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des équilibres systémiques multiples
une approche par la modélisation systémique
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l’agilitéHistoriquement, la ville est le lieu où se créent les syne...
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Un système capable de gérer l’interaction entre
ses parties et de conserver ses attri...
Une telle ville intelligente a existé à la Renaissance
Une fonction économique: le coeur de
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Prospérité et bien commun
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Bien commun
Vivere politico
Bien économique
Bien individuel
Comment la ville est devenue non
durable?
La frontière de ce système et celle entre la ville et ses
périphéries. La II° ré...
L’efficience de la ville croît avec sa taille… et ne
meurt jamais!
une approche par la modélisation systémique
Efficiency
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Les fausses pistes
Masdar (Abou-Dahbi), Songdo (Corée)
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Des démonstrateurs « techno-pushed »
Le citadin est une variable ...
Les échecs
Les cités jardins:
-Une conception hiérarchique
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-Pas d’interactions avec
l’environnement et le t...
Notre approche: une vision
évolutionniste de la ville
Penser de la ville durable à partir de la recherche des
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Ecosystèmes?
Ecosystème: ensemble dynamique de sous-systèmes en
interaction (systèmes de gestion de l’énergie, systèmes de...
L’écosystème urbain durable
une approche par la modélisation systémique
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Concepts et outils
d’intégration
systémique
Concepts et outils
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systémique
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Les systèmes productifs locaux (SPL):
le choletais
Un socle commun:
-Enracinement et tradition industrielle: l’atelier à l...
Les systèmes productifs locaux (SPL):
l’arc jurassien et l’industrie horlogère
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L’intelligence territoriale: le milieu innovateur,
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Qu’est-ce qu’un « moteur numérique »?
Un tel moteur, en tant que tel, n’existe pas à ce jour.
Il s’agit plutôt d’un « syst...
Le numérique est à la fois une
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Si la ville durable repose sur l’existence d’un « moteur
numérique ...
Ce n’est pas le numérique qui rend
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Exercice de modélisation
A vous de jouer!
une approche par la modélisation systémique
Trois principes
Ce système doit se penser au niveau des architectures de
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L’intégration systémique: le cas des smart cities
Soft domainsSoft domains Hard domainsHard domains
SMART citySMART city
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une approche par la modélisation systémique
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… et les démarches ascendantes à partir
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Des questions de recherche
• Quel rôle d’architecte pour la puissance
publique, et sait-elle développer des
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Le nécessaire renouveau de la
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Un lien par les recherches sur la
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une approche par la modélisation systémique
Donner un nom au «...
L’administration étendue comme integration des disciplines
11/17/14
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Séminaire sur la modélisation des villes intelligentes organisé à l'Université de Versailles Saint Quentin, Juillet 2014

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Les villes intelligentes: exercice de modélisation

  1. 1. Les smart cities: une approche par la modélisation systémique, l’impact sur les modèles d’affaires Claude Rochet, Professeur des universités Directeur du laboratoire d’intelligence économique du Ministère de l’Economie et des finances
  2. 2. Ville durable selon Advancity des équilibres systémiques multiples une approche par la modélisation systémique
  3. 3. Antonio Serra (fl. 16 La ville durable, une culture de l’agilitéHistoriquement, la ville est le lieu où se créent les synergies entre activités à rendement croissant. Le Napolitain Serra (1613) compare Venise, ville sans terre ferme agricole, et Naples, qui en abonde. Venise a été une ville durable grâce à la synergie entre ses activités industrielles, ses activités marchandes et sa puissance militaire. A l’opposé, Naples, dotée d’une grande richesse agricole et du numéraire venu du Nouveau-monde, n’a pas été capable de penser son développement et de sortir du féodalisme. L’interaction entre une ville et son environnement a été modélisée par Von Thünen au XVIII° siècle : à la ville centre sont les plus fortes synergies entre les activités à rendement croissant – les activités industrielles – puis par zones concentriques s’organisent les activités à rendement de plus en plus décroissant – les activités primaires – et le coût du transport augmente. une approche par la modélisation systémique
  4. 4. Ville: synergies les plus fortesVille: synergies les plus fortesVille: synergies les plus fortes Ville: synergies les plus fortes Ville: synergies les plus fortes Ville: synergies les plus fortes Ville: synergies les plus fortes Ville: synergies les plus fortes D'Antonio Serra à Alexandre Gerschenkron: la création de ville est au cœur du développement Il y a de bonnes activités à rendements croissants Les villes permettent les synergies entre les activités Un idéal type au début du XIX°: les zones à la Thünen 17/11/14 Fins et moyens: enseignements d’hier pour la conception des villes intelligentes d’aujourd’hu Ville: synergies les plus fortes Services à forte V.A Activités primaires à faible V.A Rendements croissants décroissants
  5. 5. Qu’est-ce qu’une ville intelligente? Un système capable de gérer l’interaction entre ses parties et de conserver ses attributs qualitatifs dans le temps… … dans un monde turbulent et ouvert où se multiplient les facteurs d’instabilité… … la révolution des transports du XIX° (la mort de la distance) a rendu possible les villes dysfonctionnelles et insalubres. La ville intelligente doit être conçue pour le “bien vivre” des habitants qui sont les utilisateurs finaux (et donc les décideurs) des dispositifs physiques… … et est donc une question fondamentalement politique! 17/11/14 Fins et moyens: enseignements d’hier pour la conception des villes intelligentes d’aujourd’hu
  6. 6. Une telle ville intelligente a existé à la Renaissance Une fonction économique: le coeur de la ville est là où se créent les synergies entre activities. Antonio Serra 1613: la ville est le coeur des rendements croissants Une fonction politique: le gouvernement par le bien commun Une fonction éthique: la délibération sur la vie bonne. 17/11/14 Fins et moyens: enseignements d’hier pour la conception des villes intelligentes d’aujourd’hu
  7. 7. Prospérité et bien commun 17/11/14 Bien commun Vivere politico Bien économique Bien individuel
  8. 8. Comment la ville est devenue non durable? La frontière de ce système et celle entre la ville et ses périphéries. La II° révolution industrielle permet la « mort de la distance » qui n’est plus l’élément structurant de ces écosystèmes territoriaux. Conséquence : croissance de la consommation d’énergie et urbanisation dysfonctionnelle – entre les fonctions d’habitation, de travail, d’administration. Ce modèle urbain est non-durable en ce qu’il ne peut gérer la réduction des atteintes à l’environnement (consommation de ressources fossiles et production de déchets), les atteintes à son propre capital social et humain et devient un obstacle au développement. une approche par la modélisation systémique
  9. 9. L’efficience de la ville croît avec sa taille… et ne meurt jamais! une approche par la modélisation systémique Efficiency L’efficience de la production de la ville est suPRAlinéaire en TOUT: x 1,15 Le coût des infrastructures de la ville est suBlinéaire: x 0,75La question de la frontière (dedans  dehors) est primordiale en ingénierie système des villes Geoffrey West:
  10. 10. Les fausses pistes Masdar (Abou-Dahbi), Songdo (Corée) … Des démonstrateurs « techno-pushed » Le citadin est une variable d’ajustement Pas d’enracinement dans la « vraie vie » et dans l’histoire Pas de vision évolutionniste du système urbain une approche par la modélisation systémique
  11. 11. Les échecs Les cités jardins: -Une conception hiérarchique non systémique -Pas d’interactions avec l’environnement et le territoire une approche par la modélisation systémique
  12. 12. Notre approche: une vision évolutionniste de la ville Penser de la ville durable à partir de la recherche des synergies entre ses fonctions économiques, politiques et sociales et de leur intégration par l’architecture système Intégrer les potentialités nouvelles du « moteur numérique » La ville étant un lieu de vie elle doit permettre l’existence d’une vie civique Cette vision suppose le développement d’une culture et de compétences nouvelles, notamment pour la décision publique, pour concevoir les écosystèmes urbains de demain une approche par la modélisation systémique
  13. 13. Ecosystèmes? Ecosystème: ensemble dynamique de sous-systèmes en interaction (systèmes de gestion de l’énergie, systèmes de transports, systèmes de gestion de l’eau, systèmes sociaux, écosystèmes climatiques locaux, habitants…) et qui interagit avec son environnement en étant capable de conserver son identité et d’enrichir sa diversité interne. Ecosystème urbain: construit par l’homme, ensemble des éléments constitutifs d’une ville qui interagissent de manière naturelle, entre eux et avec leur environnement, dans un état global d’équilibre : prélèvement de ressources, création de richesse et de bien-être, rejet et recyclage de déchet. Le caractère « éco » du système signifie que les interactions entre les fonctions du système urbain sont capables de générer des lois de comportements qui lui permettent de conserver son identité et de se reproduire de manière autopoïetique. une approche par la modélisation systémique
  14. 14. L’écosystème urbain durable une approche par la modélisation systémique E n e r g i e E a u H a b i t a t T r a n s p o r t s A c t i v i t é s é c o n o m i q u e s S a n t é A c t i v i t é s s o c i a l e s A d m i n i s t r a t i o n E c o s y s t è m e u r b a i n : p a r a n a lo g ie a v e c le c o n c e p t d ’é c o s y s t è m e n a t u r e l, u n é c o s y s t è m e c o n s t r u it p a r l’h o m m e in t é g r a n t l’e n s e m b le d e s é lé m e n t s c o n s t it u t if s d ’u n e v ill e q u i in t e r a g is s e n t d e m a n i è r e n a t u r e ll e , e n t r e e u x e t a v e c l e u r e n v ir o n n e m e n t , d a n s u n é t a t g l o b a l d ’é q u il ib r e q u i p e r m e t la d u r a b il it é d e la v ill e d a n s s e s é c h a n g e s a v e c s o n e n v ir o n n e m e n t : p r é lè v e m e n t d e r e s s o u r c e s , c r é a t io n d e r ic h e s s e e t d e b i e n - ê t r e , r e je t e t r e c y c l a g e d e d é c h e t . L a v a le u r d e c e s p a r a m è t r e s v a c h a n g e r s e lo n le s c o n t e x t e s … … e t la c a p a c it é d ’in n o v a t i o n v a d é p e n d r e d e la r é s ilie n c e d e s s y s t è m e s e n p la c e = > D ’o ù l’in t é r ê t d ’u n e r e c h e r c h e c o m p a r é e s u r l e s d e u x r i v e s d e la M é d it e r r a n é e H a b i t a n t P a r a m è t r e e n v i r o n n e n t P a r a m è t r e e n v i r o n n e n t P a r a m è t r e e n v ir o n n e n t P a r a m è t r e e n v i r o n n e n t P a r a m è t r e e n v i r o n n e n t P a r a m è t r e e n v i r o n n e n t M o t e u r n u m é r iq u e Cartographie générique d'un écosystème urbain durable Un écosystème évolue dans les valeurs limites que peuvent prendre les variables de chaque paramètre
  15. 15. Concepts et outils d’intégration systémique Concepts et outils d’intégration systémique Territoire intelligent Territoire intelligentIndustrieIndustrie Smart cities Intelligence socialeIntelligence sociale Valorisation des actifs matériels et immatériels Valorisation des actifs matériels et immatériels Ecosystèmes d’innovation coopétitive Ecosystèmes d’innovation coopétitive La ville est le produit de son territoire
  16. 16. Les systèmes productifs locaux (SPL): le choletais Un socle commun: -Enracinement et tradition industrielle: l’atelier à la campagne, socio-démographie -Partage des mêmes espaces privés et publics: fort sentiment d’appartenance, pas de chef d’entreprise « notable », refus des licenciements, tout écart entraîne l’exclusion de la communauté locale -Dynamique de création d’entreprises basée sur un savoir collectif local Un socle commun: -Enracinement et tradition industrielle: l’atelier à la campagne, socio-démographie -Partage des mêmes espaces privés et publics: fort sentiment d’appartenance, pas de chef d’entreprise « notable », refus des licenciements, tout écart entraîne l’exclusion de la communauté locale -Dynamique de création d’entreprises basée sur un savoir collectif local HabillementHabillement ChaussureChaussure Transition vers la III° révolution industrielle Conservation du modèle Conservation du modèle Course à la fusionCourse à la fusion Perte de la dynamique du modèle Perte de la dynamique du modèle Regénération du modèle Regénération du modèle Conservation du modèleConservation du modèle Régénération du modèleRégénération du modèle Aujourd’hui: Pôle enfantAujourd’hui: Pôle enfant
  17. 17. Les systèmes productifs locaux (SPL): l’arc jurassien et l’industrie horlogère SPL horlogerSPL horloger FranceFrance SuisseSuisse Choc du digital Forte interdépendance des filières dans une matrice sociale suffisamment stable pour assurer la diversification Ex: Prothèse médical / savoir-faire horloger Forte interdépendance des filières dans une matrice sociale suffisamment stable pour assurer la diversification Ex: Prothèse médical / savoir-faire horloger Défauts de coordination clients/ fournisseurs, difficulté d’évolution technique des salariés, poussée des autorités à la constitution de grandes firmes Défauts de coordination clients/ fournisseurs, difficulté d’évolution technique des salariés, poussée des autorités à la constitution de grandes firmes Du système horloger à la microtechnique Du système horloger à la microtechnique SPL décolletageSPL décolletage
  18. 18. L’intelligence territoriale: le milieu innovateur, une dynamique systémique informelle…. Conception Définition et mise en œuvre d’une stratégie territoriale Définition et mise en œuvre d’une stratégie territoriale Capitalisation et renforcement Capitalisation et renforcement
  19. 19. … sur laquelle l’action publique formelle pourrait avoir prise… Informel Comprendre son territoire: histoire longue, monographie, cas… Comprendre son territoire: histoire longue, monographie, cas… Une action publique alignée sur une vision partagée Une action publique alignée sur une vision partagée … à condition d’aligner formel et informel
  20. 20. Qu’est-ce qu’un « moteur numérique »? Un tel moteur, en tant que tel, n’existe pas à ce jour. Il s’agit plutôt d’un « système des moteurs » comprenant les infrastructures de l’Internet, les réseaux des parties prenantes, les systèmes d’information (organisationnels et logiciels), les moteurs de chaque fonction… La performance d’un tel système de moteurs suppose l’existence d’un référentiel d’architecture pour permettre la mise en cohérence et l’interopérabilité de tous les moteurs. une approche par la modélisation systémique
  21. 21. Le numérique est à la fois une solution et un problème Si la ville durable repose sur l’existence d’un « moteur numérique », il faut (et il ne suffit pas) que ce moteur soit durable: Green IT: Recycler l’énergie produite par les data centers It for green: bilan énergétique et environnemental de l’industrie informatique Les modèles d’affaires des vendeurs sont-ils compatibles avec les démarches d’intégration? une approche par la modélisation systémique
  22. 22. Ce n’est pas le numérique qui rend la ville smart, ce sont les gens Washington D.C: Ouverture des données publiques Concours d’applications, coùt: 50 000 USD Retour sur un mois: Valeur des apps: 2 million $ Mais…. Une seule éligible à un financement capital risque Des version 1.0 sans lendemain.. … et sans grande utilité, car produites par des techies sur la base “faire quelque chose de cool à partir de cette msse de données” => Rappel d’un vieux principe: Toujours partir des besoins des utilisateurs Besoin d’un processus formalisé pour partir des problèmes rencontrés par les citoyens une approche par la modélisation systémique
  23. 23. Exercice de modélisation A vous de jouer! une approche par la modélisation systémique
  24. 24. Trois principes Ce système doit se penser au niveau des architectures de manière à pouvoir associer chaque fonction avec son application numérique ; Cette architecture doit se penser au niveau d’abstraction suffisant pour pouvoir intégrer les évolutions dans les sous- systèmes technologiques sans remettre en cause l’architecture d’ensemble, de manière à lui assurer un cycle de vie durable ; • Les démarches d’architecture suppose le partage des compétences entre l’architecte des fonctions de l’écosystème et celles des concepteurs de technologies, afin d’assurer un dialogue équilibré entre clients et fournisseurs. une approche par la modélisation systémique
  25. 25. L’intégration systémique: le cas des smart cities Soft domainsSoft domains Hard domainsHard domains SMART citySMART city TransportationTransportationIndustryIndustry WorkWorkHousingHousing SanitationSanitation EnergyEnergyWaterWater Waste recyclingWaste recycling Public servicesPublic services Health careHealth care Civic lifeCivic life LeisureLeisure EducationEducation Social integrationSocial integration GovernmentGovernmentEconomyEconomy Institutional scaffolding Institutional scaffolding Social lifeSocial life PeripheryPeriphery Commercial exchanges Commercial exchanges FoodFood City Urban ecosystem Territory
  26. 26. Lier architecture descendantes des fonctions de base : ex. la santé… une approche par la modélisation systémique Santé dans la ville Santé dans la ville QuartierQuartier Réseaux de santé Réseaux de santé HabitatHabitat TravailTravail TransportsTransports Centres de santé Centres de santé Parcours de santé Parcours de santé Fonctions de pilotage Fonctions de production DonnéesDonnées Processus modélisés Processus modélisés LogicielsLogiciels Réseaux numériques Réseaux numériques Fonctions numériques support Associer systèmes conservatifs (lois physiques) et dissipatifs (systèmes humains fortement entropiques)
  27. 27. … et les démarches ascendantes à partir des modèles existants une approche par la modélisation systémique Modélisation descendante à gros grain Modélisation ascendante à grain fins Point de rencontre? -Interopérabilité -Format des données -Sémantique -Big data?
  28. 28. Un exercice difficile qui va nécessiter le développement de compétence d’architecture système Territoire intelligent Milieu innovateur Territoire intelligent Milieu innovateur Architecture et intégration fonctionnelle Capacités autorégulatrices de l’écosystème • Comprendre son territoire et définir une vision stratégique • La décliner en architecture intégrant les domaines « hards » et « softs » • Comprendre son territoire et définir une vision stratégique • La décliner en architecture intégrant les domaines « hards » et « softs » • Vers une administration étendue et intégratrice • Vers une administration étendue et intégratrice Administration intelligente
  29. 29. Modéliser l’émergence une approche par la modélisation systémique La plupart des fonctions urbaines sont des émergences non imputables à une fonction particulière
  30. 30. Vous avez dit méta-modèle • Un méta-modèle (framework) de référence doit permettre d’intégrer les fonctions et se déclinera en une grande variété de modèles en fonction des valeurs attribuées aux paramètres (Simon, 1969). • Ces méta-modèles définissent des règles d’assemblage des fonctions de base, un langage commun pour les métiers, des méthodes d’interfaçage des fonctions, des dictionnaires de données communs et des règles sémantiques de traitement. • Un méta-modèle est « un ensemble d’outils utilisables pour développer une large gamme d’architectures » (Godfrey, 2012), soit de règles et de méthodes de conception valable, dans des limites définies, pour tous les écosystèmes urbains durables. Il ne faut pas le confondre avec un outil unique de modélisation qui encapsulerait tous les cas de figure, ce qui est, en pratique, impossible. une approche par la modélisation systémique
  31. 31. Méthodes Diagrammes Concepts Métamodèle Référentiel unique Il y a toujours un référentiel quelque part… une approche par la modélisation systémique Traçabilité Ré-utilisation
  32. 32. Ce projet révèle l(a) (‘im)maturité des politiques publiques et des cultures dominantes • L’intégration n’est pas l’addition: les politiques publiques sont orientées vers le soutien aux industries par fonction, pas sur l’intégration. – =>En théorie des systèmes, la sur-optimisation des parties produit a sous- optimisation du tout. • Une conception obsolète de la ville « somme de processus » alors que les émergents pensent « produit global » et sont dans une dynamique de « leapfrogging » • Pas de culture de projet pilote ni d’intégration des disciplines: le système de financement, addition de « guichets », élimine les projets pluridisciplinaires • Manque de leadership gouvernemental apte à créer une dynamique interministérielle. • Qui maîtrise la systémique en amont maîtrise les marchés en aval, ce qu’on bien compris les Chinois et ce que nous voulons développer avec les partenaires marocains une approche par la modélisation systémique
  33. 33. L’évolution des modèles d’affaires des entreprises • Penser la profitabilité au niveau de l’écosystème • Proposer des offres de fonctions intégrées et intégrables: – Ex: CityBox • Participer à la définition de référentiels pour l’intégration par le numérique • Développer des écosystèmes de conception entre entreprises de fonctions une approche par la modélisation systémique
  34. 34. Espaces urbains désarticulés Gouvernance par rattrapage Le quanti l’emporte sur le quali Primauté du global sur le local La politique urbaine comme levier de développement Infrastructures techniques et institutionnelles de l’environnement Revoir les attentes du système urbain Qualité Nuisances Mobilité intermodale Vision stratégique Attentes sociales Convergence global <=> local Programme de recherche Culture de la durabilité Décloisonnement disciplinaire par la modélisation systémique Citoyenneté et habitants acteurs Enracinement dans la culture et dans l’histoire Coût x rareté du foncier Points faibles Maroc Axes d’action Droit et technologie de l’environnement une approche par la modélisation systémique
  35. 35. Verrouiller le marché en amont • Qui définit les référentiels d’architecture maîtrise les appels d’offre en aval • Les pays émergents investissent directement dans l’intégration pour maîtriser l’offre des fonctions • Le chantier des normes est à prendre en Amont (Rapport Revel) – Normes de performance: métriques de la ville durable (différent des normes de processus de type HQE) et métrologie : Cté ISO 268 – Danger de l’accord de libre-échange transatlantique une approche par la modélisation systémique
  36. 36. Des questions de recherche • Quel rôle d’architecte pour la puissance publique, et sait-elle développer des systèmes numériques durables en son sein? • Quelles compétences de conception à développer dans les entreprises? • Pour concevoir un écosystème, il faut un écosystème de conception qui intègre tous les acteurs: quelles compétences, quelles conditions de succès? une approche par la modélisation systémique Bref, une nouvelle culture à développer ET pour les entreprises ET pour les politiques publiques!
  37. 37. Le nécessaire renouveau de la philosophie du bien commun • Bien commun comme finalité structurante • Liberté positive • Un pouvoir fort comme architecte…. • …. balancé par une participation active des citoyens • Une approche co-évolutionniste des institutions (formel  informel) • Espace politique structuré et délimité une approche par la modélisation systémique
  38. 38. Un lien par les recherches sur la gouvernance polycentrique une approche par la modélisation systémique Donner un nom au « No Name Field of PA »?
  39. 39. L’administration étendue comme integration des disciplines 11/17/14 Levelsofcomplexity City Functions Citizens Complex systems engineering Extended P.A Political philosophy Complex system modeling Interaction and synergies Social networks and interactions Overlaps and interactions Overlaps and interactions Common good as an emergence and structuring finality Ends and means of wealth creation Vivere politico Polycentric Govce

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