La coopération est au cœur du fonctionnement de nombreuses sociétés humaines, écosystèmes et communautés microbiennes. Pourtant, elle est constamment menacée par des individus qui profitent des bénéfices collectifs sans contribuer à leur production. Une nouvelle étude menée par les équipes de recherche dirigées par le Professeur Dibakar Ghosh (ISI, Kolkata, Inde), le Professeur Matjaž Perc (Université de Maribor, Slovénie) et le Professeur Timoteo Carletti (UNamur, Institut naXys, Belgique) montre que la manière dont les individus se déplacent au sein d'un réseau peut jouer un rôle décisif dans le maintien de la coopération.

Depuis plusieurs décennies, les scientifiques tentent de comprendre pourquoi la coopération persiste alors que les comportements égoïstes semblent souvent plus avantageux à court terme. Les modèles théoriques classiques prédisent généralement que les « défecteurs » — ceux qui profitent du groupe sans participer à l'effort collectif, que nous avons qualifié de tricheurs plus haut — devraient finir par dominer.

Le rôle inattendu des déplacements

Mais la réalité est plus nuancée. Dans la nature comme dans les sociétés humaines, la coopération demeure omniprésente. Pour explorer ce paradoxe, les chercheurs ont développé un modèle mathématique décrivant des populations organisées en groupes formant les nœuds d’un réseau, où coopérateurs et défecteurs peuvent se déplacer d'un groupe à l'autre. Leur analyse révèle un phénomène inattendu : lorsque les défecteurs se déplacent plus rapidement que les coopérateurs, leur avantage peut s'éroder. Les coopérateurs, moins mobiles, tendent alors à rester regroupés. Ces regroupements créent des conditions favorables à l'entraide et permettent à la coopération de se maintenir malgré la présence d'individus opportunistes.

Les chercheurs ont également observé que la structure même du réseau joue un rôle important. Les nœuds les plus connectés — comparables à des carrefours dans un réseau de transport ou à des personnes très influentes dans un réseau social — sont particulièrement propices au maintien de la coopération. À l'inverse, les zones plus périphériques restent davantage exposées aux comportements de défection.

Vers une meilleure compréhension des comportements collectifs

Ces résultats mettent en évidence un mécanisme simple mais puissant : les différences de mobilité peuvent favoriser l'émergence spontanée de communautés coopératives stables. Ils ouvrent de nouvelles perspectives pour comprendre la dynamique des comportements collectifs dans des contextes très variés, allant des écosystèmes aux sociétés humaines en passant par les populations microbiennes.

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Timoteo Carletti

« Nos travaux montrent que le mouvement des individus n'est pas seulement un détail du système. Il peut modifier profondément l'équilibre entre coopération et comportement égoïste. La coopération peut émerger non pas malgré les déplacements, mais grâce à eux, lorsque les différents acteurs ne se déplacent pas de la même manière ».

Timoteo Carletti Directeur du Département de Mathématique

La revue "Proceedings of the National Academy of Sciences" (PNAS), une publication à comité de lecture de l'Académie nationale des sciences (NAS), est une source faisant autorité en matière de recherches originales à fort impact, couvrant un large éventail de domaines dans les sciences biologiques, physiques et sociales. Cette revue a une portée mondiale et est ouverte aux soumissions de tous les chercheurs du monde entier.

Félicitations aux chercheurs pour cette publication !

Timoteo Carletti – Courte biographie

Après une maîtrise en physique (Université de Florence, juin 1995), Timoteo Carletti a poursuivi ses études doctorales à Florence (Italie) et à Paris (France) à l'IMCCE, et a finalement soutenu sa thèse de doctorat en mathématiques en février 2000.

Il s’installe en Belgique en 2005, et est engagé à l'Université de Namur comme chargé de cours, puis comme professeur (2008), et enfin comme professeur titulaire (2011) au Département de mathématique de la Faculté des sciences. En 2010, il a fait partie des créateurs du Namur Center for Complex Systems (devenu l’Institut Namur Institute for Complex Systems – naXys) dont il a assumé la direction jusqu'en décembre 2014.

En savoir plus sur Timoteo Carletti : https://www.unamur.be/fr/profil/tcarlett

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