Diss. : Anglistik : Göttingen. - Bibliogr. p. 248-263. -

Peu de modèles et de simulations qui décrivent les comportements de foule en situations de conflit impliquant des forces de l’ordre et des armes non-létales (NLW) existent. Ce mémoire présente des modèles d’agents de la foule et des forces de l’ordre ainsi que des NLWs dans des situations de conflit. Des groupes ainsi que leurs interactions et actions collectives sont explicitement modélisés, ce qui repousse les approches de simulation de foule existantes. Les agents sont caractérisés par des profils d’appréciation de l’agressivité et ils peuvent changer leurs comportements en relation avec la Théorie de l’identité sociale. Un logiciel a été développé et les modèles ont été calibrés avec des scénarios réalistes. Il a démontré la faisabilité technique de modèles sociaux aussi complexes pour des foules de centaines d’agents, en plus de générer des données pour évaluer l’efficacité des techniques d’intervention. / Few models and simulations that describe crowd behaviour in conflict situations involving control forces and non-lethal weapons (NLW) exist. This thesis presents models for crowd agents, control forces, and NLWs in crowd control situations. Groups as well as their interactions and collective actions are explicitly modelled, which pushes further currently existing crowd simulation approaches. Agents are characterized by appreciation of aggressiveness profiles and they can change their behaviours in relation with the Social Identity theory. A software application was developed and the models were calibrated with realistic scenarios. It demonstrated the technical feasibility of such complex social models for crowds of hundreds of agents, as well generating data to assess the efficiency of intervention techniques.

Diss. : New Brunswick NJ : 1995. / Bibliogr.: p. 161-167.

Les foules sont de plus en plus présentes dans les médias grands publics, comme le cinéma ou les jeux vidéo. Elles permettent de renforcer l'immersion du sujet dans l'environnement qui lui est présenté. Or, la création de mouvement de foule est la plus part du temps basé sur des modèles dures à prendre en main et qui n'offrent pas un contrôle direct sur le mouvement de foule que l'on souhaite créer. Dans cette thèse nous proposons des contributions sous forme de méthodes pour concevoir des mouvements de foules par le biais d'outils interactifs et intuitifs. Dans un premier temps, nous présentons une méthode interactive permettant de concevoir des foules en les déformant comme de l'argile. L'utilisateur peut tirer, compresser et torde la forme global de des foules pour leurs donner la forme qu'il ou elle souhaite. Les personnages qui composent la foule s'adaptent automatiquement à la nouvelle forme imposée par l'utilisateur. Dans un second temps, nous présentons une méthode permettant de peindre les mouvements et la densité de la foule pour la créer. Nous offrons la possibilité à l'utilisateur de créer des foules en peignant une carte de densité en niveau de gris, et une carte de mouvement via des dégradés. Ses cartes de couleurs sont utilisées par notre système pour le transformer en un mouvement de foule, via un algorithme itératif cherchant à optimiser les différentes valeurs des cartes de couleurs. Les foules obtenues par ces méthodes peuvent occupées un espace très large, et sont animées indéfiniment. Contrairement aux méthodes classiques de création de foules qui se basent sur l'ajustement de paramètres de modèles, nos méthodes permettent de concevoir les mouvements de foules en se basant sur des caractéristiques plus hauts niveaux de la foule, comme sa forme globale, ses mouvements internes ou sa densité. Ce qui offre la possibilité de créer du contenu de foule animée de manière simple, rapide et intuitif. / Crowds are increasingly present in audio-visual media, such as movies or video games. They help to strengthen the immersion of the subject in the virtual environment. However, creating crowds is most of the time based on models hard to master and which do not offer a direct control on the motion that you want to create. In this thesis we propose contributions for designing crowd motions through interactive and intuitive tools. Firstly, we present an interactive method for designing the crowds by distorting it like clay. The user can stretch, compress and twist the overall shape of the crowd to give it the shape he or she wishes. The inner characters of the crowd automatically adapt to the new shape imposed by the user. Secondly, we present a method to paint the motion and the density of the crowd to create it. We offer the opportunity to the user to create crowds by painting a grayscale density map and a motion map by gradients. Its colored maps are transformed by our system to crowds, thanks to our iterative algorithm seeking to optimize the different values of colored maps. Crowds obtained by these methods can occupy a very large space and are animated indefinitely. Unlike conventional methods of creating crowds, that are based on the adjustment of model parameters, our methods allow to design crowd motions based on higher level features of the crowd, as its overall shape, its internal movement or density. This offers the possibility to simply, quickly and intuitively create animated crowd contents.

Cette thèse propose un regard nouveau sur la relation entre police et politique afin de combler un manque de connaissance sur la tâche la plus « politique » du travail de police : la gestion des foules. Pour ce faire, l’objectif de la recherche vise donc à répondre à une problématique principale que l’on peut synthétiser ainsi : comment la police perçoit-elle les demandes des autorités gouvernementales et dans quelle mesure les policiers adhèrent-ils à leur rôle lors de la gestion des foules ? Pour répondre à cette question centrale, des sous-questionnements ont été formulés visant à comprendre : a) le fonctionnement de la chaine de commandement lors la gestion des foules en Italie, b) en ce qui concerne la chaine de commandement et au niveau du terrain, comment la police interprète son mandat face au maintien de l’ordre public; c) si la police (cadres dirigeants et agents sur le terrain) et les autorités gouvernementales partagent la même vision de la gestion de l’ordre public (ou non); d) et, si les attentes des autorités politique sont satisfaites par la police dans le mandat de la gestion de l’ordre public. Il s'agissait donc, non pas de définir le phénomène analysé, mais de mettre en évidence certaines de ses dimensions, ou plutôt, celles qui apparaissent moins explorées dans la littérature sur le sujet. Afin de répondre à ces questions, ce travail avancera une lecture de la police qui s’éloignera à la fois du critère de l’autonomie et de celui de la filiation de la police au pouvoir étatique (Brodeur, 1984). Selon la perspective interprétative de ce texte, les institutions policières font partie intégrante de la société, participent à ses tentatives d'organisation politique et de gouvernance (Palidda, 2010 ; 2000) et agissent en tant qu’« entrepreneurs moraux », en accord et de concert avec les institutions politiques (Becker, 1966). Du point de vue méthodologique, cette étude s’appuie sur 14 entrevues individuelles avec des membres des forces de police italiennes et des politiciens, 189 transcriptions de témoignages de policiers et politiciens dans le cadre du procès contre les manifestants No Tav, ainsi que sur 77 articles de presse. Traitant du rapport entre police et pouvoir politique qui semble être présent lors du policing protest, cette recherche a pour but ultime de comprendre comment la police résout les multiples tensions qui parcourent sa profession et qui sont particulièrement prégnantes dans le cadre de mobilisations citoyennes d’envergure, entre maintien de l’ordre et respect de la liberté d’expression ; mais aussi entre une police au service des citoyens et une police politique. En d’autres termes, cette étude essaye de mettre en lumière la complexité et les interconnexions du rôle de la police face à la gestion des foules, et en rapport à la politique. Le fil rouge que ce texte fera progressivement apparaître est celui du lien privilégié II que le pouvoir politique instaure avec l’institution policière ainsi que le processus à l’origine de cette interaction. Pour ce faire, l’étude partira d'une analyse des différentes fonctions au sein de la chaîne de commandement de la police et en poursuivant la recherche de points de connexion avec l’univers politique – non seulement à l'intérieur des institutions policières, mais aussi à l'extérieur dans le cadre politique de référence où le lien entre police et politique trouve un terrain fertile, se nourrit et vienne se concrétiser –, axera l'analyse sur les aspects critiques que ce rapport amène au niveau opérationnel de la police. On constate que les exigences du pouvoir politique ont une influence directe dans les choix technico-opérationnels de la police, bien supérieure à ce que l’on aurait imaginé au départ. Cette étude dévoile une image relativement méconnue d’une police italienne qui doit se confronter aux enjeux des autorités gouvernementales afin de mener son mandat de maintien de l’ordre public. Autrement dit, la prétendue indépendance et la professionnalisation de la police italienne se révèlent inachevées et constituent un point sensible, surtout lorsqu'il s'agit d'analyser le fonctionnement du maintien de l'ordre public. Il s'ensuit que l'image de la police comme un organisme professionnel, indépendant et maître de ses propres choix opérationnels, doit être remise en cause, du moins en ce qui concerne le cas italien en question. / In order to fill a lack of knowledge about the most “political” task of police work: policing protest, this thesis proposes a new perspective on the relationship between police and politics. In order to do so, the objective of the research is to answer a main problem that can be summarized as follows: how do the police perceive the demands of governmental authorities and to what extent do police officers adhere to their role during policing protest? To answer this central question, sub-questions have been formulated to understand : a) the functioning of the chain of command during policing protest in Italy; b) with regard to the chain of command and at the field level, how the police interpret their mandate in relation to the management of public order; c) whether the police (both management and field agents) and government authorities share the same vision of public order management (or not); d) and, if expectations of the political authorities are met by the police in the mandate of public order activities. The aim was therefore not to define the phenomenon being analysed, but to highlight some of its dimensions, or rather, those that appear less explored in the literature on the subject. In order to answer these questions, this work will put forward a reading of the police which will move away from both the criterion of autonomy and that of the police's filiation to State power (Brodeur, 1984). According to the interpretative perspective of this text, police institutions are an integral part of society, participate in its attempts at political organization and governance (Palidda, 2010; 2000) and act as “moral entrepreneurs”, in agreement and in concert with political institutions (Becker, 1966). From a methodological point of view, this study is based on 14 face-to-face interviews with members of the Italian police force and politicians, 189 transcripts of testimonies of police officers and politicians in the trial against the No Tav demonstrators, as well as 77 press articles. Discussing the relationship between the police and political power that seems to be present during policing protests, the ultimate goal of this research is to understand how the police resolve the multiple tensions that run through their profession and which are particularly prevalent in the context of large-scale citizen mobilizations, between policing and respect for freedom of expression; but also between a police force at the service of citizens and a political police force. In other words, this study attempts to highlight the complexity and interconnections of the role of the police facing policing protest, and in relation to politics. The common thread that this text will gradually reveal is the privileged link that the political power establishes with the police institution and the process at the origin of this interaction. In order to do so, the study will start from an analysis of the different functions within the police IV chain of command and by continuing the search for points of connection with the political universe - not only within the police institutions, but also outside in the political frame of reference where the link between police and politics finds fertile ground, is nourished and comes to fruition -, the analysis will focus on the critical aspects that this relationship brings to the operational level of the police. It can be seen that the demands of political power have a direct influence on the technical-operational choices of the police, much more than one would have imagined at the outset. This study reveals a relatively unknown image of an Italian police force which must face the challenges of government authorities in order to carry out its mandate of maintaining public order. In other words, the alleged independence and professionalization of the Italian police is unfinished business and is a sensitive issue, especially when it comes to analysing the functioning of policing protest. It follows that the image of the police as a professional body, independent and in control of its own operational choices, must be called into question, at least as far as the Italian case in question is concerned.

Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à l'impact de la quantité et de la qualité de l'information échangée entre individus d'un groupe sur leurs performances collectives dans deux types de tâches bien spécifiques. Dans une première série d'expériences, les sujets devaient estimer des quantités séquentiellement, et pouvaient réviser leurs estimations après avoir reçu comme information sociale l'estimation moyenne d'autres sujets. Nous contrôlions cette information sociale à l'aide de participants virtuels (dont nous contrôlions le nombre) donnant une information (dont nous contrôlions la valeur), à l'insu des sujets. Nous avons montré que lorsque les sujets ont peu de connaissance préalable sur une quantité à estimer, (les logarithmes de) leurs estimations suivent une distribution de Laplace. La médiane étant un bon estimateur du centre d'une distribution de Laplace, nous avons défini la performance collective comme la proximité de la médiane (du logarithme) des estimations à la vraie valeur. Nous avons trouvé qu'après influence sociale, et lorsque les agents virtuels fournissent une information correcte, la performance collective augmente avec la quantité d'information fournie (fraction d'agents virtuels). Nous avons aussi analysé la sensibilité à l'influence sociale des sujets, et trouvé que celle-ci augmente avec la distance entre l'estimation personnelle et l'information sociale. Ces analyses ont permis de définir 5 traits de comportement : garder son opinion, adopter celle des autres, faire un compromis, amplifier l'information sociale ou au contraire la contredire. Nos résultats montrent que les sujets qui adoptent l'opinion des autres sont ceux qui améliorent le mieux leur performance, car ils sont capables de bénéficier de l'information apportée par les agents virtuels. Nous avons ensuite utilisé ces analyses pour construire et calibrer un modèle d'estimation collective, qui reproduit quantitativement les résultats expérimentaux et prédit qu'une quantité limitée d'information incorrecte peut contrebalancer un biais cognitif des sujets consistant à sous-estimer les quantités, et ainsi améliorer la performance collective. D'autres expériences ont permis de valider cette prédiction. Dans une seconde série d'expériences, des groupes de 22 piétons devaient se séparer en clusters de la même "couleur", sans indice visuel (les couleurs étaient inconnues), après une courte période de marche aléatoire. Pour les aider à accomplir leur tâche, nous avons utilisé un système de filtrage de l'information disponible (analogue à un dispositif sensoriel tel que la rétine), prenant en entrée l'ensemble des positions et couleurs des individus, et retournant un signal sonore aux sujets (émit par des tags attachés à leurs épaules) lorsque la majorité de leurs k plus proches voisins était de l'autre couleur que la leur. La règle consistait à s'arrêter de marcher lorsque le signal stoppait. / In this thesis, we were interested in the impact of the quantity and quality of information ex- changed between individuals in a group on their collective performance in two very specific types of tasks. In a first series of experiments, subjects had to estimate quantities sequentially, and could revise their estimates after receiving the average estimate of other subjects as social information. We controlled this social information through virtual participants (which number we controlled) giving information (which value we controlled), unknowingly to the subjects. We showed that when subjects have little prior knowledge about a quantity to estimate, (the loga- rithms of) their estimates follow a Laplace distribution. Since the median is a good estimator of the center of a Laplace distribution, we defined collective performance as the proximity of the median (log) estimate to the true value. We found that after social influence, and when the information provided by the virtual agents is correct, the collective performance increases with the amount of information provided (fraction of virtual agents). We also analysed subjects' sensitivity to social influence, and found that it increases with the distance between personal estimate and social information. These analyses made it possible to define five behavioral traits: to keep one's opinion, to adopt that of others, to compromise, to amplify social information or to contradict it. Our results showed that the subjects who adopt the opinion of others are the ones who best improve their performance because they are able to benefit from the infor- mation provided by the virtual agents. We then used these analyses to construct and calibrate a model of collective estimation, which quantitatively reproduced the experimental results and predicted that a limited amount of incorrect information can counterbalance a cognitive bias that makes subjects underestimate quantities, and thus improve collective performance. Further experiments have validated this prediction. In a second series of experiments, groups of 22 pedestrians had to segregate into clusters of the same "color", without visual cue (the colors were unknown), after a short period of random walk. To help them accomplish their task, we used an information filtering system (analogous to a sensory device such as the retina), taking all the positions and colors of individuals in input, and returning an acoustic signal to the subjects (emitted by tags attached to their shoulders) when the majority of their k nearest neighbors was of a different color from theirs.

Cette thèse propose un modèle organisationnel et holonique de l'environnement pour la simulation des déplacements de piétons dans des bâtiments. Une foule de piétons peut être considérée comme un système composé d'un grand nombre d'entités en interaction, dont la dynamique globale ne peut se réduire à la somme des comportements de ses composants. La simulation multiniveau fondée sur les modèles multiagents holoniques constitue une approche permettant d'analyser la dynamique de tels systèmes. Elle autorise leur analyse en considérant plusieurs niveaux d'observation (microscopique, mésoscopique et macroscopique) et prend en compte les ressources de calcul disponibles. Dans ces systèmes, l'environnement est considéré comme l'une des parties essentielles. La dynamique des piétons composant la foule est alors clairement distinguée de celle de l'environnement dans lequel ils se déplacent. Un modèle organisationnel décrivant la structure et la dynamique de l'environnement est proposé. L'environnement est structurellement décomposé en zones, sous-zones, etc. Les organisations et les rôles de cet environnement sont projetés dans une société d'agents ayant en charge de simuler la dynamique de l'environnement et les différentes missions qui lui sont classiquement assignées dans les systèmes multiagents. Ce modèle précise également les règles de passage entre deux niveaux d'observation. Ainsi, chaque agent appartenant au modèle de l'environnement tente d'utiliser une approximation des comportements de ses sous-zones afin de limiter la consommation de ressources durant la simulation. La qualité de l'approximation entre ces deux niveaux d'observation est évaluée avec des indicateurs énergétiques. Ils permettent de déterminer si l'agent approxime correctement les comportements des agents associés aux sous-zones. En sus du modèle organisationnel et holonique proposé, nous présentons un modèle concret de la simulation de voyageurs dans un terminal d'aéroport. Ce modèle concret est implanté sur les plateformes JaSIM et Janus. / This work presents a holonic organizational model of the environment for the simulation of pedestrians in buildings. A crowd of pedestrians is considered as a system composed of a large number of interacting entities. The global dynamics of this system cannot be reduced to the sum of the behaviors of its components, Multilevel simulation based on holonic multiagent models is one approach to analyze the dynamics of such systems. It allows their analysis by considering several levels of observation (microscopic, mesoscopic and macroscopic) and the available computing resources. In these systems, the environment is considered as an essential part. The behavior of the crowd is clearly distinguished from the behavior of the environment in which the pedestrians move. An organizational model is proposed to describe the structure and the dynamics of the indoor environment. This environment is structurally divided into areas, sub-areas, etc. Organizations and roles are mapped into a society of agents in charge of simulating the dynamics of the environment and their various missions in multiagent systems. This model also specifies the rules for changing the level of observation dynamically. Thus, each agent belonging to the model of the environment tries to use an approximation of behaviors of its sub-zones, and at the same time to minimize the resource consumption. The quality of the approximation between these two levels is evaluated with energy-based indicators. They help to determine if the agent approximates the behaviors of its sub-agents correctly. In addition to the organizational and holonic model proposed in this work, we present a concrete model of the simulation of passengers in an airport terminal. This concrete model is implemented on the platforms JaSIM and Janus.

Cette thèse propose un modèle organisationnel et holonique de l'environnement pour la simulation des déplacements de piétons dans des bâtiments. Une foule de piétons peut être considérée comme un système composé d'un grand nombre d'entités en interaction, dont la dynamique globale ne peut se réduire à la somme des comportements de ses composants. La simulation multiniveau fondée sur les modèles multiagents holoniques constitue une approche permettant d'analyser la dynamique de tels systèmes. Elle autorise leur analyse en considérant plusieurs niveaux d'observation (microscopique, mésoscopique et macroscopique) et prend en compte les ressources de calcul disponibles. Dans ces systèmes, l'environnement est considéré comme l'une des parties essentielles. La dynamique des piétons composant la foule est alors clairement distinguée de celle de l'environnement dans lequel ils se déplacent. Un modèle organisationnel décrivant la structure et la dynamique de l'environnement est proposé. L'environnement est structurellement décomposé en zones, sous-zones, etc. Les organisations et les rôles de cet environnement sont projetés dans une société d'agents ayant en charge de simuler la dynamique de l'environnement et les différentes missions qui lui sont classiquement assignées dans les systèmes multiagents. Ce modèle précise également les règles de passage entre deux niveaux d'observation. Ainsi, chaque agent appartenant au modèle de l'environnement tente d'utiliser une approximation des comportements de ses sous-zones afin de limiter la consommation de ressources durant la simulation. La qualité de l'approximation entre ces deux niveaux d'observation est évaluée avec des indicateurs énergétiques. Ils permettent de déterminer si l'agent approxime correctement les comportements des agents associés aux sous-zones. En sus du modèle organisationnel et holonique proposé, nous présentons un modèle concret de la simulation de voyageurs dans un terminal d'aéroport. Ce modèle concret est implanté sur les plateformes JaSIM et Janus.

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.

Dû au grand intérêt porté à la simulation de foules, beaucoup d'algorithmes ont été et sont encore proposés. Toutefois, (1) il n'existe pas de méthode standard pour évaluer le réalisme et la flexibilité de ces algorithmes, et (2) même les algorithmes les plus récents produisent encore des artéfacts évidents. Abordant la première question, nous proposons une méthode visant à évaluer le réalisme des algorithmes de simulation de foules d'une manière objective et impartiale. ''Objective'' grâce à des métriques quantifiant la similitude entre les simulations et des données acquises en situation réelle. ''Impartiale'' grâce à l'estimation de paramètres permettant d'étalonner automatiquement les algorithmes en vue de décrire au mieux les données (par rapport aux métriques), permettant de comparer les algorithmes au mieux de leur capacité. Nous explorons aussi comment ce processus permet d'augmenter le niveau de contrôle d'un utilisateur sur la simulation tout en réduisant son implication. Abordant la deuxième question, nous proposons un nouvel algorithme d'évitement de collisions. Alors que les algorithmes existants prédisent les collisions en extrapolant linéairement les trajectoires des agents, nous allons au-delà grâce à une approche probabiliste et non-linéaire, prenant en compte entre autres la configuration de l'environnement, les trajectoires passées et les interactions avec les obstacles. Nous éliminons ainsi des simulations résultantes des artefacts tels que : les ralentissements et les agglomérats dérangeants d'agents, les mouvements oscillatoires non naturels, ou encore les manœuvres d'évitement exagérées/fausses/de dernière minute. Dans une troisième contribution, nous abordons aussi l'utilisation de notre travail sur l'évaluation et l'estimation de paramètres dans le cadre de systèmes plus larges. Dans un premier temps, nous l'appliquons à la simulation d'insectes, prenant en charge leur comportement local. Après avoir complété le système aux niveaux intermédiaire et global, cette approche basée-données est capable de simuler correctement des essaims d'insectes. Dans un second temps, nous appliquons notre travail au suivi de piétons, construisant un ''méta-algorithme'' servant à calculer la probabilité de transition d'un filtre particulaire, et surpassant les systèmes existants. / With the considerable attention crowd simulation has received, many algorithms have been and are being proposed. Yet, (1) there exists no standard scheme to evaluate the accuracy and flexibility of these algorithms, and (2) even the most recent algorithms produce noticeable simulation artifacts. Addressing the first issue, we propose a framework aiming to provide an objective and fair evaluation of the realism of crowd simulation algorithms. ''Objective'' here means the use of various metrics quantifying the similarity between simulations and ground-truth data acquired with real pedestrians. ''Fair'' here means the use of parameter estimation to automatically tune the tested algorithms to match the ground-truth data as closely as possible (with respect to the metrics), effectively allowing to compare algorithms at the best of their capability. We also explore how this process can increase a user's control on the simulation while reducing the amount of necessary intervention. Addressing the second issue, we propose a new collision-avoidance algorithm. Where current algorithms predict collisions by linearly extrapolating agents' trajectories, we better predict agents' future motions in a probabilistic, non-linear way, taking into account environment layout, agent's past trajectories and interactions with other obstacles among other cues. Resulting simulations do away with common artifacts such as: slowdowns and visually erroneous agent agglutinations, unnatural oscillation motions, or exaggerated/last-minute/false-positive avoidance manoeuvres. In a third contribution, we also explore how evaluation and parameter estimation can be used as part of wider systems. First, we apply it to insect simulation, taking care of local insect behavior. After completing it at the intermediate and global levels, the resulting data-driven system is able to correctly simulate insect swarms. Second, we apply our work to pedestrian tracking, constructing a ''meta-algorithm'', more accurately computing motion priors for a particle-filter-based tracker, outperforming existing systems.