Le jeu sérieux pour la santé (ludicament) est un domaine en pleine expansion dont les acteurs se proposent de rendre la prise en charge médicale plus motivante en y introduisant du "fun". De même, la musicothérapie encourage la recherche du "fun" musical et est de plus en plus plébiscitée par soignants et patients, notamment dans le cadre du traitement des troubles du comportement (Autisme, troubles limites...) et des maladies neuro-dégénératives (Alzheimer, Parkinson...). Pour profiter des synergies entre ces deux domaines, cette thèse présente une méthode de type recherche-action pour la conception de jeux sérieux musicothérapeutiques basée sur l'utilisation de matériel grand public, notamment la Wiimote. Elle a pour but de créer, en étroite collaboration avec les acteurs du monde médical, des systèmes : - (1) modulables et adaptés aux spécificités des patients ciblés, non seulement en termes d'accessibilité mais aussi et surtout de goûts entre autres musicaux ; - (2) simples et peu coûteux pour s'insérer facilement dans des environnements cliniques souvent très rigides du fait de fortes contraintes de budget et de personnel. Après une description détaillée de notre méthodologie, nous y présentons les projets MAWii (en collaboration avec Paris Descartes) et MINWii (en collaboration avec les hôpitaux Saint-Maurice et Broca), deux cas d'application ciblant respectivement les enfants atteints de troubles du comportement et les patients souffrant de la maladie d'Alzheimer. Nous tirons ensuite de la comparaison de ces deux études un ensemble de lignes directrices qui permettront dans le futur de concevoir des jeux santé musicaux à la fois mieux adaptés et moins coûteux.

Dans cette thèse on explore l'utilisation du contrôle optimal et du transport de masse pour la modélisation économique. Nous saisissons ainsi l'occasion de réunir plusieurs travaux faisant intervenir ces deux outils, parfois en interactions l'un avec l'autre. Dans un premier temps nous présentons brièvement la récente théorie des jeux à champ moyen introduite par Lasry et Lions et nous concentrons sur le point de vue du contrôle de l'équation de Fokker-Planck. Nous exploitons cet aspect à la fois pour obtenir des résultats d'existence d'équilibres et pour développer des méthodes numériques de résolution. Nous testons les algorithmes dans deux cas complémentaires à savoir le cadre convexe (aversion à la foule, dynamiques à deux populations) et le cadre concave (attraction, externalités et effets d'échelle dans un modèle stylisé de transition technologique). Dans un second temps, nous étudions un problème de matching mêlant transport optimal et contrôle optimal. Le planificateur cherche un couplage optimal, fixé pour une période donnée (engagement), étant donné que les marges évoluent (éventuellement aléatoirement) de façon contrôlée. Enfin, nous reformulons un problème de partage de risque entre d agents (pour lequel nous prouvons un résultat d'existence) en un problème de contrôle optimal avec contraintes de comonotonie; ceci nous permet d'obtenir des conditions d'optimalité à l'aide desquelles nous construisons un algorithme simple et convergent.

Cette thèse étudie le rôle des tierces parties dans les problématiques informationnelles autour de la responsabilité sociale et environnementale des entreprises (RSE). Les entreprises revendiquent de plus en plus le fait qu'elles adoptent des pratiques responsables. Cela peut être lié au fait qu'il existe des parties prenantes (e.g. consommateurs, investisseurs) qui sont prêtes à récompenser les comportements responsables. Cependant, la véracité des revendications des entreprises est souvent impossible ou au moins difficile à certifier, ce qui peut inciter les entreprises à manipuler leur communication. Cette dissertation a pour objectif d'analyser la façon dont de tierces parties peuvent tempérer cette asymétrie d'information. Des organisations comme des agences de notations, des organisations non-gouvernementales (ONGs) ou des organismes certificateurs, peuvent examiner les actions réelles des entreprises et transmettre cette information aux parties prenantes. Ces tierces parties ont un comportement informationnel hétérogène: certaines fournissent des informations plus particulièrement sur les entreprises qui se comportent de manière irresponsable, alors que d'autres se spécialisent dans la mise en lumière des entreprises responsables. Nous développons un modèle théorique simple qui explore l'offre de qualité dans des environnements informationnels amicaux, où la qualité est révélée plus souvent lorsqu'elle est haute que lorsqu'elle est basse, et dans des environnements hostiles, où c'est l'inverse. Nous appliquons ensuite ce modèle à deux types de tierces parties: les ONGs et les labels. Nous étudions le choix de production de bonnes ou mauvaises nouvelles afin de comprendre quand et pourquoi les ONGs choisissent d'être hostiles ou amicales. Ensuite, nous cherchons à évaluer quel est le niveau de sévérité des labels qui entraîne le plus d'investissement et le bien être social le plus important.

L'objet de notre étude est une chaîne logistique à deux étages composée d'un donneur d'ordres face à une demande aléatoire de marché et d'un fournisseur qui est lié au donneur d'ordres par un contrat linéaire de prix de gros. Le donneur d'ordres, qui est plus proche du marché final, aura une meilleure connaissance de la demande et transmettra à son fournisseur de l'information sur les prévisions de cette demande. Les prévisions sur la demande du marché seront de type binaire : demande haute ou demande basse. L'information sera donc à la fois asymétrique car le donneur d'ordres sera au départ mieux informé, mais aussi imparfaite car ces informations ne seront que des prévisions approchées des commandes réelles finales du marché. Nous étudions plusieurs modèles de chaînes logistiques (le modèle MTS/MTO en mono- et multi-périodes et le modèle MTS/MTS en mono-période) et nous utilisons deux approches scientifiques : la théorie des jeux et la méthodologie d'économie expérimentale.

L'évolution des réflexions et la prise en compte du développement durable à tous les niveaux rendent indispensable l'intégration de ce concept dans les formations des élèves ingénieurs. L'intérêt grandissant pour cette thématique ne doit cependant pas faire oublier ses particularités : la dimension évolutive, la complexité, les incertitudes, les divergences de points de vue, la difficulté à le transformer en approche pragmatique... L'ensemble de ces éléments nous a conduit à émettre deux hypothèses. La première est que le concept de développement durable ne peut être assimilé à une connaissance supplémentaire à acquérir, il correspond à une prise de conscience et à un changement de paradigme. La seconde est que la modification des enseignements visant à une intégration du développement durable ne peut se faire par simple implémentation, elle nécessite une réflexion pédagogique, une innovation ciblée. La validation de ces hypothèses nous a amené à définir des objectifs pédagogiques et à proposer l'utilisation d'approches basées sur les pédagogies innovantes. L'étude menée s'est focalisée plus particulièrement sur l'utilisation des jeux de rôles. Ce type d'approche s'est avérée être une des possibilités pour aider l'étudiant à aborder de manière systémique et concrète les principes liés au développement durable. Pour répondre à une problématique d'évaluation et d'identification des contenus cognitifs associés au concept de développement durable, une méthode d'analyse basée sur l'utilisation des cartes cognitives a été développée. L'utilisation des cartes cognitives est apparue pertinente, en effet, cette forme de représentation schématique demandée aux élèves leur a permis d'avoir une vision holistique et de réfléchir aux interactions entre les différents éléments constitutifs du développement durable. Cette méthode présente plusieurs potentialités d'évolution : outil d'amélioration des formations, aide aux réflexions métacognitives ou encore support de réflexion collective sur le développement durable.

Durant ces dernières années, la modélisation en physique est restée aveugle aux développements de disciplines sœurs ; en particulier la mécanique ou plutôt la robotique qui développe des outils puissants comme la cinématique inverse et les moteurs physiques (ou moteurs de jeux). Ces techniques sont couramment employées dans les jeux vidéo pour des résultats très réalistes. Je propose ici de montrer que nous pouvons simuler des assemblages d'ADN et de protéines (fibre de chromatine et à plus grande échelle des chromosomes) comme des systèmes articulés avec un moteur physique. Je montre aussi qu'il est possible d'étendre le thermostat local de Langevin à un thermostat global pour accélérer l'échantillonnage de l'espace des configurations du système ADN-protéines dans l'ensemble canonique. Ce nouveau thermostat est particulièrement intéressant lorsqu'il est utilisé avec un moteur physique. Plus précisément, je montrerai que la simulation que j'ai développée reproduit les résultats expérimentaux de manipulation de molécules uniques sous pinces magnétiques et permet de faire des prédictions. Enfin, cette simulation offre des perspectives intéressantes pour la modélisation des noyaux d'organismes allant de la drosophile à l'humain et la compréhension des toutes dernières données sur l'architecture des génomes.

Il est connu dans le domaine de la théorie des jeux que le livre The Strategy of Conflict a influencé un grand nombre de chercheurs et d'hommes de décisions depuis sa publication en 1960. Le but de ce projet de recherche est d'examiner ce que Thomas C. Schelling appelle la théorie des décisions interdépendantes (mutuaI dependance games) mieux connue sous le nom de jeux à somme non-nulle; ce qui a poussé à la création d'un nouveau concept de solution ainsi qu'un grand bagage de concepts qui permet de dire qu'une nouvelle théorie prenant le nom de théorie des conflits a été créée. Nous examinerons aussi les impacts (qu'on ressent encore aujourd'hui) de celle-ci. Il appert que ce qui a motivé Tom Schelling à écrire le livre en question The Strategy of Conflict prend naissance dans son insatisfaction par rapport au cadre d'analyse qu'offrait la théorie des jeux à la fin des années 50 et au début des années 60, pour la résolution de jeux d'interdépendances (mutuaI dependance games). Daniel Ellsberg, était lui aussi insatisfait avec la théorie des jeux à cette période Ellsberg et Schelling étaient aussi intéressés aux applications militaires Ce projet de recherche soutient; également que c'est, d'une certaine façon, l'interaction entre les deux hommes qui a rendu possible la création de ce qu'on connaît sous le nom de la théorie des conflits. Selon Schelling, cette nouvelle théorie pourrait permettre l'analyse et la prédiction de comportements durant une situation de conflit et permettrait de sortir gagnant de cette situation. Les applications potentielles de cette théorie sont très grandes, elles vont des comportements à adopter durant un conflit armé à l'art d'élever les enfants. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Thomas C. Schelling, Daniel Ellsberg, Théorie des Conflits, Théorie des Jeux.

Cette thèse développe une méthodologie pour résoudre les problèmes d'ordonnancement de programmes conditionnels où savoir si une tâche doit être exécutée n'est pas connue à l'avance mais dynamiquement. Le modèle utilisé est à base d'automates temporisés représentant l'espace d'états à explorer. Le problème est donc formulé comme le calcul d'une stratégie gagnante (pire cas optimale) dans un jeu contre l'environnement. Dans un premier temps nous étudions le problème d'ordonnancement sur graphes de tâches déterministe puis nous étendons l'étude au problème d'ordonnancement avec incertitude conditionnelle. Pour les deux problèmes nous étudions différentes classes d'ordonnancements et de stratégies pour réduire l'espace d'états, des décompositions en chaînes pour réduire sa taille, puis nous investiguons plusieurs classes d'algorithmes exactes pour en évaluer l'efficacité et à partir desquels nous dérivons de bonnes heuristiques. Des résultats expérimentaux sur plusieurs exemples de benchmarks sont présentés afin de montrer l'efficacité de chaque algorithme et la précision des heuristiques proposées, puis des bornes théoriques sont déduites pour prouver la garantie de performance pire cas de chaque heuristique.

L???intelligence artificielle est un domaine de l???informatique ??tudiant la conception d???agents intelligents. Un agent est une entit?? acqu??rant de l???information sur son environnement par ses capteurs et agissant sur son environnement ?? travers ses actionneurs. Certains agents existent seulement dans le domaine logiciel, comme par exemple un agent intelligent pour un jeu vid??o, alors que d???autres existent dans le monde physique, tels les robots mobiles. Les domaines des jeux vid??o et de la robotique partagent certaines caract??ristiques, dont la n??cessit?? de prendre des d??cisions en temps r??el dans un environnement dynamique ainsi qu???une vue incompl??te sur cet environnement. Ce m??moire est divis?? en deux chapitres. Le premier chapitre traite d???une approche de planification de trajectoires exploitant la g??om??trie d???une classe particuli??re de robots omnidirectionnels non-holonomes afin de calculer des chemins ad??quats leur permettant d???atteindre une destination d??sir??e. Les r??sultats obtenus avec cette approche tendent ?? d??montrer qu???elle est plus efficace que les algorithmes traditionnels de planification de trajectoires gr??ce ?? l???information additionnelle prise en compte lors du calcul. Le second chapitre d??crit l???architecture d??cisionnelle de l???agent intelligent SPAR qui est en mesure de jouer de fa??on autonome des parties de StarCraft : Brood War, un jeu de strat??gie en temps r??el. L???architecture de SPAR inclut entre autres des algorithmes de planification de trajectoires similaires ?? ceux du premier chapitre. Elle permet de faire face plus facilement et de fa??on plus rigoureuse, en comparaison avec les architectures existantes, aux nombreuses difficult??s propres ?? ce type de jeu. Ces difficult??s incluent un degr?? ??lev?? de concurrence dans les actions et une multitude d???unit??s ?? contr??ler dans un contexte temps r??el. L???agent SPAR a particip?? aux volets 2011 et 2012 de la comp??tition AIIDE de StarCraft et ?? l?????dition 2012 de la comp??tition SSCAI o?? il a obtenu ?? chaque fois des r??sultats honorables.

Ce manuscrit d'Habilitation à diriger des recherches décrit mes travaux de recherche récents en théorie des graphes et en théorie des jeux combinatoires. Une première partie est consacrée à l'étude de paramètres de graphes en s'intéressant particulièrement aux contraintes structurelles qui permettent d'améliorer les bornes connues. Dans cette partie, nous traitons notamment la paire-domination, la domination indépendante mais aussi les partitions en cographes et les colorations quasi propres. Une deuxième partie traite de la domination de puissance, une forme itérative de la domination au sujet de laquelle nous proposons un début de synthèse des résultats existants. Enfin, une troisème partie parle de jeux. Nous y traitons d'abord le travail réalisé sur quelques conjectures portant sur un jeu de domino, puis au sujet des jeux en version misère. Nous y parlons enfin du jeu de domination, qui est à l'interface entre le paramètre de graphe et le jeu combinatoire.