Nous abordons dans cette thèse un problème important en simulation multi-agent pour l'étude des systèmes complexes: celui d'assembler de multiples expertises par une approche multi-niveau. Alors que les approches existantes considèrent habituellement la vue d'un seul expert principal sur le système, nous proposons d'utiliser une approche multi-niveau pour intégrer plusieurs expertises sous la forme d'agents de différents niveaux d'abstraction. Nous montrons qu'il est ainsi possible de rester proche des concepts manipulés par les différents experts (ce qui permet de faciliter le processus de validation dans leurs domaines respectifs) et de combiner les différents niveaux de ces concepts, de manière à ce que chaque expert puisse comprendre les dynamiques des éléments liés à son domaine. Nous proposons le méta-modèle SIMLAB basé sur une représentation unifiée des concepts par des agents pouvant s'influencer les uns les autres dans différents axes et différents niveaux. Ce travail est concrétisé dans le cadre de l'étude de l'activité humaine en relation avec la consommation électrique. Il s'agit là d'un exemple typique de système complexe nécessitant de multiples expertises issues de différents domaines tels que l'ergonomie, l'énergétique, la sociologie, la thermique, ... Dans ce contexte, nous présentons ensuite la mise en oeuvre de notre approche dans la plate-forme SMACH de simulation des comportements humains et nous décrivons un ensemble d'expérimentations illustrant les différentes caractéristiques de notre approche. Nous montrons enfin la capacité de SIMLAB à reproduire et à étendre en simulation une étude réalisée sur le terrain de gestion de la demande énergétique. / The purpose of this work is to tackle a key problem in the study of complex systems when using multi-agent simulation: how to assemble several domains of expertise with a multi-level approach. While existing approaches usually consider the viewpoint of a unique main expert, we propose to use a multi-level model to integrate the multiple domains of expertise embodied in agents located at different abstraction levels. In this work, we show that it is possible to both stay close to the concepts manipulated by the experts (for the sake of the validation process in the domain of each expert) and combine the levels of those concepts. That way, each expert can easily understand the dynamics of the components related to their domain.We present SIMLAB, our meta-model based on a unified representation of the concepts using agents. Each agent can influence the others on different axes and levels. This work is materialised in a study of human activity in relation to electrical consumption. It is a typical example of complex system which requires many domains of expertise such as psychology, energetics, sociology, heat science, … In this context, we present the implementation of our approach in SMACH, a simulation platform of human behaviours. We Then describe several experiments to illustrate the characteristics of our approach. Finally, we show how SIMLAB can reproduce and extend in silico a field study of energy demand management.

Cette thèse comporte quatre essais et porte sur les questions fondamentales sur la relation entre l’environnement et le développement économique. Le premier chapitre cherche à identifier les déterminants individuels et contextuels qui affectent la volonté de contribuer des gens à la lutte contre la pollution environnementale. Nos résultats révèlent que les individus riches, les personnes éduquées ainsi que les personnes possédant des valeurs post-matérialistes sont plus susceptibles d’être préoccupées par la pollution environnementale. On remarque que la caractéristique du pays de ces individus affecte leur volonté à contribuer. Ainsi, dans les pays à forte démocratie avec une forte stabilité gouvernementale, les individus sont réticents à faire des dons pour prévenir les dommages environnementaux. Le deuxième chapitre examine la relation entre la croissance économique et la dégradation de l’environnement en s’interrogeant sur la relation U inversée de Kuznets. Nos résultats empiriques ne révèlent aucune preuve de ladite relation. Cependant, nous notons l’existence d’une relation non linéaire entre la croissance économique et la dégradation de l’environnement. Les émissions ont tendance à augmenter un rythme plus rapide dans les premiers stades de la croissance économique puis dans les dernière étapes, cette hausse persiste mais à un rythme plus lent. Le troisième chapitre étudie la relation de causalité de long terme entre la consommation d'énergie propre et la croissance économique dans un groupe de pays de l’Afrique subsaharienne. Le résultat révèle l'existence d'une relation d'équilibre à long terme entre la consommation d'énergie propre et la croissance économique. En outre, la dynamique de court terme et de long terme indiquent une relation de causalité à la Granger unidirectionnelle de la consommation d'énergie propre vers la croissance économique sans aucun effet rétroactif. Le dernier chapitre de cette thèse cherche à investiguer sur la convergence des émissions de gaz entre les provinces canadiennes. L'étude montre que les émissions de gaz des provinces canadiennes sont caractérisées des convergences de clubs. En d'autres termes, on détecte l'existence d'une segmentation des émissions entre les provinces canadiennes. / This thesis comprises four empirical essays on environmental and development economics. In the first chapter, we examine to what extent individual and contextual level factors influence individuals to contribute financially to prevent environmental pollution. We find that rich people, individuals with higher education, as well as those who possess post-materialist values are more likely to be concerned about environmental pollution. We also observe the country in which individuals live matter in their willingness to contribute. More precisely, we find democracy and government stability reduce individuals’ intention to donate to prevent environmental damage mainly in developed countries. The second chapter deals with the relation between economic growth and environmental degradation by focusing on the issue of whether the inverted U-shaped relation exist. The study discloses no evidence for the U-shaped relation. However, the empirical result points toward a non-linear relationship between environmental degradation and economic growth, that is, emissions tend to rise rapidly in the early stages with economic growth, and then emissions continue to increase but a lower rate in the later stages. The third chapter investigates the long-run as well as the causal relationship between energy consumption and economic growth in a group of Sub-Saharan Africa. The result discovers the existence of a long-run equilibrium relationship between clean energy consumption and economic growth. Furthermore, the short-run and the long-run dynamics indicate unidirectional Granger causality running from clean energy consumption to economic growth without any feedback effects. The last chapter of this thesis concerns with convergence of emissions across Canadian provinces. The study determines convergence clubs better characterizes Canadian’s emissions. In other words, we detect the existence of segmentation in emissions across Canadian provinces.