Le réalisme d'une application traitant de l'animation comportementale de foules est fondé d'une part sur le rendu graphique des scènes produites par l'application, mais aussi sur le réalisme du comportement lui-même. C'est ce dernier point qui est notre objet d'étude. Le réalisme du comportement d'une foule est avant tout global (réalisme macroscopique) : elle doit avoir des propriétés statistiques (densité, dispersion, vitesse moyenne,…) proches de celles d'une foule réelle. Il est aussi local (réalisme microscopique), c'est-à-dire que les agents ou groupes d'agents doivent idéalement avoir des comportements proches de ceux des humains ou groupes humains pris pour référence, tout au moins dans le domaine d'application restreint considéré. L'objet de cette thèse est de proposer un modèle générique pour effectuer des simulations comportementales de foules, pour pouvoir satisfaire simultanément les deux types de réalisme macroscopique et microscopique et rendre compte de la plupart des types de foules (foules homogènes, groupes, collection d'agents). Pour ce faire, nous avons dégagé quelques principes simples et peu coûteux en ressources. Nous introduirons la notion de contexte (global, localisé, et propagateur). Les contextes globaux et localisés appliqués à un groupe d'agents tendent à leur donner un même comportement et constituent ainsi un moyen de contrôle global de ces acteurs (réalisme macroscopique). Le contexte propagateur donne un moyen de propagation d'informations entre les agents de la foule (communication). Les agents eux-mêmes sont dotés de tendances qui, en les différenciant dans un même contexte, leur donne une variété de comportements qui concourt au réalisme microscopique. / The realism of crowd behavioral animation is based on one hand on a rendering of graphic scenes generated by the application, and on the other hand on the realism of the behavior. This is last point which is our object of study. The realism of crowds' behavior is essentially global (macroscopic realism). It must respect the required statistical characteristics of the crowd (density, dispersal, speed…) similar to those of a real crowd. The realism is also local (microscopic realism), i.e. agents should ideally behave like humans or human groups taken as reference, at least in the focus of the considered application. The aim of our research is to propose a generic model to perform crowd behavior simulation in order to simultaneously satisfy the criterion of macroscopic and microscopic realism and that may be used to build various crowd behavioral simulations (homogeneous crowds, groups, collections of agents). To do this, we identified some simple principles and inexpensive resources; we introduce the notion of context (global, localized, and propagator). Global contexts applied to a group of agents, it tends to give them the same behavior and thus constitutes a means for global control of those agents (macroscopic realism). Propagator contexts allow the propagation of information among agents (communication). Agents are themselves equipped with tendencies that differentiate them within the context, and give them a variety of behaviors that contributes to microscopic realism.

L’utilisation de l’ocre, interprétée comme la preuve d’une cognition complexe et dans certains cas d’un comportement symbolique, est l’un des traits culturels les plus controversés en contexte paléolithique. Les analyses systématiques de ses différentes phases de traitement sont rares, particulièrement en Afrique de l’Est, malgré l’importance de cette région pour l’étude de l’origine de l’homme moderne. Le but de cette thèse est de reconstruire la chaîne opératoire du traitement de l’ocre à la grotte du Porc-Épic (Dire Dawa, Éthiopie), site clef de la Corne de l’Afrique, afin de déterminer sa fonction et son rôle au sein de populations MSA. Nos résultats montrent que cette collection d’ocre est la plus abondante connue jusqu’à présent dans un site paléolithique, avec 40 kg d’ocre (n = 4213 pièces), 21 outils de traitement et deux galets ocrés trouvés dans des niveaux de ca. 40 ka cal BP. L’analyse de la distribution spatiale a permis de déterminer que la séquence n’a pas été perturbée significativement. Nous avons identifié des zones d’accumulation d’ocre interprétées comme des aires consacrées au traitement de ce matériel. L’analyse technologique a permis d’identifier une grande variété de traces d’utilisation. A travers une analyse par μ-Raman, MEB-EDS et DRX nous avons démontré que les meules et broyeurs ont été utilisés pour traiter différentes types d’ocre. La variété de matières premières et des techniques de traitement indiquent une production de poudres de différentes couleurs et textures, adaptées à des fonctions diverses. Une continuité dans le traitement de l’ocre a été mise en évidence le long de la séquence et interprétée comme le reflet d’une adaptation culturelle transmise au cours du temps. Des analyses rugosimétriques ont montré que l’ocre était traitée pour produire des quantités réduites de poudre. Cela, ainsi que la présence d’un galet possiblement utilisé comme tampon, semblent indiquer une utilisation de l’ocre pour des activités symboliques. Une analyse ethnoarchéologique de l’ocre chez les Hamar (Éthiopie) nous a permis d’évaluer la complexité du traitement de ce matériel et de souligner sa fonction à la fois utilitaire et symbolique. / Ochre is one of the most controversial features found at Palaeolithic sites. It is often interpreted as proof of behavioural complexity and, in some cases, as a marker of symbolically mediated behaviour. Detailed reconstructions of ochre processing techniques are rare, particularly in East Africa, despite the fact that it is one of the most significant areas for the study of the emergence of Homo sapiens. The aim of this thesis is to conduct a detailed reconstruction of the ochre chaîne opératoire at Porc-Epic Cave (Dire Dawa, Ethiopia), key site for the East African Middle Stone Age (MSA). Our approach permits the function of ochre and its significance for late MSA groups to be explored. Our results show that this site has yielded the largest known MSA ochre collection, comprising 40 kg of ochre (n = 4213 pieces), 21 ochre processing tools and two ochre stained artefacts from levels dated to ca. 40 ka cal BP. The analysis of the spatial distribution suggests that no major post-depositional reworking occurred at the site and allowed us to identify ochre accumulations, interpreted as areas devoted to ochre processing. Different types of modification marks were identified. SEM-EDS, μ-Raman and XRD analyses conducted on ochre residues from the processing tools suggest that these tools were used to process different types of ochre.The variety of raw materials and processing techniques indicates that ochre powder of different coarseness and shades was used for a variety of functions. Our results identify patterns of continuity in ochre acquisition, treatment and use, interpreted as the expression of a cohesive cultural adaptation, consistently transmitted through time. Rugosimetric analyses show that ochre was probably processed to produce small amounts of ochre powder. Additionally, a pebble possibly used as a stamp was identified. This seems to suggest a use of ochre for symbolic activities. An ethnoarchaeological analysis of ochre use among the Hamar, Ethiopia, allowed us to evaluate the complexity of the ochre chaîne opératoire and to highlight its use in both functional and symbolic activities.

Le trouble du spectre de l’autisme (TSA) et la déficience intellectuelle (DI) sont des troubles du développement qui affectent un grand nombre de familles partout dans le monde (American Psychiatric Association, 2013). Des études démontrent que les enfants ayant une DI ou un TSA manifestent plus de comportements problématiques que les enfants dans la population en générale. Les agressions physiques et verbales, la destruction de bien, les crises, l’opposition et l’automutilation interfèrent souvent avec les habiletés de l’individu, l’empêchant de bien fonctionner et causant souvent des dommages ou des blessures (Matson et al., 2009; Mazurek et al., 2013; Minshawi et al., 2014). Pour bien cerner l’importance de réduire les comportements problématiques, plusieurs études démontrent les conséquences graves qui peuvent en découler (Caron, Fleury, Godbout et Desranleau, 2005 ; Taylor, Oliver et Murphy, 2011). Ces conséquences peuvent limiter ou mettre à risque l’utilisation optimale de nombreuses ressources découlant de la communauté et réduire la capacité de la personne accompagnée à s’occuper de ses besoins et limitent son potentiel d’intégration sociale et communautaire (Richards, Moss, Nelson et Oliver, 2016). Les interventions comportementales peuvent aider les familles d’enfants ayant un TSA ou une DI qui se retrouvent bien souvent stressées et isolées socialement, s’exposant à des dangers réels, comme faire subir de mauvais traitements physiques à leurs enfants si elles ne reçoivent aucune aide (Bessette Gorlin, McAlpine, Garwick et Wieling, 2016; Chan et Lam, 2016). Cependant, l’accessibilité aux services pour traiter ces difficultés comportementales est souvent limitée à cause des coûts élevés des services privés, de l’isolement géographique, du manque de personnel ou encore des listes d’attente pour les services publics. Parmi les nouveaux moyens technologiques utilisés pour offrir des services précoces aux familles, on retrouve les formations interactives offertes en ligne, simples à utiliser, efficaces et très peu coûteuses (Higbee et al. 2016; Pollard, Higbee, Akers et Brodhead, 2014). Des résultats iii d’études soutiennent qu’il est possible d’impliquer de manière efficace les parents en tant qu’agents de changement dans la réduction des comportements problématiques de leurs enfants par différentes interventions comportementales, directives verbales et écrites, modelage par vidéo et exercices de répétitions (Gerencser, Higbee, Akers et Contreras, 2017; Ilg et al., 2016; Lanovaz, Rapp, Maciw, Dorion et Pelletier, 2016). L’objectif de notre étude était d’examiner les résultats préliminaires d’une formation interactive en ligne développée pour soutenir les parents d’enfants ayant un TSA ou une DI dans la réduction de comportements problématiques. Les objectifs de ce projet pilote portait principalement sur trois variables de réponse : (1) l’identification d’une fonction plausible d’un comportement problématique (2) la sélection d’une intervention fonctionnelle et (3) la satisfaction du parent vis-à-vis de cette formation. Les résultats de ce projet pilote suggèrent une amélioration sur des tâches d’identification de fonctions comportementales plausibles et de sélection d’interventions fonctionnelles ainsi qu’une excellente validité sociale. L’utilisation d’une formation interactive comme ressource aux parents semble être une avenue novatrice et intéressante à explorer. Il serait cependant nécessaire de reproduire l’étude afin de pouvoir valider les résultats / Autism spectrum disorders (ASD) and intellectual disability (ID) are developmental disorders that affect many families around the world (American Psychiatric Association, 2013). Several studies have shown that children with ASD or ID engage in more challenging behavior than children without disability. Aggression, destruction, opposition, and self-injury often interfere with individual skills, preventing those who emit these behavior from functioning adequately in their natural environment and often causing them harm or injury (Matson, Wilkins & Macken, 2008; Mazurek, Kanne & Wodka,2013; Minshawi & al., 2014). Several studies have outlined the serious consequences that can result from these behaviors (Caron, Fleury, Godbout & Desranleau, 2005; Taylor, Oliver & Murphy, 2011). These consequences can limit or put at risk the optimal use of community resources and reduce the persons’ capacity to address their needs and limit their potential for social and community integration (Richards, Moss, Nelson & Oliver, 2016). Behavioral interventions can help families who are often stressed, socially isolated and confronted to risks if they do not receive access to adequate services (Bessette, Gorlin, McAlpine, Garwick & Wieling, 2016; Chan & Lam, 2016). However, accessibility to services to address these behavioral difficulties is often limited due to the high costs of private services, geographic isolation, shortage of staff, or waiting lists for public services. Interactive web training is an easy-to-use, efficient and affordable approach, which can be used to address these issues (Higbee & al., 2016; Pollard, Higbee, Akers & Brodhead, 2014). Research findings suggest that parents can be effectively involved as agents of change and play a meaningful role in the reduction of their children’s challenging behavior when trained adequately using verbal v and written instructions, video modeling and exercises (Gerencser, Higbee, Akers & Contreras, 2017; Ilg & al., 2016; Lanovaz, Rapp, Maciw, Dorion & Pelletier, 2016). The objective of our study was to document the effects of an interactive web training developed to support parents of children with ASD or ID in the reduction of challenging behavior. The objectives of this pilot project focused on three response variables (1) identifying a function of challenging behavior, (2) selecting a functional intervention, and (3) parents’ satisfaction with the training. The results indicated an improvement on behavioral function identification tasks and functional intervention selection tasks as well as an excellent social validity. The use of interactive web training as a resource for parents seems to be an interesting avenue for treatment, but it is necessary to replicate our study in order to validate the results.

Cette thèse propose que l'état de stress post-traumatique (ESPT) et l'addiction impliquent un dysfonctionnement de la réactivation mnésique qui serait responsable des reviviscences intenses qui les caractérisent. Ce dysfonctionnement pourrait reposer sur un découplage des systèmes monoaminergiques, déjà mis en évidence après des expositions répétées aux drogues, qui se traduit par une sensibilisation comportementale et neurochimique, dépendantes du système noradrénergique. Nos données montrent que 1) le modèle animal de l'ESPT adopté (le SPS), reproduit des symptômes de l'ESPT dont une réactivité aux indices de rappel , 2) le SPS induit une sensibilisation locomotrice, dépendante du système noradrénergique et modulée par la recherche de nouveauté, 3) des injections répétées d'amphétamine reproduisent des symptômes de l'ESPT et induisent une sensibilisation modulée par la réaction à la nouveauté , 4) une sensibilisation locomotrice peut se manifester par l'exposition à des indices associés à la prise de drogue et, 5) un traitement combinant un état positif à une réactivation de la mémoire traumatique réduit les symptômes de l'ESPT, suggérant qu'un remodelage émotionnel pourrait constituer une nouvelle approche thérapeutique. Ce premier corpus de résultats supporte notre hypothèse de bases physiologiques communes entre ESPT et addiction. / The present thesis proposes that posttraumatic stress disorder (PTSD) and addiction both involve dysfunctions of memory reactivation, which might be responsible for the frequent and intense revivals that characterized them. This dysfunction could be based upon the uncoupling of monoaminergic systems, already demonstrated after repeated drugs exposures, resulting in noradrenergic dependent behavioral and neurochemical sensitizations. Our data show that 1) the selected PTSD animal model (SPS) reproduces PTSD symptoms, including a reactivity to reminder cues, 2) SPS induced a noradrenergic dependent locomotor sensitization, modulated by the novelty seeking 3) repeated injections of drugs mimic several PTSD symptoms and induce a behavioral sensitization modulated by novelty seeking, 4) locomotor sensitization can also be induced by exposure to drug associated cues and 5) a treatment combining both a positive state and a traumatic memory reactivation reduces PTSD symptoms, suggesting an emotional remodeling, which could be considered as a new therapeutic approach. This first corpus of results supports our hypothesis of common physiological basis between PTSD and addiction.

Les traits ornementaux sont classiquement vus comme un attribut des mâles chez les espèces animales. Cette vision est liée à un rôle considéré historiquement comme très asymétrique des sexes, avec les mâles qui entrent en compétition (sélection intra-sexuelle) pour attirer les femelles qui choisissent (sélection intersexuelle) le meilleur partenaire. Cette idée fut développée en liaison avec l’asymétrie dans la production des gamètes mâles et femelles. Les femelles, qui produisent un nombre réduit de gamètes de grosse taille, maximisent la chance de survie de leurs descendants en investissant plus dans les soins parentaux ; elles deviennent ainsi le sexe limitant et choisissent les mâles qui entrent donc en compétition pour avoir accès à la reproduction. Tout trait ornemental qui augmente le succès d’appariement sera donc avantageux pour les mâles conduisant à des traits sexuels secondaires plus développés chez ce sexe. Si les traits ornementaux sont fréquents chez les mâles, il existe également de nombreux exemples chez les femelles, notamment chez les espèces socialement monogames à soins biparentaux. C’est seulement récemment que les biologistes évolutifs ont cherché à tester les processus expliquant l’apparition et le maintien des ornements femelles. Si le rôle de la corrélation génétique dans cette évolution est incontestable, et que la sélection sociale est aussi majeure, plusieurs études empiriques ont montré un choix mâle pour les ornements femelles et des modèles théoriques ont déterminé les paramètres conduisant à l’évolution du choix mâle. Par ailleurs, les approches phylogénétiques retraçant l’évolution des ornements ont montré une forte labilité des traits femelles, avec des apparitions et disparitions de traits ornementaux plus fréquentes chez les femelles que chez les mâles. Afin de mieux comprendre la relation entre la sélection sexuelle et l’évolution des ornements femelles, cette thèse s’est construite sur ces résultats précédemment acquis et a mené plusieurs approches pour mieux préciser le rôle de la sélection sexuelle dans l’évolution et le maintien de la coloration chez les femelles. Une approche comparative à l’échelle des passereaux a testé les paramètres déterminés comme conduisant à l’évolution du choix mâle par des modèles théoriques. En accord avec les modèles théoriques, les résultats mettent en avant l’importance de l’investissement du mâle dans les soins parentaux dans l’évolution de la coloration du plumage femelle. Ils montrent également comment l’investissement initial des femelles dans la reproduction limite l’évolution de la coloration femelle. Un autre axe de la thèse s’est focalisé sur la coloration chez une espèce monogame, la Mésange bleue Cyanistes caeruleus, en utilisant un vaste jeu de données à long terme avec10 ans de donnés dans quatre populations pour tester notamment(i) la force de la corrélation génétique, (ii) les liens entre indices de succès de reproduction et coloration et (iii) l’existence d’un appariement par homogamie chez cette espèce. Si les résultats principaux montrent une forte corrélation génétique et soulignent une très forte variation spatiotemporelle, l’application d’outils méta-analytiques a permis de déceler une relation entre les colorations des femelles et les indices de succès de reproduction ainsi qu’un patron faible mais positif d’appariement par homogamie pour les deux patchs étudiés (couronne et bavette). Les deux volets de la thèse représentent de nouveaux apports en faveur de l’évolution des ornements femelles. Ils soulignent la complexité associée à leur évolution et l’importance de prendre en compte la variation spatiotemporelle pour une compréhension étendue et une possibilité de généralisation. / Ornamental traits are classically associated with males in animal species. The asymmetrical view is related to sex roles, in which males are competing (intra-sexual selection) to attract females which chose the best mate (intersexual selection). This idea was developed with the concept of anisogamy, the asymmetry in the production of male and female gametes. Females producing few but large gametes maximize their offspring survival rate by investing more in parental care; they become the limiting sex and chose males which are thus competing for access to reproduction. Then, any ornamental trait increasing pairing success would become advantageous for males, leading to more developed secondary sexual traits in this sex. If ornamental traits are more frequent in males, there are also many examples with females, especially in socially monogamous species with biparental care. Evolutionary biologists have only started recently to test processes explaining the outbreak and maintenance of female ornaments. Genetic correlation is an unquestionable process involved in this evolution, and social selection is also a major process. Several empirical studies have also related male mate choice to female ornaments and theoretical models have defined key parameters driving the evolution of male mate choice. Furthermore, phylogenetical studies retracing the evolution of ornaments have showed a high lability in female traits, with more frequent gains and losses of ornamental traits in females compared to males. In order to link sexual selection to the evolution of female ornaments, this thesis was based on these previous achievements to develop different approaches to better understand the role of sexual selection in the evolution and maintenance of female colouration. Comparative methods in songbirds tested the key parameters defined by theoretical models as driving the evolution of male mate choice. In line with theoretical models, results highlight the importance of male investment in parental care in the evolution of female plumage colouration. They also show how female initial investment in reproduction limits this evolution. Another thesis axis focused on colouration in a monogamous species, the Blue tit Cyanistes caeruleus, using a large dataset across 10 years in four populations and tested in particular (i) the strength of genetic correlation, (ii) relations between proxies of reproductive success and colouration and (iii) the existence of assortative mating in this species. The main results highlight a strong genetic correlation and a wide spatiotemporal variation and the use of meta-analyses revealed correlation between female colouration and proxies of reproductive success as well as a weak but positive pattern of assortative mating on the two measured patches (crown and chest). Both sides of the thesis represent new insights in favour of the evolution of female ornaments. They also highlight the complexity associated with their evolution and the importance of considering spatiotemporal variation for extensive understanding and generalisation.

Cette thèse examine le rôle du système social et fiscal sur la distribution des revenus, en mettant l'accent sur les revenus du travail.La première partie de la thèse présente la méthodologie et les résultats d'un modèle de microsimulation des prélèvements et transferts français. Le premier chapitre offre une description complète de la répartition des recettes fiscales en fonction de la distribution des revenus. Le deuxième chapitre analyse l'impact macro et micro-économique des réponses politiques à la crise de 2008 en France.La deuxième partie de la thèse porte sur l’imposition des revenus du travail. Les questions et les méthodes abordées se situent à l'intersection des finances publiques et de la littérature sur l'économie du travail. Le premier chapitre étudie l’ensemble de la distribution des salaires, en insistant sur le rôle des cotisations de sécurité sociale pour l'évolution de l'inégalité. Le dernier chapitre se penche sur l'impact d'une taxe sur les salaires au sommet de la distribution (0,003%, environ 1 500 personnes) sur le processus de fixation des salaires des plus riches. / This thesis examines the role of the tax-and-benefit system on the income distribution, with a focus on labour incomes. Made of two parts, the thesis tackles three central questions for the economics of labour and taxation. The first question relates to the simple description of the distributional impacts of taxes. Second, economic actors paying the real cost of taxes might not be the ones paying it legally: assessing empirically the incidence of taxation is key for identifying their distributive implication. Third, the description of the distributional effects of taxes is further complicated by the fact that taxes affect behaviours. In particular, high income individuals may react more to taxes than the rest of the population. This distinction between the very top and the rest of the income distribution is the third major pivotal question of the dissertation.The first part of the thesis presents the methodology and the results of a microsimulation model of the French tax-and-benefit system. The first chapter offers a comprehensive description of the distribution of tax revenues according to the distribution of income. The second chapter proposes an evaluation of the main policy reforms taken in the aftermath of the 2008 financial crisis. It is based on a dual approach, encompassing both a macro and a micro analysis.The second part of the thesis focuses on the taxation process of labour incomes. The questions and the methods tackled are at the intersection of the public finance and the labour economics literature. The first chapter studies the overall wage distribution, emphasizing the role of social security contributions in the evolution of inequality. The last chapter looks at the impact of a wage tax at the very top of the distribution (top 0.003%, about 1500 individuals) on the wage setting process of top labour income earners. A quasi-experimental variation, the 75% tax on millionaires implemented in 2013 and 2014, and evaluation of public policies methods (difference-in-difference method) are used to document the incidence of the tax and the behavioural responses.

Le déclin cognitif associé au vieillissement chez l’Homme, impacte fortement la vie quotidienne des personnes âgées. Si la pratique musicale apparait comme une activité de loisir prometteuse pour le maintien d’un bon fonctionnement cognitif au cours du vieillissement, les mécanismes neurobiologiques sous-jacents sont à l’heure actuelle, mal connus. L’objectif de ce travail a donc été d’étudier les effets d’une exposition tardive et chronique à la musique sur les performances comportementales et certains processus neurobiologiques au cours du vieillissement chez le rat Wistar. Si quelques études rapportent qu’une exposition à la musique améliore les performances d’apprentissage et de mémoire, associé à une augmentation de la neurogenèse hippocampique et du BDNF chez le Rongeur jeune adulte, il n’en existe aucune qui se soit intéressée à ces effets chez le Rongeur âgé. Des rats d’âge médian ont été répartis dans 2 groupes, l’un exposé à de la musique et l’autre à du bruit blanc, puis inclus dans une étude longitudinale, au cours de laquelle les performances comportementales ont été évaluées jusqu’à l’âge de 24 mois, suivi d’analyses biologiques. Ainsi, nous avons pu montrer qu’une exposition chronique à la musique démarrant à un âge médian, réduit le déclin cognitif associé au vieillissement. En revanche, la neurogenèse hippocampique et le BDNF n’apparaissent pas comme des mécanismes neurobiologiques potentiels impactés par la musique chez le rat âgé. / Cognitive decline associated to aging impacts daily life of elderly. While the music practice appears as promising leisure activity to prevent cognitive decline in elder, little is known about the neurobiological mechanisms involved. The aim of this work was to study the effects of music exposure on behavioral performances and some neurobiological processes across aging in rats. Indeed, improved behavioral performances together with an increased hippocampal neurogenesis and a higher BDNF expression were reported after music exposure in both young and adult animals. Yet, no study has so far investigated these effects in aged rats. After a fine appraisal of the cognitive state in middle-aged Wistar rats (15 months), they were divided in two groups, exposed either to classic music or to white noise. Thereafter, a longitudinal follow up of 9 months was performed. We observed for the first time that chronic music exposure alleviated age-related cognitive decline. However, contrary to what was observed in adult animals, we did not reported any differences in age-related changes of hippocampal neurogenesis and BDNF expression. These promising results of a beneficial effect of music exposure in the field of aging still lay open the question about the underlying mechanisms in the context of aging of the beneficial effect of music exposure.

Le but de nos travaux est de définir des algorithmes permettant de simuler les déplacements de piétons dans un environnement urbain, en temps réel, et de manière crédible. Les modèles existants pour ce type d'exercice sont développés suivant deux types d'approches : microscopiques - les piétons sont modélisés comme des agents autonomes - et macroscopiques - les piétons sont considérés comme soumis à des lois d'écoulement. Selon nous, ces deux approches ne s'opposent pas, mais se complètent mutuellement. Aussi nous inspirons-nous des jeux de congestion et des SMA pour proposer une formulation générique du problème de déplacement de piétons. Nous introduisons la notion de ressource de navigation, décrite comme une région de l'espace que les agents utilisent pour atteindre leurs objectifs, et via lesquelles ils interagissent pour estimer leurs dépenses énergétiques, et nous proposons une stratégie de déplacement basée sur les heuristiques taboues. Le concept d'environnement issu du paradigme SMA s'avère adapté pour appréhender la complexité de la simulation. L'environnement est vu comme un composant indépendant et ontologiquement différent des agents. Une partie de la dynamique de la simulation est ainsi déléguée à l'environnement sans altérer l'autonomie des agents, ce qui favorise la crédibilité des résultats et le passage à l'échelle. Nous comparons notre modèle avec un modèle microscopique standard via plusieurs scénarii de simulation et montrons que notre modèle produit des résultats plus crédibles du point de vue d'un observateur extérieur et plus proches des études empiriques connues du déplacement des piétons. / In this work, we focus on real-time simulation of autonomous pedestrians navigation. Existing models for this purpose tend to diverge on whether to build on pedestrians' characteristics and local interactions - microscopic approaches - or to focus on pedestrians' flow regardless of individual characteristics - macroscopic approaches. Our position is that the two approaches should not be separated. Thus, we introduce a Macroscopic-Influenced Microscopic approach which aims at reducing the gap between microscopic and macroscopic approaches by providing credible walking paths for a potentially highly congested crowd of autonomous pedestrians. Our approach originates from a least-effort formulation of the navigation task, which allows us to consistently account for congestion at every levels of decision. We use the multi-agent paradigm and describe pedestrians as autonomous and situated agents who plan dynamically for energy efficient paths, and interact with each other through the environment. The navigable space is considered as a set of contiguous resources that agents use to build their paths. We emulate the dynamic path computation for each agent with an evolutionary search algorithm that implement a tabu search heuristic, especially designed to be executed in real-time and autonomously. We have compared an implementation of our approach with a standard microscopic model, against low-density and high density scenarios, with encouraging results in terms of credibility and scalability. We believe that microscopic models could be easily extended to embrace our approach, thus providing richer simulations of potentially highly congested crowd of autonomous pedestrians.

Ce travail de thèse se situe dans le cadre du projet Terra Dynamica visant à peupler une ville virtuelle avec des agents qui simulent des piétons et des véhicules. L’objectif de notre travail est de rendre l’environnement compréhensible par les agents de la simulation afin qu’ils puissent exhiber des comportements crédibles. Les premiers travaux qui ont été proposés pour la modélisation sémantique des environnements virtuels gardent toujours un lien de dépendance avec la représentation graphique pré-existante de l’environnement. Cependant, l’information sémantique représentée dans ce genre d’approches est difficilement exploitable par les agents pour effectuer des procédures de raisonnement complexes en dehors des algorithmes de navigation. Nous présentons dans cette thèse un modèle de représentation de la sémantique de l’environnement qui fournit aux agents des données sur l’utilisation des objets de l’environnement pour permettre au mécanisme d’aide à la décision de produire des comportements crédibles. Par ailleurs, en réponse à des contraintes inhérentes à la simulation urbaine, notre approche est capable de traiter un grand nombre d’agents, en temps réel. Notre modèle est basé sur le principe que les objets de l’environnement proposent des services permettant de réaliser les actions avec différentes qualités. Nous avons donc représenté les informations sémantiques des objets liées à leur utilisation sous forme de services dans une ontologie de services. Nous avons utilisé cette ontologie de services pour calculer une qualité de service QoS qui nous permet de trier les différents objets permettant de réaliser une même action. Ainsi, nous pouvons comparer entre les services proposés par les objets pour proposer aux agents les meilleurs objets leur permettant de réaliser leurs actions afin d’acquérir une crédibilité comportementale. Afin d’évaluer l’impact de notre modèle sur la crédibilité des comportements produits, nous avons défini un protocole d’évaluation dédié aux modèles de représentation de la sémantique dans les environnements. Dans ce protocole, des observateurs doivent évaluer le caractère crédible des comportements produits par le simulateur à partir d’un modèle sémantique de l’environnement. Grâce à cette évaluation, nous montrons que notre modèle permet de simuler des agents dont le comportement est jugé comme crédible par des observateurs humains. Nous présentons également une évaluation qualitative de la capacité de notre modèle de passer à l’échelle et de répondre aux contraintes d’une simulation temps-réel. Cette évaluation, nous a permis de montrer que les caractéristiques de l’architecture de notre modèle nous permettent de répondre en un temps raisonnable aux demandes d’un grand nombre d’agents. / This work is part of the Terra Dynamica project whose objective was to populate a virtual city with agents that simulate pedestrians and vehicles. The aim of our work is to make agents which understand their environment so they can produce credible behaviors The first proposed solutions for the semantic modeling of virtual environments still keep a link with the pre-existing graphic representation of the environment. However, the semantic information represented in this kind of approach is difficult to use by the agents to perform complex reasoning procedures outside the navigation algorithms. In this thesis we present a semantic representation model of the environment that provides the agents with data on the use of environmental objects in order to allow the decision mechanism to produce credible behaviors. Furthermore, in response to the constraints that are inherent to the urban simulation, our approach is capable of handling a large number of agents in real time. Our model is based on the principle that environmental objects provide services for performing actions with different qualities. We have therefore represented the semantic information of the objects related to their use, as services in an ontology of services. We used this ontology of services to calculate a QoS which allows us to sort the different objects which all perform the same action. Thus, we can compare between the services offered by different objects in order to provide the agents with the best objects that allow them to carry out their actions and exhibit behavioral credibility. To assess the impact of our model on the credibility of the produced behaviors, we defined an evaluation protocol for the semantic representation of virtual environment models. In this protocol, observers must assess the credibility of behaviors produced by the simulator using a semantic model of the environment. Through this evaluation, we show that our model can simulate agents whose behavior is deemed credible by human observers. We also present a qualitative assessment of the ability of our model to scale and meet the constraints of a real-time simulation. This evaluation allowed us to show that the characteristics of the architecture of our model allow us to respond in a reasonable amount of time to requests from a large number of agents.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.