L’hétérogénéité de croissance est un problème récurrent en aquaculture dont le déterminisme est le résultat d’une interaction complexe de nombreux facteurs: alimentaires, populationnels, environnementaux et génétiques. Nous avons développé un modèle individu-centré (système multi-agent) pour reproduire in silico les phénomènes biologiques sous-jacents (Mo.B.I.Fish : Model of Behavioral Interaction of Fish). La première étape a consisté en l’élaboration d’un modèle de croissance capable de modéliser la prise de poids d’un poisson en fonction de son ingéré. Deux types de modèles ont été évalués (Scope For Growth et Dynamic Energy Budget) sur des données expérimentales de croissance et le SFG a été retenu. Il a ensuite été utilisé en validation pour évaluer l’importance de l’ingéré et d’autres facteurs dans l’hétérogénéité de croissance. La deuxième étape de modélisation a consisté en l’élaboration d’un modèle simulant les interactions sociales entre poissons. Ces interactions ont été simulées par un système multi agents qui reproduit des séries de combats entre deux individus dont l’issue est dépendante de leur poids, de leurs interactions passées, de leur génétique et d’un effet aléatoire. Le résultat de ces combats influence leur nourrissage individuel. A l’aide de 2 expérimentations ad hoc de croissance de perche en circuit fermé, nous avons pu calibrer et valider le modèle de façon à estimer l’importance des différents facteurs dans le déterminisme des combats. La comparaison entre le modèle et les données a été faite sur les variables « poids moyen »« coefficient de variation » et « coefficient de corrélation de Spearman ». Il est apparu ainsi que la taille avait une faible importance, et que le déterminisme des combats pouvait être, en première approche considéré comme purement aléatoire. L’effet mémoire permet de simuler le désordre des rangs de poids des poissons entre le début et la fin de la période de croissance / Growth heterogeneity is a recurrent problem in fish aquaculture. Its determinism is the result of complex interactions between numerous factors: feeding rate, social interactions, environmental conditions and genetics. We developed an individualized based model (multi-agent system) to reproduce in silico biological phenomena (Mo.B.I.Fish : Model of Behavioral Interaction of Fish). The first step of modelling consisted of choosing a model that could simulate growth knowing the food intake. Two models were compared (Scope For Growth and Dynamic Energy Budget) to experimental data of growing fish: we finally chose the SFG. This model was used in validation to evaluate the relative influence of the food intake (combined with other factors) on growth heterogeneity. The second step of modelling consisted of building a model which simulated social interactions between fish. These interactions were simulated with a multi-agent system that reproduced fights between two fish, in which the final result depended on the weight, experience of each fish, genetic and random effect. The result of the fight had direct influence on the individual intake. Two experiments were conducted on perch in recirculating system, which provided to us data to both calibrate and validate the model. The output of the model was the mean weight, the coefficient of variation of the weight and the Spearman's rank correlation coefficient of fish weight. Hence we could estimate the relative importance of each factor in the determinism of the fights. We observed that size had little or no effect, and that the determinism could be considered as completely random. The experience effect also allowed simulating accurately the rank of the weight of fish between the beginning and the end of the experiments

L'objectif principal de ces travaux est l'exploration des propriétés émergentes qui accompagnent les processus d'auto-assemblages, à partir d'entités moléculaires ou macromoléculaires multivalentes. La fonctionnalisation appropriée des nano-objets auto-assemblés constitue un réel challenge compte tenu des nombreuses applications auxquelles ces systèmes peuvent répondre. Dans cette thèse nous nous sommes intéressés aux apports des différentes interactions dynamiques et réversibles dans la construction « bottom-up » de systèmes et membranes adaptatifs. Dans un premier temps, nous avons voulu explorer l'effet de la multivalence sur les interactions de faible énergie de type Lectine-Carbohydrates. Une autre partie des travaux consiste à incorporer des synthons dynamiques dans une matrice polymère de type polyetherimines, afin d'explorer leurs influences en transport de gaz. Enfin, nous avons mis à profit l'auto-organisation à l'échelle mésoscopique de copolymères triblocs ABA, dans l'élaboration de membranes avec des tailles de pores modulables en fonction des forces des interactions mises en jeu dans la construction du matériau membranaire. Ces interactions, qui varient en fonction des différents stimuli : Pression, pH et UV, sont explorées dans la perspective d'une application en ultrafiltration « adaptative ». / The main objective of this work is the exploration of emergent properties that accompany the self-assembly process from multivalent molecular or macromolecular entities. The appropriate functionalization of self-assembled nano-objects is a real challenge given the numerous applications for which these systems can respond. Thus, research was performed in order to emphasize the different contributions of dynamic and reversible interactions, in the "bottom-up" construction of adaptive systems and membranes. At first, we explored the effect of multivalency on the low energy biomolecular interaction between a lectin and its ligand. Then, the incorporation of dynamic building blocks in a polyetherimines polymer matrix was performed in order to explore their influence on the transport of gases, namely CO2. Finally, we have taken advantage of the self-organization at the mesoscopic scale of ABA type triblock copolymers, in the development of membranes with adjustable pore size. Based on the strength of interactions involved in the construction of the material (supramolecular and/or covalent), it has been shown that the properties of the membranes vary as a function of different stimuli: pressure, pH and UV, leading to an "adaptive" ultrafiltration membrane.

Perçu comme un système adaptatif complexe, l’espace public pourrait être examiné par le biais de la complexité. Dans cette thèse, nous discutons du cas d'un parc urbain, Horch Beyrouth, visant à mettre en valeur les apports épistémologiques et méthodologiques de l'approche de la complexité dans les études urbaines. Malgré que Horch Beyrouth représente jusqu'à 70% des espaces verts de Beyrouth, il a été en grande partie fermé au public depuis la fin de la guerre civile libanaise en 1990. Entouré de trois quartiers culturellement hétérogènes, le parc triangulaire incarne à la fois la multiplicité et l'exclusion urbaine. L’approche de la complexité offre non seulement un lexique scientifique transdisciplinaire, mais également des outils de modélisation interdisciplinaires. Pour illustrer ces outils, nous avons utilisé la triangulation systémique pour le diagnostic urbain de Horch Beyrouth. Il s’agit d’un outil qui reconnaît l’inscription des problèmes complexes dans des continuums structurels, fonctionnels et dynamiques, établissant des relations entre eux et projetant des interactions entre le système et son environnement. Nous avons également présenté l'outil de la méthodologie des systèmes souples pour une gouvernance interactive basée sur des représentations non linéaires de la réalité urbaine. Cette approche nous a fourni de nouvelles idées. Premièrement, aborder les villes, ainsi que les entités urbaines comme Horch Beyrouth, en tant que systèmes complexes, pourrait diverger notre perception des solutions linéaires fragmentées vers des processus évolutifs adaptifs. Deuxièmement, le chaos n’est pas à craindre. En fait, en se situant au bord du chaos les systèmes complexes s’adaptent et co-évoluent, ainsi la créativité se catalyse et le changement émerge. Enfin et surtout, un espace public ne doit pas être conçu, mais encouragé à émerger. Il serait donc préférable d’induire son auto-organisation que d'essayer de la contrôler. Ainsi, un changement d'attitude est nécessaire : le rôle des acteurs urbains, architectes et urbanistes, devrait se réorienter pour rechercher la dynamique sous-jacente d’un système urbain, établir ses propriétés émergentes, pour ultérieurement, déterminer et induire ses opportunités synergiques. / Perceived as a complex adaptive system, public space could be examined through the means of complexity. In this thesis, we discuss the case of an urban park, Horch Beirut, aiming to showcase the contributions of the complexity approach to urban studies, both epistemological and methodological ones. Horsh Beirut makes up to 70% of green spaces in Beirut, but has been mostly closed to the public since the end of the Lebanese civil war in 1990. Surrounded by three culturally heterogeneous neighborhoods, the triangular park embodies both urban multiplicity and exclusion. The complexity approach not only offers a transdiciplinary scientific lexicon but also interdisciplinary modeling tools. To showcase these tools, we apply Systemic Triangulation for the urban diagnosis of Horch Beirut. This tool acknowledges the inscription of complex problems in structural, functional and dynamic continuums, establishing the relationships between them, and projecting interactions between the system and its environment. We also propose the Soft Systems Methodology tool for an interactive governance based on non-linear representations of urban reality. The complexity approach has provided us some new insights. First, addressing cities, and urban entities like Horsh Beirut, as complex systems could diverge our perception of fragmented linear solutions towards adaptive evolutionary processes. Secondly, chaos is not to be feared. In fact, by being on the edge of chaos complex systems adapt and co-evolve, consequently creativity is catalyzed and change emerges. Finally, and most importantly, a public space should not be designed, but encouraged to emerge. It would be better to induce its self-organization than to try to control it. Thus, a change of attitude is necessary: the role of urban actors, architects and urban planners, should be reoriented towards seeking the underlying dynamics of an urban system, establishing its emerging properties, and subsequently, determining and inducing its synergistic opportunities.