Proposer une analyse sociologique relative aux sciences à amateurs peut être déconsidéré par les promoteurs et praticiens de ces dispositifs d'observation de la nature, si elle a une visée de qualification de leur pratique déterminée uniquement par les dispositions et les capitaux culturels ou économiques des participants. La force de la sociologie développée par [START_REF] Callon | Agir dans un monde incertain[END_REF] est au contraire de montrer que l'association entre scientifique et profane occasionne des rencontres improbables, des pratiques empreintes d'aléas, des attelages incongrus, bref une incertitude radicale dans l'action qu'ils appellent des activités de « plein air ». Ces auteurs redonnent aux motifs personnels et au sens vécu des volontaires, souvent passionnés, des sciences à amateurs, une égalité dans l'action avec des activités professionnelles et scientifiques, dont une des obstinations récurrentes est pourtant de tenter de s'en distinguer. En effet, Callon et al. s'appuyent sur les travaux de sociologie des sciences, et, restaurant l'incertitude rencontrée par les scientifiques dans le cours normal de leur activité, la rapprochent de la perplexité des citoyens éprouvée dans la vie de tous les jours. Leurs analyses permettent de dépasser la tendance notée par certains promoteurs de sciences participatives, d'être deux fois stigmatisés lors des recherches de financement : les dispositifs sont considérés comme non scientifiques pour les spécialistes de science expérimentale, et trop techniques et non participatifs pour les financeurs de programmes de sciences humaines. Dans ce texte, nous proposons le terme d'hybridité cognitive pour sortir de cette aporie et caractériser les rencontres orchestrées par les sciences à amateurs comme autant de richesses entre savoirs expérientiels différents. Nous soulignons, dans cette notion d'hybridité cognitive une double dimension, celle d'être saisie dans une interaction entre acteurs et avec des éléments naturels, et celle d'être une épreuve de connaissance. Il s'agit de ne pas minorer la vertu intersubjective de la pratique, mais de ne pas minorer non plus la question de Sortie nature, protocole et hybridité cognitive. Note sur les sciences partic... VertigO -la revue électronique en sciences de l'environnement, Volume 17 numéro 3 | décembre 2017 l'exactitude des connaissances visées. Cette apparente contradiction d'une connaissance soumise aux aléas de l'interaction et pourtant dans un rapport d'adéquation à la nature, s'estompe lorsque nous l'abordons à partir de l'ordinarité des pratiques engagées dans les sciences de plein air. Cette assise ordinaire de l'activité orientée vers l'acquisition de connaissances a été somme toute montrée dès les années 1980 par les sociologues au coeur des laboratoires scientifiques [START_REF] Lynch | Scientific practice and ordinary action[END_REF], et ils la partagent avec les novices, les dilettantes ou les connaisseurs en général dans la manière qu'ils ont de se comporter au quotidien [START_REF] De Certeau | L'invention du quotidien[END_REF]. La notion d'hybridité cognitive ramène à des considérations pratiques et quotidiennes les débats théoriques sur la rupture épistémique entre savant et non savant. Elle étoffe les travaux de Heaton et al. (2010) sur l'hétérogénéité des ressources mobilisées dans le renouveau des sciences naturalistes ou des rapports entre professionnels et bénévoles dans les dispositifs de création de données naturelles (Alphandéry et Fortier, 2013).

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Nous posons qu'en portant le regard sur un moment de sociabilité ordinaire, dans la nature, et souvent avec la ressource d'un protocole, la circulation des connaissances expérientielles dans les sciences visées dans cet article affirme l'hybridité cognitive d'une activité d'autant plus marquante de ce point de vue, qu'elle se déploie entre amateurs et professionnels. Dans l'histoire de la connaissance de la nature et du potentiel d'observation du sauvage, les naturalistes ont toujours compté sur l'engagement des bénévoles pour dresser des cartes, des inventaires, des atlas servant de fixation d'autant d'images de l'état des connaissances sur les espèces à un instant t sur le territoire [START_REF] Drouin | Nature for the people[END_REF]. Mais ce progrès de la connaissance a récemment été bouleversé par la mesure de l'incertitude pesant sur la biodiversité [START_REF] Kohler | All creatures : naturalists, collectors and biodiversity, 1850-1950[END_REF], et les amateurs naturalistes participent d'un regain d'intérêt pour la défense de la nature pour laquelle ils estiment que la science occupe une place de vigie (Keck et Lakoff, 2013[START_REF] Manceron | Avant que nature meure »… inventorier[END_REF]. Cela pose la question de l'apparition de nouvelles étapes dans la longue histoire de la fréquentation « équipée 1 » de la nature par les Occidentaux. On parle volontiers désormais de « sciences participatives », de « sciences citoyennes » ou encore de « recherches collaboratives », en matière de biodiversité [START_REF] Charvolin | Des sciences citoyennes ?[END_REF]Ifrée, 2011 ;[START_REF] Boeuf | L'apport des sciences participatives dans la connaissance de la biodiversité[END_REF] et plus généralement du sacre de l'amateur [START_REF] Flichy | Seuil, 112 p. Sortie nature, protocole et hybridité cognitive. Note sur les sciences partic[END_REF] ou encore de la révolution du pro/am pour professionnel/amateur [START_REF] Leadbeater | The Pro-Am revolution[END_REF]. De quelque manière qu'on la nomme, elle se caractérise par le recours à l'engagement de personnes à titre non onéreux dans ce qui est aussi qualifié de manière large de tiers secteur scientifique [START_REF] Crosnier | Sciences participatives ou ingénierie sociale : quand amateurs et chercheurs co-produisent les savoirs[END_REF].

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Nous proposons d'aborder ces activités très diverses dans leur origine et leur gestionpar des collectivités locales, des laboratoires scientifiques, des associations naturalistes (Ifrée, 2011) -au niveau de la question de la négociation de la connaissance en situation, lorsqu'elle apparaît in situ, dans l'ordinaire de l'activité de « grand air ». L'ordinaire des sciences participatives naturalistes, ces observations de la nature par des non professionnels respectant un protocole scientifique, dans l'optique de constituer des bases de données, repose sur deux éléments : « la sortie nature » et le protocole. Nous nous restreignons dans cet article aux seuls dispositifs rentrant dans le cadre de l'héritage de l'histoire naturelle 2 . Que ce soit pour observer les papillons dans son jardin, compter les insectes sur des plantes, relever le débourrage des arbres, on peut se demander si les acteurs se comportent dans la nature comme dans un lieu spécialisé et familier, professionnel ou domestique. Comment s'y forment les jugements sur la reconnaissance de telle ou telle plante ou de tel ou tel oiseau ? Quelle différence cela fait-il d'être confronté à des éléments naturels non préalablement cadrés par une inscription et dans un espace non dédié à une activité focalisée ? Comment s'organise l'interaction entre participants dans un travail d'hybridation cognitive où vont et viennent les qualités d'expert ? À cette série de questions posées par la sortie nature, s'ajoute la deuxième dimension des sciences participatives, à savoir le respect d'un protocole, plus ou moins minime, contraignant ou convivial. Est-ce que le protocole joue le rôle d'architecture éduquant l'attention des protagonistes ? Est-ce qu'il régule une pratique, qui sans son recours, ne disposerait pas des appuis nécessaires dans l'environnement pour aligner les activités vers la production d'une connaissance en situation ? Les appuis cognitifs pour observer la nature ne sont pas nouveaux si on range parmi eux les guides naturalistes, les flores, et plus récemment les applications smartphones, etc. Il a déjà été montré leur impact sur la focalisation de l'activité d'observation de la nature [START_REF] Lynch | Lists, field guides, and the descriptive organization of seeing : birdwatching as an examplary observational activity[END_REF], comme les instruments utilisés (jumelles, paraboles, enregistreurs, etc.) contribuent à la distribution réglée de la cognition dans un collectif à l'interface entre homme et machine mise en lumière dans d'autres cas [START_REF] Hutchins | Cognition in the wild[END_REF]. En revanche, le protocole standardisé pour assurer un échantillonnage scientifiquement robuste [START_REF] Archaux | Réflexions méthodologiques sur les relevés et les suivis de biodiversité[END_REF] implique souvent une contrainte dans le choix de site investigué et fournit une règle orientant le processus d'observation, qui distingue les sciences participatives récentes de pratiques traditionnelles communes et populaires de sortie dans la nature, ou d'observation de son environnement.

On synthétisera dans ce qui suit, des observations de séquences d'actions de plusieurs dispositifs participatifs, autour de la formation d'un type de sociabilité particulier, d'une sociographie des volontaires et enfin des mécanismes d'attribution qui fixent des rôles et des conditions d'accomplissement minimum d'une pratique, pour assurer l'hybridité cognitive de ces moments de sortie nature protocolisés. Mais auparavant, il s'agit de préciser le phénomène que recouvrent les sciences participatives.

Un phénomène d'actualité

On peut aborder les sciences participatives bien que diverses par leurs objets, leurs méthodes ou leurs publics, comme un phénomène d'actualité. Cette vague concerne la France depuis les années 1990, mais elle touche également d'autres pays comme l'Angleterre, la Suède, les États-Unis, etc. L'étude présentée ici synthétise un suivi des sciences participatives naturalistes réalisé depuis plus de 15 ans. L'enquête s'appuie sur une série d'une quinzaine d'entretiens réalisés en 2009-2010, avec des coordinateurs de sciences participatives en Europe (Suède, Angleterre, France) et d'une observation ethnographique du Laboratoire d'ornithologie de Cornell (le CLO), entre 2001 et 2004 aux USA -et notamment de l'analyse du forum internet consacré aux participants du programme Feederwatch. Elle est complétée par des entretiens avec certains coordinateurs et volontaires de l'Observatoire des papillons de jardin en 2009-11 par de l'observation participante de sorties de la Ligue pour la protection des oiseaux en Rhône Alpes, par l'observation participante et pour partie filmée du dispositif BioLit, et par l'organisation de sorties nature filmées autour de l'utilisation d'une application smartphone de reconnaissance d'arbres appelée Folia.

À ce jour, plusieurs thèses et projets de recherche portent sur l'histoire ou la sociologie des sciences participatives en France 3 . Un premier recensement des sciences participatives a été réalisé par l'association Téla Botanica en octobre 2009 dans un livret [START_REF] Houllier | Les sciences participatives en France[END_REF].

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À titre indicatif, on peut donner quelques exemples des projets de sciences participatives recensés par le Collectif national des sciences participatives et de la biodiversité en France. Il s'agit de souligner la diversité des sujets de programme, sans préjuger du fait que les protocoles sont similaires et qu'ils réclament des participants le même genre de pratique, voire le même genre de compétence initiale pour s'y engager (du profane à l'amateur chevronné) 4 . Pour chacun des exemples, je donne entre parenthèses le nom de l'organisation qui a conçu et anime le dispositif, et la date de création 5 :

• Phénoclim (Centre de recherche sur des écosystèmes alpins, 2004). Le programme étudie la phénologie de 10 espèces de plantes communes, pour mesurer l'impact du changement climatique sur la végétation de montagne [START_REF] Silveira | Expertise and experience. The dynamics of the participant population in the citizen sciences[END_REF] • BioLit (Association Planète Mer, 2007). L'observatoire documente les évolutions des espèces et de la population d'algues et de mollusques sur l'estran rocheux de la façade atlantique mer du nord.

• L'Observatoire de la biodiversité des jardins, Opération Papillons (Association Noé Conservation et MNHN, 2006) : Cet observatoire appelle tous les utilisateurs de jardin à regarder et identifier les 46 espèces les plus communes de papillons.

• Sauvage dans ma rue (Téla Botanica et MNHN, 2011). Il s'agit de demander à l'habitant urbain de noter les espèces de plantes qui poussent en ville [START_REF] Michel | Sauvages de ma rue, Comment faire collaborer société civile et scientifiques[END_REF]).

• Vigie-Chiro (CESCO) : Le suivi des chauves-souris repose sur l'écoute et l'enregistrement des ultrasons émis par les chauves-souris.

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Dans tous les cas répertoriés ici, l'accomplissement de la science participative suppose d'abord une sortie au grand air, à pied ou en voiture. Il faut préciser que le plein air peut être campagnard, dans la plupart des cas, mais il peut être aussi urbain comme dans le cas de l'observatoire « Sauvages de ma rue » ou du programme « pigeon watch » qu'a mené le Cornell Lab of Ornithology dans les années 2000. Le choix de ces programmes portés tous par un projet de recherche, cherche à exemplifier la notion de « plein air » avancé par [START_REF] Callon | Agir dans un monde incertain[END_REF], pour qualifier des dispositifs dont l'appel à la participation de la population conduisait à déconfiner la recherche hors des laboratoires. Les différents programmes abordés dans cet article relèvent donc de projets scientifiques, pour lequel la sortie nature permet d'aborder des pratiques de « plein air » au sens de Callon et al. (2001). Mais je prends la notion de plein air cette fois au sens littéral en plus du sens métaphorique évoqué par ces sociologues, ce qui la rapproche de l'expérience de sortie en extérieur, comme des balades dans la nature pour la satisfaction du curieux, largement répandue dans la population.

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Chaque sortie connaît sa configuration propre, selon qu'elle soit organisée par un animateur comme dans le cas de l'observation de l'estran rocheux par BioLit, ou bien qu'elle soit d'initiative individuelle comme dans le cas de l'Opération Papillons. Dans tous les cas, elle n'est pas dissociée d'une forme de sociabilité de l'activité au grand air, orientée par un protocole de collecte, mais qui le dépasse largement, soit qu'on la fasse à plusieurs, qu'on la prépare en commun ou qu'on en fasse le compte rendu ensuite dans la cellule familiale ou amicale. C'est dans ce sens qu'on peut aussi dire que la sortie nature est « équipée », quand la localisation, le temps de sa programmation, et les après-coups portent tous à conséquence sur la vie sociale des personnes qui s'engagent dans une science participative.

La sortie nature comme séquence d'action 10 La sortie nature décline une interaction sociale orientée par un projet d'acquisition de connaissance qui se passe hors des instances répertoriées de la science que sont les laboratoires. Elle a été très peu étudiée 6 , et représente pourtant le maillon essentiel des sciences participatives. Elle reprend des pratiques ancestrales d'amateurs naturalistes en les systématisant. Il existe un peu partout des groupes, adossés à des associations ou pas, qui sortent botaniser ou observer dans la nature. Ainsi en Ardèche un groupe informel de résidents vivant dans une relative proximité géographique se réunit plusieurs fois par mois durant l'été, quand le temps et l'envie le permettent pour herboriser dans la nature.

Le nombre de personnes varie d'une sortie sur l'autre, en fonction de l'information diffusée par le bouche à oreille et par une liste internet, et inclut des personnes ayant le temps d'herboriser le lundi. Réunis autour de connaisseurs dont une ancienne enseignante, des personnes, retraitées, actives voire venues en famille, parcourent un circuit fixé quelques jours avant par les initiateurs de ces sorties, en interrogeant leur [START_REF] Goffman | Les cadres de l'expérience[END_REF]. Mais comme activité réglée, le rythme protocolaire d'évolution de la sortie nature joue un rôle scientifique comme élément contribuant à la production d'une référence scientifique [START_REF] Latour | Petites leçons de sociologie des sciences[END_REF]. De l'énergie passée dans la sortie nature est anticipée une conclusion sous la forme d'un relevé sec et souvent limité à quelques coordonnées, qui sont l'objet essentiel du mode d'emploi distribué par écrit ou verbalement aux participants. La sortie nature se fait à partir d'une pratique ordinaire de l'activité en société, mais prend la forme de relations protocolaires, en cela qu'elles sont assises sur un protocole relativement rigide. À titre indicatif, voici trois protocoles succinctement décrits :

• cadres protocolaires, serait plus vraie, contemplative, romantique ou ludique. Elle n'est qu'un genre de cadrage parmi d'autres, avec des moyens différents, et tout autant d'occasions de s'amuser et se délasser, dans le cadre d'une astreinte particulière aux sciences participatives, celle d'une épreuve de recherche d'une connaissance dans un rapport à la nature qui a été décrit comme un loisir sérieux [START_REF] Stebbins | Amateurs, professionals and serious leisure[END_REF]. Les protocoles des sciences participatives sont consacrées à exercer la perception et la mémoire cognitive [START_REF] Charvolin | Des sciences citoyennes ?[END_REF], orientée vers une expérience qu'ils partagent avec toute la tradition de dilettantisme et d'amateurat dans la nature, celle de « l'arrivée du bon nom en situation ». Ils constituent une variante bien particulière, et différente selon les dispositifs de sciences participatives, d'injonction à suivre des instructions pour réguler une pratique. C'est aussi à partir de là que la sortie naturaliste prend la forme d'une acquisition de connaissances réellement incorporées.

Qui participe : profils sociologiques et compétences cognitives universelles ?

Qui prend part et qui coopère dans la sortie nature ? Pour les créateurs des dispositifs de sciences participatives en général, cette question apparaît en second lieu, après le soin apporté à construire des bases de données représentatives d'occurrences d'espèces et de leur répartition spatiale. À plusieurs reprises dans les entretiens en 2010 avec des membres du laboratoire qui s'appelait alors encore le CRBPO (Centre de recherche sur la biologie des populations d'oiseaux) puis avec les membres de BioLit plus récemment, la question de la connaissance du profil des participants est évoquée comme un voeu pour des recherches à venir. De fait, les enquêtes sont encore en cours (celle de Silveira et Strasser sur Phénoclim, la thèse en cours d'Emmanuel Charonnet sur le STERF, etc.) sur la population concernée par les sorties nature de science participative.

L'enquête sociologique sur le sujet permet de restaurer, comme on a commencé à le montrer, la multidimensionnalité de la sortie nature, saisie comme activité ordinaire. Cette complexité commence à être reconnue par les promoteurs de sciences participatives contre l'attente même qu'ils mettent dans un protocole qu'ils ont dessiné comme « convivial » ou « bullet proof » comme le dit un des membres du laboratoire d'ornithologie de Cornell. Contrairement à un point de vue largement répandu qui tient aux promesses technologiques du numérique et de l'informatique, on rappellera dans ce qui suit, le fait que la trajectoire sociale des contributeurs aux sciences participatives importe beaucoup, comme on l'a montré depuis longtemps sur les carrières de militants (Revue française de sciences politiques, 2001) Il faut cependant commencer par analyser pourquoi l'importance de cette pluralité des pratiques et leurs motivations diverses est non perçue par de nombreux scientifiques ayant mis en place des protocoles de science participative. Ces derniers reproduisent alors l'argument d'une excellence académique de leur protocole grâce au traitement statistique et à la standardisation desquels ils peuvent extraire des données scientifiques, à partir d'une pratique qu'ils anticipent comme impure scientifiquement, celle des dilettantes. La lecture des documents grand public présentant de nombreux protocoles de sciences participatives amène à un constat d'un positionnement très académique des scientifiques à l'origine des modes d'emploi des protocoles, par rapport à la pratique qu'ils imaginent être celle de ceux qui suivront les protocoles. Ils associent « diversité » Sortie nature, protocole et hybridité cognitive. Note sur les sciences partic... VertigO -la revue électronique en sciences de l'environnement, Volume 17 numéro 3 | décembre 2017 des pratiques à « biais » dans la conduite du protocole et tentent de « corriger » les attitudes spontanées des non spécialistes [START_REF] Archaux | Réflexions méthodologiques sur les relevés et les suivis de biodiversité[END_REF]. Les modes d'emploi n'intègrent la possibilité de vues divergentes de celle des scientifiques que sous la forme de concessions par rapport à la scientificité de la collecte. C'est ainsi que les promoteurs du programme Feederwatch insistent par de nombreux canaux sur la nécessité de bien reporter ce qu'on a observé lors des jours de compte, même s'il y a zéro oiseau aux mangeoires. Il s'agit ici d'un point capital de compromis du protocole pour être utilisé selon l'intérêt des amateurs (que l'on suppose plutôt intéressés à rapporter des observations positives), mais tout en gardant une validité scientifique (il faut des observations systématiques dans le temps). On note un autre point de compromis entre les observateurs de l'Opération Papillons et les scientifiques à propos des espèces à répertorier si on les voit. Il y a en effet certaines espèces de papillons très difficiles à distinguer les uns des autres, pour lesquels l'observatoire ne va pas demander aux participants de faire descendre leur identification jusqu'au taxon, mais va demander des informations plus générales au niveau de familles pour permettre quand même aux participants de rapporter ce qu'ils voient même si c'est imprécis. On constate donc des efforts, dans la facture de nombreux protocoles de parler le langage du plus grand nombre tout en conservant une visée académique. La raison d'être des sciences participatives est d'ouvrir la pratique au plus grand nombre, qu'il s'agisse d'accroître le nombre des amateurs avertis ou bien de toucher le grand public.

18 D'une manière générale, l'image colportée par les modes d'emploi et les gestionnaires de sciences participatives, du moins celle destinée au public néophyte, a tendance à identifier l'individu à des compétences génériques de base (Juillard, 2014), comme s'il était une tabula rasa, très exactement un ignorant que l'on doit conduire à la connaissance (Charvolin, 2013a). Un corollaire de cet idéal d'individu est donc que son apprentissage repose sur des capacités quasi-universelles à percevoir, se remémorer, rapprocher, etc., d'où la relative indifférence pour l'établissement de connaissance sociographique sur la population des participants aux sciences participatives. Les variables sociologiques importeraient peu puisque les compétences requises seront également distribuées dans la population 8 .

19 Or l'observation participante des sorties nature assure la différence entre deux traditions cognitives, celle de l'alphabétisation scientifique (scientific literacy) qui considère l'individu comme une page blanche à former, et la cognition sauvage, qui étudie les processus de respécification, à partir d'une pratique déjà installée et prégnante, de trucs, de routines et de gestes empruntés pour connaître [START_REF] Hutchins | Cognition in the wild[END_REF]. On a pu en faire l'expérience à partir d'une enquête sur les usages de l'application pour smartphone Folia de reconnaissance des espèces d'arbre à partir d'une photographie de leur feuille. En travaillant avec les informaticiens concepteurs de l'application et en organisant des sorties natures filmées, on a pu faire l'expérience de la confrontation entre, d'une part, l'imaginaire simplifié des concepteurs de l'application Folia tel que présent dans le mode d'emploi inséré dans l'application smartphone, et d'autre part, la diversité des pratiques d'utilisation des smartphones révélée par le filmage, en vidéo, des pratiques sociales observées à l'occasion de sorties utilisant Folia 9 . Entre ce que le mode d'emploi prévoit de manière sèche et la profusion des pratiques révélée par la vidéo de plein air sont perdus tous les détails considérés comme superflus, intéressant intellectuellement, mais non pertinents à des fins de mise en oeuvre. La vertu de la sociographie est alors de mettre en lumière des variables sociologiques capables de montrer l'inégale répartition des motivations voire des compétences cognitives dans la population pour satisfaire à la tradition cognitive des sciences citoyennes. L'approche par l'ordinaire des sorties nature a montré précédemment le rôle des affects, des mobilisations de compétences préalables, des attitudes valorisées (comme on va le voir plus bas) qui relèvent de l'actualisation de parcours biographiques pris dans une stratification sociale particulière. Ci-dessous, on dispose de quelques données sur les variables sociologiques permettant de situer la population des contributeurs aux sciences participatives (Tableau 1).

Agriculteur exploitant 15

Source : gracieusement confié à l'auteur par Anne Dozieres (Prevost et al., 2016).

Le peu d'information disponible sur la sociologie des sciences participatives -comme pour le cas ci-dessus d'un panel de cinq observatoires (Opération Papillons, Observatoire des bourdons, Sauvages de ma rue, Spipoll et Oiseaux des jardins) 10 , corrobore les enquêtes statistiques menées sur les bénévoles dans le secteur environnemental [START_REF] Maresca | L'environnement une grande cause… locale, Dossier du Crédoc, Consommation et modes de vie, 105 p. Sortie nature, protocole et hybridité cognitive. Note sur les sciences partic[END_REF]. La défense de la qualité de la vie n'est pas également distribuée dans les couches de la population française et semble être l'apanage des classes aisées et des catégories bénéficiant de temps libres qui montrent un fort taux de titulaires de diplômes universitaires et d'anciens actifs parmi les militants.

Il n'est pas utile d'insister sur les inégalités de distribution de compétences dans la société en matière de rapport à la nature. La sociologie l'a déjà bien montré. En revanche il peut être intéressant de montrer à quel niveau achoppe la tradition cognitive des sciences participatives en général par rapport à l'approche habituelle de la connaissance de la population.

On distingue très rapidement dans les observations participantes de sorties nature ou dans les dires des gestionnaires de science participative, la question de l'attitude face à la technique, et notamment le numérique. Pour citer un exemple, il apparaît en sortie BioLit que la disposition d'un appareil numérique, la capacité d'utilisation de l'appareil en photo macro, la connaissance des réglages, et donc l'investissement dans la connaissance de cet outil est une condition de l'exercice de BioLit en pleine nature. Or cet intérêt n'est pas donné à tout le monde. Un autre exemple concerne l'utilisation de l'application pour smartphone « Folia ». Lors du test en sortie nature de Folia, il apparaît clairement que la maîtrise de la technologie smartphone, la familiarité avec les statistiques -l'application fournit pour chaque photo, 10 réponses possibles avec des pourcentages de confiance -, etc., diffèrent selon les personnes, et selon une approximation de grandes catégories de profils.

En entretien avec des observateurs de papillons impliqués dans l'Opération Papillons, et comme cela me sera confirmé à de nombreuses reprises, la question de l'héritage familial, la fréquentation de la campagne étant enfant, le temps passé aux loisirs, l'intérêt pour le numérique, la familiarité avec internet, etc. recomposent généralement des profils différenciés que le schématisme des variables sociologiques ne permet de décrire que de manière approximative [START_REF] Buhot | Classes moyennes et transformation d'un loisir de nature : le cas d'une association ornithologique[END_REF]. On va voir que l'importance des trajectoires sociologiques pour la tradition d'alphabétisation scientifique véhiculée par les sciences participative, se situe aussi au niveau de l'explication de la satisfaction que les contributeurs retirent de la science participative ; celle qui est prévue par le dispositif, et d'autres plus personnelles ou à la marge du dispositif.

Ce qu'accomplissent les sciences participatives

Ce qu'accomplissent les sciences participatives pointe dans de multiples directions : reconnaissance scientifique, goût pour la nature, approfondissement de la connaissance de certains lieux, formation personnelle. On peut entendre le terme « d'accomplissement » dans deux sens corrélés : d'une part il s'agit de savoir quelle est la félicité de l'action, pour qu'elle soit considérée comme réussie. Cela concerne les critères qu'on se donne pour juger de la réussite d'une opération et ils sont de deux ordres : le nombre d'occurrences relevées et l'étendue du public touché [START_REF] Lewenstein | What does citizen science accomplish ?[END_REF]. D'autre part, l'accomplissement des sciences participatives concerne les marques, les médailles, les citations et autres attributions de gratifications qui assurent aux acteurs le sentiment qu'ils ont accompli avec bonheur la tâche qu'ils s'étaient donnée. Dans ce domaine plus qu'ailleurs, l'explication de la participation par des profils de comportement déterminés socialement est moins probante que l'investigation des motifs et des justifications évoqués par les acteurs pour décrire un engagement réussi, qui suscite leur engouement pour le dispositif dans lequel ils participent.

L'accomplissement introduit à la reconnaissance d'une pluralité d'engagements dans les sciences participatives pour des acteurs qui nourrissent tous de manière différente le sentiment de satisfaction de leur pratique. On trouve, au gré des programmes de science participative des acteurs qui se singularisent par des manières bien à eux d'accomplir leur action. C'est ainsi qu'une contributrice à BioLit a laissé son métier antérieur pour vivre sur un bateau qu'elle conduit de ville en ville pour promouvoir les sciences participatives. Elle ne promeut pas que BioLit mais de nombreuses sciences botaniques ou sur la faune sauvage. Ailleurs, dans le cas de l'expédition « La planète revisitée » c'est un plongeur amateur qui est accueilli dans l'équipe pour ses compétences reconnues en matière de récolte de coquillages [START_REF] Faugère | Échanges de coquillages entre amateurs et professionnels[END_REF]. Dans le cas du programme Feederwatch du Laboratoire d'Ornithologie de Cornell, c'est Jack Griggs, un amateur éclairé qui écrit un livre sur le programme, qu'il destine à être un guide pour la participation [START_REF] Charvolin | Savoir anecdotique et sensibilité. Un livre sur les observateurs d'oiseaux impliqués dans le programme Feederwatch[END_REF].

27 Au niveau des processus d'attribution de gratifications, se négocie d'abord la place d'expert et la reconnaissance qui va avec. On voit apparaître une pluralité de profils de satisfaction pour les contributeurs, selon qu'ils sont plus ou moins férus, et surtout cette satisfaction est fluctuante dans le temps. L'observation des messages échangés sur le forum internet du programme Feederwatch montre des jeux incessants d'attribution d'expertise à certains internautes, qui apparaissent comme compétents à certains moments et dont on recherche moins leur avis à d'autres. Jack Griggs, qui a été omniprésent sur la liste de discussion, est un cas limite d'une fixation stable de la qualité d'expert. En règle générale on voit plutôt la circulation de l'expertise très liée à des stratégies de présentation, des formulations d'avis et de la mobilisation de références livresques. Il en va de même dans les sorties nature observées. Au gré de la marche et des découvertes -d'oiseaux par leur chant, d'algues par leur habitat, etc. -, on constate des mouvements d'attribution divers de la qualité de « celui qui sait », souvent avec l'adoubement de l'animateur ou des animateurs de sortie. En sortie collective, une gratification recherchée est d'être considéré comme « celui qui sait » et ainsi satisfaire au premier des motifs de la sortie : s'engager dans l'apprentissage du savoir et « monter l'échelle » de la compétence et de la reconnaissance. C'est ainsi que dans de nombreuses sciences participatives, le protocole dispose de plusieurs étages, de difficulté croissante, pour permettre à l'amateur de progresser dans le programme, au gré de son apprentissage (c'est le cas de BioLit, des programmes du CLO ou de Vigie-Nature).

28 Toutefois le premier accomplissement des programmes de sciences participatives tient dans cette capacité personnelle qu'on acquiert, ce que Rebecca [START_REF] Ellis | Jizz and the joy of pattern recognition : virtuosity, discipline and the agency of insight in UK naturalists'art of seeing[END_REF] Cette humilité des contributeurs devant l'ampleur de la caractérisation de la biodiversité mondiale ne doit pas faire oublier qu'elle contribue à créer des bases solides pour la connaissance de la nature au niveau international. Des études ont récemment trouvé que plus de 70 % des données comptant pour inventorier la biodiversité au niveau français sont le fait d'amateurs [START_REF] Levrel | Balancing state and volunteer investment in biodiversity monitoring for the implementation of CBD indicators ; À French example[END_REF]. Ce serait une lecture biaisée de la science naturaliste que de croire que le laboratoire est seule source de connaissance fiable pour extrapoler des cartes de la distribution et de la quantification des espèces sur le territoire. La justification majeure des sciences participatives est en effet de créer des bases de données interopérables, pour couvrir toute la nature, et par conséquent de sortir des ressources limitées du laboratoire, toujours trop spécialisé. La conviction des participants aux sciences collaboratives, d'être impliqués dans un réseau sérieux, fiable, scientifique correspond à la réalité de leur impact sur la connaissance de la biodiversité mondiale. Il faut donc inverser le rapport entre laboratoire et amateurs dans la fabrication de la connaissance, en matière de relevé des espèces. Devant la fluctuation des espèces, leur flux sur les territoires, ce sont les relevés territoriaux des amateurs, qui contribuent à fixer l'image de ce qu'on connaît ; les occurrences, les contacts, les coches, etc. des espèces sur le territoire sont les véritables « performances » [START_REF] Waterton | Performing the classification of nature[END_REF] par lesquelles la biodiversité est reconstituée, et l'inventaire précède ainsi la connaissance plutôt qu'il ne la confirme (Arpin et al., 2015).

Du même coup, il est rare de trouver des amateurs sans scientifiques référents, car le relevé de l'occurrence de la nature réclame cet attelage entre profane et académique. Les types d'acteurs qui contribuent aux sciences participatives se distribuent sur un continuum entre des scientifiques qui utilisent leur temps de loisir pour faire de l'observation amateur (Édit, 2008), jusqu'aux touristes qui contribueront une fois, dans le cadre de leurs vacances, à une sortie nature. La nouveauté des sciences participatives tient dans l'adjonction d'une circulation des données supplémentaire par rapport aux pratiques dilettantes ou amateurs. Ce qui est étonnant n'est donc pas que les gens participent, ce qui est la grande question adressée aux sociologues par certains dispositifs de sciences participatives. Il faut renverser la question puisqu'on a montré l'ordinarité de la sortie nature, et se demander pourquoi les scientifiques se branchent sur des pratiques populaires, et élaborent des dispositifs compliqués pour capter les observations et les convertir en données (Charvolin, 2013a).

L'accomplissement des sciences participatives est tributaire de la félicité concrète de toutes les actions petites et grandes mises en place pour associer des acteurs hétérogènes dans un collectif à vertu scientifique. Cela contribue à relativiser le savoir de la nature en multipliant les « points de vue », littéralement, c'est-à-dire les couples observation/ surgissements d'entités naturelles qui se passent sur le territoire national ou international ; ils construisent conjointement le témoignage fiable de l'amateur et l'information robuste centralisée dans les bases de données, dans un régime d'hybridité cognitive où la biodiversité devient relationnelle et non plus stock d'informations [START_REF] Bowker | Biodiversity, Datadiversity[END_REF].

Conclusion : hybridité et traditions cognitives

  Sortie nature, protocole et hybridité cognitive. Note sur les sciences participatives Nature outings, protocol and cognitive hybridity. Note on citizen sciences Florian Charvolin 1

  Vigie-Chiro : Grâce à un détecteur à ultrason des cris des chauves-souris, et un enregistreur numérique, les ultrasons sont transformés en sons audibles par l'oreille humaine. L'analyse qui en est faite permet de connaître l'espèce enregistrée. Les participants peuvent choisir entre trois types de parcours, routier, pédestre sur des transects ou par point d'écoute répartis par habitat, avec tirage au sort des sites. • L'Observatoire de la biodiversité des jardins, Opération Papillons : En s'inscrivant à l'Opération Papillons, le participant reçoit un guide d'identification d'espèces et de familles de papillons. Il s'agit ici de compter le nombre de papillons par espèce vus en même temps dans le jardin, et de compiler une fois par mois le nombre maximum d'individus vus en fonction de fiches d'identification distinguant des espèces ou des groupes d'espèces. • STOC-EPS : Le STOC-EPS est basé sur des points d'écoute. Les ornithologues bénévoles assurent le suivi de carrés tirés au sort comportant 10 points d'écoute de 5 minutes. Les points d'écoute du carré défini par l'observateur doivent être représentatifs des habitats du carré. Les observations sont faites deux fois par printemps, à date fixe et au même endroit.

  Sortie nature, protocole et hybridité cognitive. Note sur les sciences partic... VertigO -la revue électronique en sciences de l'environnement, Volume 17 numéro 3 | décembre 2017

8.

  Des analyses de l'association Tela Botanica évoquent d'autres associations entre empowerment des participants aux sciences participatives et attribution d'une compétence universelle à acquérir des compétences cognitives. Heaton et al. (2011) notent l'importance du recours au Web 2.0 et à l'organisation en réseau ouvert des dispositifs pour expliquer l'offre d'accompagnement tout public du participant aux dispositifs modernes de la botanique. Patricia Dias da Silva et Lorna Heaton (2017) tirent notamment des conclusions sur les conséquences de l'utilisation du web sur la notion d'alphabétisation scientifique, dans leur étude sur la digitalisation participative de l'Herbarium Marie-Victorin à Montréal. 9. Où l'on pouvait mettre en série des batteries de comportements tous différents pour prendre une photo de feuille avec le smartphone. 10. Elena Vitte arrive à des résultats similaires sur le dispositif BioLit, dans son mémoire de mastère 2 de sociologie appliquée au développement local, en 2015. RÉSUMÉS L'expérience de plein air, hors du confinement des disciplines académiques, engage une hybridité cognitive particulièrement nette dans le cas de dispositifs associant scientifiques et amateurs. La multiplication actuelle des sciences participatives réclame de se pencher sur ces lieux du « grand air », qui renversent la préséance du laboratoire, pour faire de la sortie nature et du protocole observé en plein air leur centre de gravité. L'article prend la mesure du phénomène des sciences participatives et propose une lecture de ses performances pour l'acquisition de connaissance et le type de sociabilité et d'accomplissement qui s'y joue.The open air experience, away from the confinement of academic disciplines, produces a cognitive hybridity all the more evident in processes of dialogue between scientists and amateurs. The contemporary development of citizen sciences requires an investigation of their manifestation in the wild, and reverses the priority given to the closed space of laboratory to describe science, to the profit of outings and observing protocols in nature. The paper considers this phenomenon of citizen sciences, and proposes a reading of its performances in terms of knowledge acquisition, sociability and other forms of accomplishments. INDEX Mots-clés : sciences participatives, cognition, sociologie de plein air, naturalistes Keywords : citizen sciences, cognition, sociology of outings, naturalists Sortie nature, protocole et hybridité cognitive. Note sur les sciences partic... VertigO -la revue électronique en sciences de l'environnement, Volume 17 numéro 3 | décembre 2017

  Sortie nature, protocole et hybridité cognitive. Note sur les sciences partic...

	appelé : « Observons la nature, des réseaux et des sciences pour préserver la
	biodiversité » (Tela Botanica, 2009), qui sert d'appui à un colloque appelé « sciences
	citoyennes et biodiversité » tenu à Montpellier les 22 et 23 octobre 2009. Il recense 43
	dispositifs, créés entre 1989 et 2009 sur le territoire national y compris marin. Un cahier
	de l'IFREE, « l'Institut de formation et de recherche en éducation à l'environnement » de
	Poitou Charente, de 2011, est intitulé : « Sciences participatives et biodiversité.
	Implication du public portée éducative et pratiques pédagogiques associées ». Il liste 60
	projets de tailles diverses et représentants des exemples de sciences participatives en
	France. Il s'appuie sur l'approfondissement de 18 d'entre eux pour proposer une sorte de
	guide méthodologique pour créer son dispositif participatif. Cette synthèse à l'initiative
	des associations naturalistes et des institutions régionales a été systématisée par un
	rapport de Gilles Boeuf directeur du Museum national d'histoire naturelle, Yves-Marie-
	Allain et Michel Bouvier, du Conseil général de l'environnement et du développement
	durable, qui a été remis au ministre de l'Écologie en janvier 2012 et intitulé : « L'apport
	des sciences participatives dans la connaissance de la biodiversité » (Boeuf et al., 2012). Le
	Muséum était d'ailleurs pionnier en la matière puisque sur les pas de l'Observatoire suivi
	temporel des oiseaux communs en son sein, il crée en 2006 Vigie-Nature, un programme
	porté par un de ses laboratoires, le Centre d'Écologie et des Sciences de la Conservation
	(CESCO) (Legrand 2013), et qui regroupe une vingtaine d'observatoires avec autant de
	partenaires associatifs, comme Noé Conservation ou Planète Mer, et des laboratoires de
	recherche. Un collectif sur les sciences participatives et la biodiversité s'est également
	créé au niveau national, et alimente une page du site Nature.France.fr qui recense, en
	2015, 200 initiatives de sciences participatives françaises. L'Observatoire national de la
	biodiversité, se fondant sur des informations en provenance de nombreuses de ces
	structures, établissait en 2014 à 37 838 le nombre de personnes leur ayant envoyé au
	moins une observation dans l'année. Enfin, le président de l'INRA, l'Institut National de
	Recherche sur l'Agriculture, a rendu en 2016 un rapport sur l'INRA et les sciences
	participatives et a organisé plusieurs auditions à cet effet
	VertigO -la revue électronique en sciences de l'environnement, Volume 17 numéro 3 | décembre 2017

  distinguer les plantes qui poussent sur les bas-côtés des chemins. Le groupe repose sur des personnes assidues, férues de plantes et sur d'autres plus dilettantes, la sortie étant l'occasion de socialiser en même temps qu'on botanise. Ainsi, chemin faisant, le groupe se disloque, en sous-groupes, lorsque certains sont arrêtés dans leur progression devant un cas récalcitrant, ou que la discussion s'enflamme sur des sujets variés, puis se réunit, commente les clés de distinction, cherche des espèces de la même famille, etc. Il arrive que les plantes soient ramenées à la maison pour une meilleure identification, ou bien que certaines soient prélevées sur le chemin pour être replantées au jardin une fois la sortie finie. Les sorties de sciences participatives, celles qui se passent en groupe, ou même en solitaire, sont à voir plutôt comme des variantes de ces pratiques spontanées, qui se singularisent finalement par le fait que des scientifiques se sont mis à explorer le bénéfice que l'on pouvait tirer de cette pratique populaire. Ainsi le protocole de BioLit met en présence des structures relais de l'association Planète Mer qui ont accepté d'organiser une sortie(Gévaux, 2015). Les intéressés sont réunis autour d'un animateur qui présente le projet et les questions scientifiques que posent la couverture algueuse de l'estran comme signe d'une biodiversité locale et les menaces qu'elle encourt actuellement. Ensuite, le groupe se disloque en bi ou trinôme chacun avec un quadrat (quadrilatère en PVC chargé de définir le périmètre étudié) et des fiches de reconnaissance des espèces. La fin de la sortie est l'occasion de se réunir ensemble, pour Dans le cadre de protocoles de sciences citoyennes réglant de manière plus rigoureuse la sortie nature que les herborisations spontanées, la sortie récapitule, par anticipation, la relation au professionnel dans laquelle le compte rendu s'insèrera. Dans le cas de l'usage de l'application smartphone Folia, on a même pu assister en sortie nature à des monologues de participants, verbalisant seul devant leur téléphone, les noms d'espèce proposés par l'application, comme pour les faire leurs et endosser l'expérience de témoin de ce qu'ils avaient perçus , qui est second par rapport à la satisfaction émotive et l'intérêt pour un groupe d'espèces marottes. La valeur accordée à la science dans le cadre du dispositif Feederwatch nord-américain (CLO) (reconnaissance et comptage des oiseaux aux mangeoires des particuliers) par exemple, est moins importante que l'intérêt électif pour telle ou telle espèce[START_REF] Brossard | Scientific knowledge and attitude change : the impact of citizen science[END_REF]. Nommer l'espèce, en situation de plein air, compter la population qu'on a devant les yeux, correspondent à un moment clé qui associe jouissance personnelle et anticipation de la communication qu'on pourra faire plus tard de l'espèce contactée. La dimension passionnelle est très présente, et permet de relier l'épreuve de connaissance et la satisfaction émotive autour de ce que Rebecca Ellis (2011) appelle la joie de la reconnaissance du modèle de l'espèce, lorsqu'on apprend à reconnaître une espèce nouvelle. Il arrive à tout amateur de nature, y compris au sociologue apprenti naturaliste, de faire l'expérience de cet éclair de contentement lors de la reconnaissance d'une nouvelle espèce qui lui était jusque-là inconnue. Cela a fait dire à[START_REF] Lynch | Lists, field guides, and the descriptive organization of seeing : birdwatching as an examplary observational activity[END_REF], voir aussi Waterton, 2003) que l'observation en pleine nature était un excellent moyen de comprendre les processus et conditions des épreuves de connaissance, lorsque le sociologue, lui-même amateur, pratique sa propre introspection pour comprendre les ressorts de la connaissance. C'est au niveau de l'expérience mentale et personnelle, l'incorporation corporelle de voies d'accès à la reconnaissance des espèces, que se juge la pertinence de la sortie nature dans l'ensemble de la chaîne de capitalisation des données autour du protocole de leur collecte, et de leur centralisation en science participative. C'est pourquoi la phase de sortie nature est si cruciale pour cette mobilisation des amateurs, dans un contexte où le laboratoire est éloigné et les interactions dépendantes de relations de plein air sujettes à une multiplicité de niveaux d'accomplissement : mentale, interpersonnelle, introspective, etc. La sortie nature est à prendre dans toute son extension d'expérience phénoménologique. à travers la présence de bénévoles formés et la représentant, la sortie nature des sciences participatives est cadrée par un « protocole » avec ou sans personnel encadrant pour le faire respecter. Il s'agit d'un cadre de l'expérience comme un autre

Sortie nature, protocole et hybridité cognitive. Note sur les sciences partic... VertigO -la revue électronique en sciences de l'environnement, Volume 17 numéro 3 | décembre 2017 guide naturaliste pour discuter de la sortie et d'autres sujets du moment. Les programmes répertoriés peuvent aussi proposer aux contributeurs une activité plus solitaire, comme l'observation des papillons aux jardins des particuliers. Mais dans le cas de l'Opération Papillons on s'aperçoit que généralement l'observation est discutée, voire faite en famille. De ce point de vue la sortie d'observation peut être de quelques minutes dans le jardin ou de plusieurs heures dans une forêt, elle est toujours conçue comme une séquence d'action qui se forme, se développe et s'éteint, et qui ne peut s'envisager indépendamment de son compte rendu. Rendre compte de ce qui a été vu et avoir vu se confondent, qui installent rétroactivement le participant comme témoin

(Dulong, 1999)

. C'est ainsi que les plantes séchées ramenées des sorties botaniques, les photos récupérées des sorties BioLit, font partie intégrante de la sortie comme une modalité de son compte rendu qui circule en petit comité ou sur internet. 11 Ceci est particulièrement vrai dans le cas de dispositifs de sciences participatives qui supposent concentration, formatage et transmission des données naturalistes, à l'Inventaire national du patrimoine naturel ou à d'autres bases de données 7 . L'expérience de la sortie nature est l'occasion de s'essayer au compte rendu dans une interaction parfois à plusieurs, en verbalisant, par tâtonnement, les noms d'espèces qu'on estime rencontrer, leur nombre d'individus (oiseaux notamment), ou la couverture spatiale (algue par exemple) qu'ils représentent et par anticipation du rendu qu'on fera auprès de l'institution scientifique qui a défini le protocole. grâce à la machine. Ainsi, c'est au niveau de la sortie nature que se passe la respécification de connaissances, d'expériences, de goûts pour les espèces, dans un cadre Sortie nature, protocole et hybridité cognitive. Note sur les sciences partic... VertigO -la revue électronique en sciences de l'environnement, Volume 17 numéro 3 | décembre 2017 scientifique

  Tableau 1. Résultats pour 1891 observateurs des cinq observatoires grand public de vigie nature, codes avec les catégories de l'INSEE.

	Catégories socio-professionnelles	Activité
	Retraité	690
	Cadre/Professions intellectuelle supérieure 397
	Employé	262
	Profession intermédiaire	165
	Autre	112
	Sans activité professionnelle	105
	Élève ou étudiant	58
	Artisan/Commerçant/Chef d'entreprise	48
	Ouvrier	39

  appelle le « Jizz ». Le jardin des participants à l'Opération Papillons devient un lieu d'investigation où la connaissance flottante prend des tours plus précis. On ne dit plus « papillon », mais « brun du pelargonium ». Cette valeur prend pour cadre d'abord l'approfondissement de la connaissance par accointance avec la nature, ou si l'on veut le savoir acquis par fréquentation. On rentre dans les programmes pour des fins de développement personnel et la capacité d'étendre la discrimination des espèces que l'on peut faire dans la nature. Mais on ne peut dissocier cet exercice intime et personnel, du choix que le contributeur fait de participer dans un programme public. Après tout, n'importe qui peut se promener dans la nature, un guide ou un smartphone à la main pour reconnaître les espèces. Ce qui fait la différence, dans les cas de sciences participatives, est la volonté d'encadrer ce développement personnel dans un projet d'activité utile(Juillard, 2014). Sortie nature, protocole et hybridité cognitive. Note sur les sciences partic... VertigO -la revue électronique en sciences de l'environnement, Volume 17 numéro 3 | décembre 2017« Chacun apporte les pierres qu'il veut, c'est bien la philosophie non ? » ; « J'ai apporté mon petit caillou à l'édifice » ; « Je contribue à un point de mesure parmi un millier, permettant de faire des cartes de répartition. C'est ma petite pierre » ; « Je ne suis qu'un maillon de la chaîne. Chaque maillon est indispensable » ; « Chacun met une pierre à l'édifice. C'est une petite contribution compte tenu du territoire complet » ; « Une petite pierre à l'édifice de la connaissance » ; « Je ne suis qu'un millième de ceux qui se dévouent au programme STOC » ; « Avoir fait partie d'une des nombreuses briques du projet » ; Autrement dit, la question de l'inscription des acteurs et du caractère bordé par les protocoles, les standards à respecter, l'absence relative d'investissement personnel, etc. n'est pas synonyme d'un défaut de caractère effectivement participatif des sciences collaboratives. À ceux qui y verraient une preuve de manipulation des amateurs dans la non-participation à la définition des hypothèses de recherche, dans la non reconnaissance des amateurs dans la signature des articles de recherche issus des sciences participatives, la réponse des intéressés est fondamentalement qu'ils prennent leur engagement comme une activité modeste, sans prétention autre que celle qui rythme leur cours d'action dans la vie quotidienne et qui se justifie d'un « si ça peut servir à d'autres » qui caractérise la perplexité du public.

	Les amateurs qui
	ont été interrogés sur internet en 2009 par Téla Botanica, mentionnent, avec un bel
	ensemble, cet engagement dans un loisir sérieux. Il s'agit, à travers la participation de
	contribuer à imprimer une marque dans le monde plutôt que de s'engager dans un
	exercice purement gratuit. Les internautes participant à la consultation (Charvolin,
	2013b) exposent massivement leur attachement à la science et surtout à leur participation
	à un dispositif aux prises avec le réel, plutôt que seulement ludique. Voici ci-dessous un
	florilège d'expressions recueillies par la consultation par internet à l'initiative de
	TelaBotanica en 2009, en préalable à leur colloque et à la sortie de leur brochure (Tela
	Botanica, 2009) :

  L'hybridation cognitive tient à cette mise au diapason de la pratique ordinaire de la nature, autrement dit de sa fréquentation, avec une activité de laboratoire scientifique. L'étonnant est du côté des scientifiques et non pas du public. On peut se demander si les sciences participatives ne sont pas des scènes où se joue le décentrement de la pratique scientifique, traditionnellement confinée et son élargissement de la conception de ce qui fait une donnée robuste et objective. Cet élargissement touche aussi la sensibilité à la pression d'observation variée représentée par les profils sociaux et la répartition des participants non spécialistes, qui génère une mise en réflexivité de la pratique scientifique et l'indexation d'une connaissance sur la relativité des points de vue et leur partage(Naudon, 2013, p. 63). L'articulation profane/scientifique assurerait la multiplication d'occasions de retour réflexif sur les incertitudes et le caractère partiel des méthodes de collecte, provoquant le décloisonnement, le déconfinement de la recherche.En résumé, l'hybridité cognitive telle que dessinée dans cet article exprime l'impossibilité d'une posture de connaissance distante et neutre. La friction du savant et du profane, conduisent les contributeurs divers des sciences participatives à inverser la priorité entre le savoir de laboratoire et l'occurrence de terrain. Comme l'a montré[START_REF] Kohler | All creatures : naturalists, collectors and biodiversity, 1850-1950[END_REF], la biodiversité naît de la fréquentation de la nature et de la modification des accès et des outils pour assurer cette fréquentation. Et[START_REF] Secord | Science in the pub : artisan botanists in XIXth Century Lancashire[END_REF] radicalise cette inversion du regard sociologique sur les lieux légitimes de production de la connaissance en allant chercher du côté des milieux populaires ce qui est traditionnellement attribué de manière exclusive à une élite scientifique. Les programmes de sciences participatives outillent et équipent ainsi, grâce aux protocoles, les observations naturalistes. Par exemple, le programme sur les chauves-souris (Vigie-Chiro), met à disposition des paraboles et des enregistreurs à ses membres et le programme Phénoclim, contribue à l'installation de stations météos sur le territoire. Ce sont ces outils, ces protocoles, associés à la présence amateur qui assurent la couverture du territoire et de proche en proche les modélisations, les résultats voire les concepts qui vaudront par la suite comme description de la biodiversité avérée, et stable, ayant effacé la précarité et l'ordinarité des pratiques qui la construisent. L'hybridité cognitive invite alors à penser les sciences participatives comme des lieux radicalement hétérogènes aux prises avec une conduite ordinaire de l'action. Par radicalement hétérogène, il faut entendre ce que[START_REF] Waterton | Performing the classification of nature[END_REF] décline, c'est-à-dire la rencontre d'altérités non réductibles les unes dans les autres. Le « grand air », à la fois comme « nature » hors laboratoire et lieu de partage hybride, joue ce rôle de scène hors confinement. La sortie nature est un modèle d'altérité dès lors qu'on s'intéresse à l'expérience pratique et aux savoirs locaux. Mais alors le grand air pourrait bien aussi nourrir une posture de recherche, qui explore, de proche en proche, d'autres lieux, où s'échangent des connaissances par-delà les clivages conventionnels. Pour les sciences participatives, la sortie nature confronte ces clivages cognitifs entre savant et profane. On a montré qu'ils prenaient corps dans au moins deux traditions, d'une part, celle que partagent de nombreux promoteurs académiques de sciences participatives et une partie de la communauté des sciences de l'homme et de la société, à savoir l'alphabétisation scientifique et la norme d'une science séparée rationnellement du savoir populaire, et d'autre part, celle de l'hybridité cognitive qui sélectionne des objets tels que la « cognition sauvage » dans les espaces non confinés. Nous avons montré que ces deux traditions cohabitent entre activités normées et pratiques de plein air, dans les mêmes programmes. Le défi d'un accompagnement sociologique de ces sciences participatives consiste à ne pas prendre l'une pour dénoncer l'autre, mais éprouver les tensions entre les deux et proposer des arrangements voire les délinéaments d'autres traditions encore en gestation. Il serait très intéressant de voir comment les laboratoires et associations gérant les bases de données s'y prennent pour les numériser, les formater et les transmettre, c'est-à-dire l'autre bout de la chaîne opératoire de la fabrication de la donnée naturaliste. Je n'ai cependant pas privilégié ce moment pourtant névralgique dans les dispositifs, en me concentrant sur la phase d'inscription, mais une inscription hors laboratoire. Sur la numérisation voir[START_REF] Heaton | La construction locale d'une base transnationale de données en botanique[END_REF].

7.

Sortie nature, protocole et hybridité cognitive. Note sur les sciences partic... VertigO -la revue électronique en sciences de l'environnement, Volume 17 numéro 3 | décembre 2017

Il se passe cependant de nombreuses discussions et interactions en sortie nature qui ne sont pas focalisées sur la production de relevés naturalistes secs. D'ailleurs la sortie nature n'est plus systématiquement associée à des formes de sociabilité du type de celles sociétés savantes héritières du XIXe siècle[START_REF] Delaporte | L'objet et la méthode. Quelques réflexions autour d'une enquête d'ethnologie urbaine[END_REF], et la diversification des moyens de mise en réseau, comme les forums de discussion sur internet du programme Feederwatch le montrent, assure une pluralité d'accroches de ce qu'on voit en sortie et les manières d'en rendre compte, à mi-chemin entre le relevé de données et le partage pittoresque d'une excursion. Ainsi lors des sorties pigeon watch, dans des villes des USA, il a pu être observé que la discussion entre les mères des jeunes qui faisaient l'observation, pouvait parler de l'éducation de leurs enfants[START_REF] Lewenstein | What does citizen science accomplish ?[END_REF]. Dans le cas de sortie Folia, on peut observer des discussions à bâton rompu sur les marques et la fiabilité de voitures comme les Porsche Cayenne. Autrement dit, le groupe en interaction s'établit comme une occurrence supplémentaire de relations de sociabilité, d'investissements affectifs et cognitifs dans des activités, des parcours dans la nature, dans son jardin ou dans sa rue. Il relève de l'ordinaire des pratiques sociales, enchâssé dans l'univers complexe de la vie sociale, même si on a pu montrer, pour le cas des ornithologues, que la sortie nature pouvait assurer une sociabilité à distance[START_REF] Charvolin | Action à distance et engagement au Comité Ornithologique Rhône-Alpes[END_REF].

Pour autant, ce maillage du social n'est pas spontané et se passe à l'occasion de relations élaborées, construites et cadrées par rapport auxquelles le groupe gère son application à s'y plier et/ou à les déborder. Là où l'association à travers sa routine instituée donne le cadre dans le cas de sorties nature à la Ligue pour la protection des oiseaux par exemple, Sortie nature, protocole et hybridité cognitive. Note sur les sciences partic... VertigO -la revue électronique en sciences de l'environnement, Volume 17 numéro 3 | décembre 2017

Le protocole introduit une activité cadrée. La séquence d'action représentée par la formation, le déroulement et l'expiration d'une sortie nature y prend, lorsque la sortie se fait à plusieurs, une physionomie que l'on pourrait alors comparer à une réunion de travail scientifique à l'intérieur du laboratoire(Mondada, 2005, pp. 35-59). Toutefois, au lieu d'être dans un endroit confiné, l'activité cadrée se déroule le long d'un cheminement, où l'itinéraire de la réflexion individuelle et/ou de la discussion suit étroitement le pas des protagonistes. L'univers éprouvé par le contact avec la nature découvre un paysage discursif évolutif -au fur et à mesure de la marche. Les sensations influent sur la discussion. Et ce sont parfois les discussions qui viennent modifier la perception des endroits traversés. Le protocole s'inscrit dans une activité plus ou moins dilettante, portant sur l'univers symbolique, esthétique, évocateur, métaphorique du milieu parcouru(Jodelet, 2013 citant Schutz). On s'arrête pour contempler un papillon Paon du jour, on relève que l'automne point à travers un vent qui rafraichit l'atmosphère, on discute des assonances de termes entre deux espèces d'arbre en cherchant leur non vernaculaire ou leur étymologie, on parle de la recette de cuisine qu'on peut faire avec telle plante, etc. Il y a des moments initiaux de divergence des discussions, des moments de coordination serrée de l'attention et du sujet discuté, et des moments de relaxes. Ainsi lors d'une sortie BioLit, le groupe, après une présentation à l'entrée de l'estran, va discuter, par affinité, de sujets et d'autres lorsqu'il marche pour arriver au site d'observation. Dans le cadre de la sortie Folia dans le parc de Miribel Jonage et aussi au Parc naturel régional du Pilat, près de Lyon, on assiste à un regroupement aux deux tiers du parcours, où l'attention se fait moins soutenue, des blagues et des discussions fusent. Ainsi la sortie nature de sciences participative ne force pas une activité, qui sans ses Sortie nature, protocole et hybridité cognitive. Note sur les sciences partic... VertigO -la revue électronique en sciences de l'environnement, Volume 17 numéro 3 | décembre 2017

Remerciements

AUTEUR

FLORIAN CHARVOLIN

Sociologue, chargé de recherche au CNRS, Centre Max Weber, 14 av. Berthelot, 69 007 Lyon, France, courriel : florian.charvolin@gmail.com Sortie nature, protocole et hybridité cognitive. Note sur les sciences partic... VertigO -la revue électronique en sciences de l'environnement, Volume 17 numéro 3 | décembre 2017


N Wang

D Delahaye

M Mongeau

A Gondran
email: |gondran]@recherche.enac.fr

[EN-A-044] Optimal location of dynamic military areas within civil aviation traffic

Keywords: dynamic military area, optimization, location problem, simulated annealing algorithm

In this study, we focus on the problem of locating optimally dynamic military areas with the aim of minimizing the number of civil flight trajectories potentially impacted by the military activity, and the distance between the military area and the military base. We model the military areas by 2D geometry shapes with a vertical extension associated to given flight levels during the temporary area-activation time window. We propose a mathematical formulation of this problem as a constrained-optimization problem. We then introduce a global-optimization methodology based on a simulated annealing algorithm featuring tailored neighborhood-search strategies and an astute computational evaluation of the otherwise costly objective function. This is applied to one day of French traffic involving 8,836 civil flights. The results show that the proposed method is efficient to locate the military area that is nearest from the military base, while minimizing the potential impact on civil flight trajectories.

Introduction

Along with the fast development of aviation technology, air traffic experienced its highest growth over the last five years [START_REF]Airbus global market forecast for 2017-2035[END_REF]. Traditionally, prohibited airspace or no-fly areas, where no civil flights are allowed at any time, are established for security reasons or military activities. Fig. 1 shows the real potential military areas (represented by the pink and orange polygons) in the lower French airspace. If we zoom in around the Charles de Gaulle airport (Paris), seven potential military areas are found, represented in Fig. 2 by yellow polygons of various shapes surrounded by fences, and whose dimensions range from 40 NM to 120 NM. These areas are placed so as to avoid the main civilian traffic flow (represented by different colors of lines). However potential conflicts still exists for a large number of trajectories. Therefore, military areas have become significant constraints for civilian traffic. To meet the increasing civilian traffic demand and to improve airspace utilization, implementing temporary/dynamic prohibited areas to perform military training or missions for short periods of time seems to be a better choice. A civil-military coordination program is thereby necessary for airspace planners to take the military activities into consideration. In a static airspace planning process, the military part provides the time and location information of the upcoming military missions online one or several days before the operation. Airspace planners take these constraints into account to come up with an operational airspace use plan and then publish it. Then, any changes after publication such as weather changes, cancellations of missions etc. might not be captured, leading thereby to a waste of resources. To realize flexible airspace management, a dynamic airspace planning process is preferred: the coordination process continues after the airspace use plan is published, until a time much closer to the time of operations. This yields increased benefit and a better use of resources through more accurate data while maintaining full flexibility for military operations. In this case, the airspace management is performed at the tactical level.

Ideally, the airspace planning platform is online and in real time. It should allow civil and military parts for airspace bookings and coordinations. It can also carry out analyzing functionalities such as conflict detection, automation of tasks such as NOTAM (Notice to Airmen) requests for pilots, airspace use plan drafting, and visualization display for airspace planners. With such an airspace planning platform, common situation awareness are available for tactical civil-military coordination. Real-time activation and de-activation of airspace are viable based on planning and acknowledgements of the air traffic controllers in charge. Finally, airspace status can be displayed on different interfaces of the ATM system.

The left part of Fig. 3 displays a scenario in which civilian traffic flow (represented by white two-way arrows) overlaps a military area (represented by the blue polygon). To tackle this issue, various methods are proposed: one can divide the current military area into subsets, consider for example the three parts A, B and C, as presented by Fig. 3 left. One can then active only the A, C parts during the time (e.g. at night) during which civilian traffic is not active. One can then relocate the military area by airspace discretization, and find the grids of airspace that civilian traffic does not occupy (Fig. 3

center).

One can also relocate the military area dynamically in time and space, taking the civilian traffic into consideration (Fig. 3 right). The first two methods are relatively easy to implement, while having recourse to the Dynamic Military Areas (DMA) constitutes a scientific challenge. In this study, we carry out a preliminary study on such a DMA approach. The objective of this study is to allow optimal military airspace reservations in time, flight levels and/or geographical location without limiting mission effectiveness while enabling a more efficient use of the airspace for civilian flights. In this article, we concentrate on DMA for military missions that relies on designing an airspace volume that envelopes the whole military mission trajectories. It features user-defined lateral and vertical dimensions, along with user-defined activation-time duration. Our decision variables include the 3D geographical location of the the military area related to the military base position. The activation time is also an optimization variable, it can be chosen within a user-defined time window. These parameters will be computed so as to minimize both the amount of civilian flights overlapping the military area (at the strategic level) and the distance between the DMA and the military base.

To our knowledge, there is no previous published study on the military area location problem. Nevertheless, one is tempted to consider our problem as a special case of the single facility location problem. For this type of problem, "quick and dirty" methods are recommended [START_REF] Moradi | Single facility location problem[END_REF]. For our problem, approximate models are used due to limited input data available for decision makers. Contrary to the classical facility problem, here the facility is considered "toxic", therefore one aims at minimizing the harmful effect (the impact on civil trajectories in our problem) inside the facility (the military area) coverage range. Another specific feature of our problem is the fact that it deals with continuous candidate locations. The first survey on continuous location problems was conducted by F. Plastria. In his work [START_REF] Plastria | Continuous location problems: Research, results and questions[END_REF], exhaustive topics on continuous location theory are discussed. A recent survey on continuous location-allocation problems was performed by J. Brimberg [START_REF] Brimberg | A survey of solution methods for the continuous location allocation problem[END_REF] in 2008; his work confirms that heuristic methods contributed significantly to improving the methods addressing this type of problem.

The remaining of this article is organized as follows: in Section 2, a mathematical model for the military area optimal location problem is proposed. Section 3 introduces a simulated annealing algorithm to address this problem with dedicated neighborhood operators. Several test results on the French airspace are presented, and performance of the algorithm is analyzed in Section 4. Finally, conclusions are drawn along with future perspectives for military area location problems.

Mathematical model

In France, there are more than 8,000 civil flights in one day. Their trajectories cover almost the whole airspace above the French territory, as showed in Fig. 4. An example of a location of Military Area (noted as MA in the following sections) is represented by the green rectangle in this figure, and the position of the military base is the center of the blue circle. Planned flights passing through this rectangle during the activation time of the MA are affected and have to be modified. The MA is to be relocated inside this circle at different time windows so as to minimize the impacts on the civil flights planned during this same period. Moreover, from the fuel consumption saving point of view, minimizing the distance between the MA and its military base is also desirable. In this section, we model the MA by a 2D-geometry shape (a polygon) with a cylindrical vertical extension (i.e. a 3D cylinder with a polygonal section), and then we formulate our MA location problem as a constrained optimization problem. Remark that although one should properly speak of a military volume, we shall stick in the sequel to the more familiar MA terminology.

In this study, we aim to locate an MA for one given military base; the position of this military base is given as input data. To simplify the exposition, the shape of this MA is defined as a rectangle with a given vertical extension, i.e. a cuboid with given length L, width W and height H. It has also a given activation-time duration D. We also assume, as showed in Fig. 5, that it can then be rotated and/or moved around the military base, where (ρ, θ) are the polar coordinates of this MA (center of the rectangle), and φ is the rotation angle of the MA. We also denote the altitude of the lowest point of this MA as z, considering the military base as the origin of the space, and its starting activation time as t. To summarize, the decision variables are ρ, θ, φ, z and t. In theory, all five variables are continuous variables. In practice, aircraft follow discretized Flight Levels (FL) in order to ensure safe vertical separation. Here, we therefore consider discrete elementary altitude shifts δz = 5 FL (1FL = 100 feet), and we consider the discrete set Z := {z min + δz, z min + 2δz, . . . , z min + Jδz} for the possible values of z, where J = (z max -z min )/δz ( z denotes the largest integer greater than or equal to z), z min and z max are respectively the lower and upper bounds of altitude constraints for the MA. To simplify the time allocation, we also consider discrete time shifts δt = 5 minutes, and we define the discrete set T := {t min + δt, t min + 2δt, . . . , t min + Kδz} for the possible values of t, where K = ( t max -t min )/δt , t min and t max are respectively the lower and upper bounds of activation time constraints for the MA. Let us denote ρ max to be the maximum allowed distance between the center of the MA and the center of the military base. Let MA(x) denote the 4D (time + space) MA defined by an instantiation of our five-dimensional vector of decision variables x = (ρ, θ, φ, z, t). The civil flight (4D) trajectories are given under the form of discretized sample points P i ∈ R 4 , i = 1, 2, . . . , M , at intervals of 15 seconds, where M is the total (cumulated) number of sample points for all the trajectories. In order to minimize the impact of the military activity on the civil traffic, we aim at positioning the MA (in 4D) so as to minimize the number of trajectory sample points intersecting it. We also wish to minimize the distance between the MA and the military base. This is therefore a bi-objective optimization problem that we propose to model as:

minimize x=(ρ,θ,φ,z,t) f (x) = M i=1 1 Pi∈MA(x) + µ.ρ (1)
subject to 0 ≤ ρ ≤ ρ max (2) 0 ≤ θ ≤ 2π (3) 0 ≤ φ ≤ 2π (4) z ∈ Z (5) t ∈ T (6)
where the indicator function 1 Pi∈MA(x) is equal to 1 if P i ∈ MA(x) and is equal to zero otherwise. Hence

M i=1 1 Pi∈MA(x)
corresponds to the number of 4D sample trajectory points that lie inside the MA, and µ is a weighting parameter whose value is to be set by the decider according to his priority between the two criteria: distance ρ (expressed in NM) vs. traffic impact. In our tests, we use µ = 1 so as to prioritize the impact on civil traffic. Remark that this model could easily be adapted so as to evaluate the traffic impact by counting rather the number of trajectories intersecting the MA. When we consider only minimizing traffic impact (case where the user sets µ = 0), this problem can also be considered as the dual problem of the classical maximum coverage problem involving only one set (one MA in our case). This one-set situation removes the combinatorial nature of the maximum coverage problem. Nevertheless, instead of the typical discrete candidate sets or a planar (2-dimensional) continuous location problem, we deal here with a 5-dimensional location problem involving 3 continuous location parameters. The difficulty of this continuous optimization problem comes here from the fact that the objective function is non-differentiable and costly to evaluate (a black-box optimization problem), as counting the number of intersecting points is time consuming and this computation must be performed at every iteration. This is why we propose here a heuristic resolution method rather then having recourse to an exact approach.

3 Simulated annealing algorithm Simulated Annealing (SA) is a typical Monte Carlo global optimization algorithm. It is a paradigm that simulates the relationship between the internal energy and the temperature T during the process of metal cooling [START_REF]Simulated Annealing: Theory and Applications[END_REF]. Metal is in liquid state at high temperature; its internal energy is at its highest level but this state is highly unstable because of the high disorder of its atomic structure. If a fast cooling procedure is applied, then temper phenomena appears: internal energy quickly drops down but does not converge towards a globally minimal value; the metal has then an amorphous atomic structure with high disorder. However, during a slow cooling process, at each temperature, the internal energy has some probability to reach a locally minimal value. When the temperature reaches room temperature, the internal energy of the metal stabilizes at a minimal value; metal has then a crystal atomic structure.

At the beginning of the cooling process, an initial state x 0 must be provided by the user. This initial state can be randomly generated or can be particularly chosen to improve the SA performance; for instance, using prior knowledge on the problem, or using any heuristic. The temperature decrease at each iteration i is dealt with some cooling schedule such as: T i = α i T 0 , where T i is the temperature at iteration i, T 0 is the initial temperature chosen by the and α ∈ [0, 1] is a user-defined cooling parameter. At each iteration/temperature, N t number of transitions (from one solution to another) are performed. At each transition, a neighbor state x of the current state x is generated by some neighborhood operator getNeighbor(x). This new state is then evaluated through the objective function f . If the new state is better than the previous state (f (x ) ≤ f (x)), it is accepted. When the new state is worse than the current state, it is accepted with some probability IP (x, x , T ) related to the current temperature and the objective-function degradation. The most-used acceptance probability for a minimization problem is:

IP (x, x , T ) = exp (f (x ) -f (x)) T
The idea is that a bad transition is more likely to be accepted at high temperatures.

After acceptance or rejection of the new state, the algorithm proceeds to the next transition. The algorithm stops when T i goes below some pre-defined final temperature T f (for instance, we use T f = 0.0001T 0 in our tests), or some pre-defined target objective-function value is reached, or when after performing N iterations, where N is the maximum number of iterations decided by the user. SA is given in Algorithm 1:

Algorithm 1: Simulated annealing algorithm for a minimization problem

T ← T 0 , x ← x 0 while T > T f do for i = 1, . . . , N t transitions do x ← getNeighbor(x) if f (x ) ≤ f (x) then x ← x ; else x ← x with probability exp f (x )-f (x) Ti ; end T ← αT ; end return X;
The neighborhood operator getNeighbor(x) we are proposing for our problem returns a neighbor state x = (ρ , θ , φ , z , t ) of the current state x = (ρ, θ, φ, z, t) through the following five functions, chosen randomly with, in our tests, an identical probability, 1/5:

• Translate(x): return x , where ρ is chosen randomly in [0, ρ max ], and θ := θ, φ := φ, z := z, t := t.

• Rot θ (x): Rotate the MA around the military base, return x , where θ is chosen randomly in [0, 2π], and ρ := ρ, φ =: φ, z := z, t := t.

• Rot φ (x): Rotate the MA around its center, return x , where φ is chosen randomly in [0, 2π], and ρ := ρ, θ := θ, z := z, t := t.

• ShiftAltitude(x): return x , where z is chosen randomly in Z, and ρ := ρ, θ := θ, φ := φ, t := t.

• ShiftActivationTime(x): return x , where t is chosen randomly in T , and ρ := ρ, θ := θ, φ := φ, z := z.

All random choices above are assuming a uniform distribution. To evaluate the new state, the MA is first located to its new geographical position, and then located in time. Once we have the current 4D position, x, of the MA, one can count the number of trajectory sample points lying inside MA(x). Again, in order to avoid checking each point which would involve excessive amount of calculation, we propose proceeding as follows. First, discretize the 3D airspace and time to construct a 4D grid. Then, extract the neighbor grid elements around the MA as illustrated in red on Fig. 6; these grid elements envelop the MA (green) completely. Trajectory sample points lying outside these grid elements are not inside the MA. It remains to consider the trajectory sample points lying within the (red) envelop. We apply the winding number algorithm to check if the points are inside the MA shape. The winding number algorithm is a computationally-efficient procedure used to determine whether a given 2D point lies inside a given 2D polygon [START_REF] Hormann | The point in polygon problem for arbitrary polygons[END_REF], based on the sum of the angles subtended by each side of the polygon.

Simulation results in the French airspace

In this section, we apply the simulated annealing algorithm on one day of French traffic involving 8,836 civil flight trajectories, discretized into M = 1, 851, 029 trajectory sample points at intervals of 15 seconds. We first present the input MA parameters used in the numerical tests and the values we choose for the user-defined parameters involved in the SA algorithm. Then, numerical results obtained are presented and analyzed.

The chosen input MA parameter values are listed in Table 1: The SA algorithm parameters are set as follows:

• Cooling parameter: α = 0.95

• Number of transitions for each temperature: N t = 200

• Initial temperature: T 0 calculated empirically to yield an 80% acceptance rate We first apply the algorithm for three different values of the range ρ max : 100 NM, 200 NM, and 400 NM. Table 2 indicates the number of trajectories (nbT rajs) and sample points (nbP ts) that can potentially be impacted for each case. The SA algorithm was programmed in standard Java language. The results presented in this section are obtained on a computer with an Intel i7-4700MQ 2.40 GHz processor with 4 cores. We run the SA algorithm 10 times with the same parameter setting; average results will be computed over these 10 runs.

• Final temperature: T f = 0.0001T 0
In each case, the algorithm finds a location of the MA with the minimal possible impact on the civil flights: zero impact on the civil flights. The maximum solving time of ≈ 2 minutes is viable in a real-time operational context. The results obtained are presented in Table 2, where f (x * ) is the average minimal objective function (cf. equation ( 1)), which is the sum of nbP ts * , the average minimal number of impacted trajectory sample points (equal to 1 Pi∈MA(x * ) ) and of ρ * , the average minimal distance of the MA found by the SA algorithm. The average deviation of nbP ts * for 10 runs is denoted ∆nbP t * , ∆ρ * is the average deviation of ρ * and CP U represents the average SA algorithm run time in seconds. 1) in red) and the distance between the MA (second term of objective function [START_REF]Airbus global market forecast for 2017-2035[END_REF] in green) and the base at each iteration of the SA algorithm for three different ranges ρ max . In the objective function, the second criterion (distance from the military base, expressed in NM) is a small value in comparison with the first criterion (number of impacted points), since we chose to set the weighting parameter to µ = 1. As a consequence, we observe that the SA algorithm concentrates first on minimizing the first criterion (impact), and then pursues with minimizing the distance from the base while keeping the first criterion at its minimal value. The nearest MA found is 51 NM away from the base for the range 100 NM. The objective-function value converges faster to zero-impact solutions with the increasing range limits, and the nearest MA found is situated at 49 NM from the base for ranges 200 NM and 400 NM. Indeed, the SA algorithm often finds better locations because a larger range allows SA to converge rapidly to zero-impact solution, concentrating thereafter more time on minimizing the distance.

To analyze whether the algorithm is sensitive to the shape and size of the MA, we test different shapes and sizes of the MA by modifying the input parameters: length, width, height and activation duration. The results obtained by SA for shape change and size reduction of the MA are similar to those obtained above. However, if we increase the size of the MA, SA may fail to find an MA with zero impact on civil trajectories under small range limitations. Table 3 displays the results obtained for example when doubling the length of the MA; one observes that ∆nbP t * and ∆ρ * are relatively large for the 100 NM range since for 3 runs out of 10, the algorithm finds an MA location near the base but impacting hundreds of trajectory sample points.

Conclusion and perspectives

As air traffic increases, military areas become a critical constraint for civilian traffic. More flexibility is requested for airspace management. In this article, we proposed a Dynamic Military Area (DMA) approach, concentrating on the optimal location problem of one DMA within civilian traffic dedicated for short-time military activities. The military area is modeled by a 2D geometry shape, with a cylindrical extension associated to given specified flight levels, that has the flexibility to move both in space and in time. We proposed a constrained-optimization formulation that aims at minimizing both the impact of military activities on civil flights, and the distance between the military area and a given military base. A simulated annealing algorithm was designed to address the obtained black-box optimization problem. Numerical experiments were conducted on instances involving one day of French traffic. The results indicate that the proposed methodology is a viable decision-aid tool to search for the nearest military area having no impact on the traffic, as in our tests none of the existing 8,836 civil flights were impacted under different range limitations. Various tests on different input parameters show that the SA algorithm is robust and not significantly sensitive to the shape and size changes of the military area.

In future work, one may address another dynamic versions of this location problem, in which the position of the center of the military area follows a given mission trajectory. Another promising track of research could envisage using a deterministic black-box optimization methods such as those proposed in [START_REF] Conn | Introduction to Derivative-Free Optimization[END_REF][START_REF] Audet | Derivative-Free and Blackbox Optimization[END_REF]. The military location problem may be combined with a real-time flight-trajectory conflict prediction and resolution problem. In this case, conflict resolution approaches will be applied on the trajectories impacted by the chosen military area. A further extension of this work would involve several types of military aircraft operating from different bases. Finally, the concepts introduced in this study can be applied for UAV (Unmanned Aerial Vehicle) planning in the civilian traffic, or to any other dynamic restricted airspace planning.

Figure 1 :

 1 Figure 1: Potential military areas in lower French airspace

Figure 2 :

 2 Figure 2: Military areas (yellow polygons surrounded by fences) around Charles de Gaulle airport, Paris

Figure 3 :

 3 Figure 3: Variable and dynamic military areas

Figure 4 :

 4 Figure 4: Example of an MA location (green rectangle) near the military base (center of blue circle) within civil flight trajectories (red lines) over France

Figure 5 :

 5 Figure 5: MA location model: (ρ, θ) are the polar coordinates of the center of the MA (green rectangle), φ is the rotation angle of the MA

Figure 6 :

 6 Figure 6: Extract potential affected area (red) in the neighborhood of the current MA (green)

Figure 7 :Figure 8 :

 78 Figure 7: Evolution of the two criteria for ρ max = 100 NM

Figure 9 :Fig. 7 ,

 97 Figure 9: Evolution of the two criteria for ρ max = 400 NM

Table 1 :

 1 Input MA parameter values

	parameter	value	unit
	length (L)	40	NM
	width (W )	20	NM
	height (H)	5,000	feet
	zmin	10,000	feet
	zmax	30,000	feet
	δz	1,000	feet
	J	20	-
	D	120	minutes
	tmin	10 AM	-
	tmax	12 AM	-
	δt	5	minutes
	K	24	-

Table 2 :

 2 Simulation results with length L = 40NM for different values of ρ max

		Case 1	Case 2	Case 3
	ρmax (NM)	100	200	400
	nbT rajs	1,339	1,778	2,113
	nbP ts	100,741 171,331 226,316
	f (x * )	53.2	51.1	50.8
	nbP ts *	0	0	0
	∆nbP t *	0	0	0
	ρ * (NM)	53.2	51.1	50.8
	∆ρ * (NM)	2.3	3.8	1.4
	CP U (s)	114	299	285

Table 3 :

 3 Simulation results with length L = 80NM for different values of ρ max

		Case 1	Case 2	Case 3
	ρmax (NM)	100	200	400
	nbT raj	1,561	1,932	2,117
	nbP t	131,272 188,288 229,178
	f (x * )	146.2	104	93.1
	nbP t *	62.4	0	0
	∆nbP t *	88	0	0
	ρ * (NM)	83.8	104	93.1
	∆ρ * (NM)	18.8	2.4	0.18
	CP U (s)	281	843	596