles à isoler, que l’on entre progressivement dans le domaine de la complexité. Celle-ci ne sera pas développée ici mais dans les développements ultérieurs du site Nomoscopia, mais elle prend racine dans cette articulation de processus multiples dont les effets combinés peuvent devenir difficiles à prévoir à partir de leur étude séparée.
Des processus à la dynamique
La structure fournit le cadre dans lequel ces processus peuvent se déployer et ceux-ci peuvent en retour contribuer à son maintien ou à sa transformation. Mais cette relation ayant déjà été examinée à propos de l’organisation et de la structure, le point essentiel est ici ailleurs : les processus forment eux-mêmes des ensembles organisés dont l’articulation produit progressivement le comportement du système.
Ainsi, si décrire les processus permet ainsi de comprendre ce qui se passe dans le système, une nouvelle étape consistera à expliquer comment le système se comporte dans le temps.
Un organisme absorbe de l’énergie, la transforme, la stocke et la dépense. Ces opérations constituent des processus. Mais savoir si ses réserves augmentent, se stabilisent, oscillent ou diminuent exige d’étudier la manière dont ces processus s’influencent mutuellement au cours du temps.
De même, connaître séparément les processus de production et de consommation d’une ressource ne permet pas nécessairement de prévoir l’évolution de sa quantité disponible.
La distinction peut donc être formulée simplement : les processus décrivent les transformations particulières qui se produisent dans le système ; la dynamique étudie comment leur articulation causale et temporelle engendre des comportements globaux au cours du temps.
Cette seconde question conduira à examiner plus précisément les stocks et les flux dans leur interaction, les boucles de rétroaction, les délais, les relations causales et les différents régimes de comportement susceptibles d’en résulter.
Conclusion
Après les éléments, les relations et la structure, la notion de processus permet d’introduire l’activité proprement dite du système. Transférer, transformer, produire, dégrader, accumuler, libérer, maintenir, renouveler ou réguler constituent autant de formes que peuvent prendre les processus au sein d’une organisation.
Ces catégories ne forment pas une classification rigide : un même processus peut remplir plusieurs de ces rôles simultanément, et leur importance varie considérablement d’un type de système à l’autre. Elles fournissent néanmoins une grille utile pour comprendre ce qui s’accomplit concrètement dans une organisation.
Les processus ne prennent cependant tout leur sens qu’à travers leurs interdépendances. Leur articulation peut maintenir certaines conditions, amplifier des variations, produire des cycles, stabiliser un régime ou entraîner le système vers des transformations profondes.
Avant d’examiner pleinement cette dynamique, il convient toutefois de s’arrêter sur une catégorie particulière de processus : la régulation, par laquelle un système module certaines de ses propres activités et contribue au maintien ou à l’ajustement de son organisation.