La voiture est le mode de transport le plus utilisé en Europe et en Amérique du Nord. Aujourd’hui, il est de plus en plus sécurisé notamment grâce à des systèmes d’assistance à la conduite. Toutefois, il représente encore la plus grande part d’accidents sur la route en France dont 90 % seraient de cause humaine. A partir de 2020, de nouveaux types de véhicules vont apparaître sur la route : ce sont des véhicules dont la décision ne dépendra plus uniquement du conducteur humain, appelés couramment véhicules autonomes.Pour concevoir de tels systèmes, trois grandes exigences doivent être respectées à la fois : la sécurité (respect du code de la route), l’efficacité (aller le plus vite possible) et le confort (ne pas se sentir en danger dans le véhicule). En plus d’imaginer un véhicule où seuls les capteurs embarqués fournissent les informations nécessaires pour conduire, on peut ajouter la possibilité de communiquer avec d’autres véhicules ou l’infrastructure de la route. Ce dernier point doit prendre en compte une quatrième exigence, la courtoisie (ne pas avoir un impact négatif sur les véhicules environnants). Il peut permettre également de gérer une situation proche où les véhicules conduits par des êtres humains et les véhicules autonomes vont se trouver dans un même environnement.Pour étudier ces comportements, la simulation informatique peut être une bonne solution pour mettre en place un éventail de scénarios possibles dans différents environnements. Toutefois, cela impose un niveau d’abstraction pouvant affecter le niveau de réalisme du modèle.Dans ce manuscrit, nous avons défini des méthodes et outils afin de définir une méthodologie permettant de concevoir des Systèmes de Transport Intelligents Coopératifs. A partir d'un modèle de véhicule, nous allons le simuler, puis le vérifier formellement. A partir du modèle obtenu, on assure une compatibilité avec un simulateur plus réaliste. De plus, à partir d'un outil de simulation, nous avons mis en place un protocole de coopération permettant aux véhicules de s’adapter plus facilement à des environnements routiers actuels. / The car is the most used mode of transport in Europe and North America. Today, it is increasingly secure thanks to driver assistance systems. However, it is still the largest share of road accidents in France, 90 % of which are caused by humans. From 2020, new types of vehicles will appear on the road: they are vehicles whose decision will no longer depend only on the human driver, commonly called autonomous vehicles.To design such systems, three main requirements must be respected at the same time: the safety (respect of traffic laws), the efficiency (go as fast as possible) and the comfort (not to feel in danger in the vehicle). In addition to imagine a vehicle where only on-board sensors provide the necessary information to drive, one can add the ability to communicate with other vehicles or the road infrastructure. This last point have to take into account a fourth requirement, courtesy (does not have a negative impact on surrounding vehicles). It can also help to manage a similar situation where vehicles driven by human beings and autonomous vehicles will be in the same environment.To study these behaviors, computer simulation can be a good solution to set up a range of possible scenarios in different environments. However, this imposes a level of abstraction that can affect the level of realism of the model.In this PhD thesis, we defined methods and tools to define a methodology for designing Cooperative Intelligent Transport Systems. From a vehicle model, we have shown that we can simulate it and then formally check it. From the model obtained, compatibility with a more realistic simulator is ensured. In addition, based on a simulation tool, we have implemented a cooperation protocol that allows vehicles to adapt more easily to current road environments.

Le problème Rm||Cmax consiste à allouer un ensemble de tâches à m agents de sorte à minimiser le makespan de l’allocation, c’est-à-dire le temps d’exécution de l’ensemble des tâches. Ce problème est connu pour être NP-dur dès que les tâches sont allouées à deux agents ou plus (m ≥ 2). De plus, il est souvent admis que le coût d’une tâche est précisément estimé pour un agent et que ce coût ne varie pas au cours de l’exécution des tâches. Dans cette thèse, je propose une approche décentralisée et dynamique pour l’amélioration d’une allocation de tâches. Ainsi, à partir d’une allocation initiale et pendant qu’ils exécutent les tâches, les agents collaboratifs initient de multiples enchères pour réallouer les tâches qui restent à exécuter. Ces réallocations sont socialement rationnelles, c’est-à-dire qu’un agent accepte de prendre en charge une tâche initialement allouée à un autre agent si la délégation de cette tâche bénéficie à l’ensemble du système en faisant décroître le makespan. De plus, le dynamisme du procédé permet d’améliorer une allocation malgré une fonction de coût peu précise et malgré les variations de performances qui peuvent survenir lors de l’exécution des tâches. Cette thèse offre un cadre formel pour la modélisation et la résolution multi-agents d’un problème de réallocation de tâches situées. Dans un tel problème, la localité des ressources nécessaires à l’exécution d’une tâche influe sur son coût pour chaque agent du système. À partir de ce cadre, je présente le protocole d’interaction des agents et je propose plusieurs stratégies pour que les choix des agents aient le plus d’impact sur le makespan de l’allocation courante. Dans le cadre applicatif de cette thèse, je propose d’utiliser ce processus de réallocation de tâches pour améliorer le patron de conception MapReduce. Très utilisé pour le traitement distribué de données massives, MapReduce possède néanmoins des biais que la réallocation dynamique des tâches peut aider à contrer. J’ai donc implémenté un prototype distribué qui s’inscrit dans le cadre formel et implémente le patron de conception MapReduce. Grâce à ce prototype, je suis en mesure d’évaluer l’apport du processus de réallocation et l’impact des différentes stratégies d’agent. / The Rm||Cmax problem consists in allocating a set of tasks to m agents in order to minimize the makespan of the allocation, i.e. the execution time of all the tasks. This problem is known to be NP-hard as soon as the tasks are allocated to two or more agents (m ≥ 2). In addition, it is often assumed that the cost of a task is accurately estimated for an agent and that this cost does not change during the execution of tasks. In this thesis, I propose a decentralized and dynamic approach to improve the allocation of tasks. Thus, from an initial allocation and while they are executing tasks, collaborative agents initiate multiple auctions to reallocate the remaining tasks to be performed. These reallocations are socially rational, i.e. an agent agrees to take on a task initially allocated to another agent if the delegation of this task benefits to the entire system by decreasing the makespan. In addition, the dynamism of the process makes it possible to improve an allocation despite an inaccurate cost function and despite the variations of performance that can occur during the execution of tasks. This thesis provides a formal framework for multi-agent modeling and multi-agent resolution of a located tasks reallocation problem. In such a problem, the locality of the resources required to perform a task affects its cost for each agent of the system. From this framework, I present the interaction protocol used by the agents and I propose several strategies to ensure that the choices of agents have the greatest impact on the makespan of the current allocation. In the applicative context of this thesis, I propose to use this tasks reallocation process to improve the MapReduce design pattern. Widely used for the distributed processing of massive data, MapReduce has biases that the dynamic tasks reallocation process can help to counter. I implemented a distributed prototype that fits into the formal framework and implements the MapReduce design pattern. Thanks to this prototype, I am able to evaluate the effectiveness of the reallocation process and the impact of the different agent strategies.

Cette thèse sur travaux composée de quatre articles s’intéresse aux chaînes logistiques à deux échelons comportant un fournisseur en situation de monopole et de N clients dont les demandes pour un même produit sont corrélées. Les trois premiers articles étudient l’impact simultané des coopérations verticale et horizontale sur la performance globale. L’article 1 propose des extensions du modèle d’optimisation des stocks de Zhu et Thonemann (2004) en complétant notamment la coopération verticale entre le fournisseur et ses clients par une alliance horizontale et un échange d’informations entre clients. L’article 2 propose une modélisation multi-agents individu-centrée afin d’étudier l’impact sur la performance et la stabilité de la chaîne, de la diversité des comportements des clients face au risque et de leurs règles d’interaction dans le cadre d’une possible distorsion de l’information échangée. Nous proposons ensuite deux articles à visée plus applicative. L’article 3 s’intéresse à l’industrie pharmaceutique et étudie l’influence de la coopération entre grossistes-répartiteurs socialement responsables et leur laboratoire fournisseur pour réduire les surstocks et les gaspillages. L’article 4 consiste à comparer un pilotage centralisé à un pilotage décentralisé des stocks suite à un choc important de demande d’un produit alimentaire périssable. Les résultats de simulation font ressortir des conditions d’équilibre ainsi que des recommandations sur le pilotage global de ce type de chaînes. Plus généralement, cette thèse a permis de montrer l’intérêt d’une approche connexionniste de chaînes logistiques complexes avec agents hétérogènes s’échangeant de l’information. / AThis thesis is composed by two papers focusing on two-level supply chains with a monopoly supplier and N clients whose demands for the same products are correlated. The first paper studies the simultaneous impact of vertical and horizontal cooperation on the overall performance and the stability of the chain. It proposes an individual-centered multi-agents approach for studying the impact on performance of different kinds of customer behaviors associated with overstock risk and their interaction rules under possible distortion of the exchanged information. The second paper deals with pharmaceutical distribution and studies the influence of the cooperation between wholesale distributors and a unique supplier to reduce overstocks and wastes. More generally, this thesis has shown the relevance of a connectionist approach of complex supply chains with heterogeneous agents exchanging information.

Dans cette recherche doctorale, une enquête approfondie et une revue de la littérature concernant la collaboration de la chaîne d'approvisionnement ont été menées. Plusieurs paradigmes et stratégies émergents de collaboration dans la chaîne d'approvisionnement ont été identifiés, ce qui a fourni une base théorique et une direction de recherche pour mes recherches ultérieures. En conséquence, trois modèles innovants de chaîne d'approvisionnement avec des stratégies d'optimisation correspondantes ont été développés: (1) un nouveau mécanisme de partage des ressources pour optimiser la fabrication des vêtements dans la chaîne d'approvisionnement textile; (2) un système central de traitement des commandes pour l'optimisation de la chaîne d'approvisionnement textile axée sur la demande, et (3) une plate-forme collaborative de services cloud pour l'optimisation de la chaîne d'approvisionnement textile da la fabrication à la commande. Stratégies de collaboration identifiées pour la chaîne d'approvisionnement, à savoir, le partage des ressources, le partage de l'information, la prise de décision conjointe, le partage des bénéfices, ont été utilisés pour développer les trois modèles de collaboration. Des heuristiques d'optimisation ont également été conçues pour différents objectifs dans trois modèles respectivement. Les trois stratégies collaboratives de la chaîne d'approvisionnement proposées ont été réalisées dans trois modèles de simulation en utilisant la technologie de simulation à événements discrets ou la technologie de simulation multi-agents. Plusieurs expériences ont été menées pour démontrer les avantages d'une telle structure collaborative dans différentes conditions. / In this PhD research, a thorough investigation and literature review regarding supply chain collaboration was conducted. Several emerging supply chain collaboration paradigms and strategies were identified, which provided a theoretical foundation and research direction for my subsequent research. Consequently, three innovative supply chain models with corresponding optimization strategies were developed: (1) a novel resource sharing mechanism for optimizing garment manufacturing echelon in textile supply chain, (2) a central order processing system for optimizing demand-driven textile supply chain, and (3) a collaborative cloud service platform for optimizing make-to-order textile supply chain. Identified supply chain collaboration strategies, viz. resource sharing, information sharing, joint decision-making, profit sharing, were employed for developing the three collaborative models. Optimization heuristics were also designed for different objectives in three models respectively. The three proposed supply chain collaboration strategies were realized in three simulation models by employing discrete-event simulation technology or multi-agent simulation technology. Several experiments were conducted to demonstrate the advantages of such collaborative structure under different conditions.

Cette thèse présente comment l’intégration de systèmes multi-agents au sein de systèmes embarqués peut permettre d’optimiser la gestion des tâches. Nous relevons un manque de flexibilité pour les systèmes embarqués et posons l’hypothèse d’une solution multi-agents permettant la prise en compte dynamique du contexte d’évolution du système. Les systèmes embarqués, intégrés à l’environnement utilisateur, sont contraints en termes d’espace physique et donc de ressources matérielles. Ces limites impliquent un besoin d’optimisation des ressources. Nous proposons d’expérimenter des algorithmes de négociation multi-agents pour déléguer des tâches entre les différentes ressources. Pour valider nos hypothèses, nous détaillons les caractéristiques des systèmes multi-agents, leurs comportements, leurs modèles,les plateformes sur lesquelles ils évoluent, leurs standards de communication et leurs algorithmes sociaux. Nous avons constaté que la majorité des travaux du domaine agent se concentraient sur d’autres problématiques. Par conséquent, nous avons proposé la formalisation de systèmes multiagents embarqués et d’une plateforme multi-agents adaptée. Nous avons ensuite expérimenté cette plateforme au sein de systèmes embarqués avec le cas d’étude du traitement d’images, notamment avec le calcul d’une interpolation de pixels. Nous avons mené des études de performances pour estimer le coût administratif d’une solution multiagents,puis avons considéré ces résultats au regard des gains de capacité de nos systèmes embarqués. Nos dernières expérimentations mettent à l’épreuve notre solution de délégation de tâches entre plusieurs cartes embarquées dans un contexte hétérogène. / This thesis shows how the integration of multi-agents systems within embedded systems can optimize tasks management. We notice a lack of flexibility for embedded systems and hypothesize that a multi-agents solution will allow the dynamic consideration of the system context of evolution. Embedded systems, being integrated into the user environment, are limited in terms of physical space and thus hardware resources. These limits involve the necessity to optimize the resources. We suggest experimenting multi-agents negotiation algorithms to delegate tasks between several resources. To validate our hypotheses, we detail the characteristics of multi-agents systems, their behavior, their models, the platforms on which they evolve, their communication standards and their social algorithms.We observed that the majority of the works of the multi-agents domain concentrated on other problems. Therefore, we proposed the formalization of embedded multi-agents systems and of anadapted multi-agents platform. We then experimented this platform within embedded systems with the case study of image processing, especially the calculation of a pixels interpolation.We led performance studies to estimate the administrative cost of a multi-agents solution, then considered these results in relation to the capacity earnings of our embedded systems. Our last experiments put to the test our solution of tasks delegation between several embedded cards within a heterogeneous context.

La Tarification à l’Activité (T2A) contraint les services d’urgences hospitalières à développer différentes stratégies d’'allocation efficiente des ressources. L'optimisation de la prise en charge est centrale à cette problématique et vise des coûts de production couverts par les revenus induits par la T2A. Aussi, l'objectif de la thèse est d’identifier l’apport d’un Système d’Aide à la Décision (SAD) basé sur les Systèmes Multi-Agents (SMA) utilisant une modélisation basée sur un algorithme d'ordonnancement des moyens de production des soins en trois phases (OR-3P). Cette modélisation formalise l'organisation de ces services autour de cinq types d'agents. L’Agent Ordonnanceur y chargé d’affecter les personnels de l’équipe médicale et de gérer les flux de patients. Il joue un rôle prépondérant dans la recherche d’optimisation. Les résultats obtenus de l’application simulée de l’OR-3P, montrent l’optimisation des délais d’attente et de passage global, une augmentation de la productivité et une indication qualitative du bon fonctionnement de la prise en charge. Ces résultats incitent à réaliser des expérimentations dans des établissements français. / The activity-based payment, which is known in France as T2A requires hospital emergency departments, faced with a very strong growth in their activities since 1990, to develop strategies of an efficient allocation of resources. The optimization of medical treatment is central to this issue and should allow obtaining production costs covered by funding induced T2A. The main objective of the thesis was to identify the contribution of a System Decision Support (DSS) based on Multi-Agent Systems (MAS), using multi-agent modelling of care means production, using a three-phase scheduling algorithm, so called OR-3P. This modelling formalizes the organization of emergency departments around five types of agent. The scheduler Officer is responsible for assigning personnel to the medical team in an efficient framework for managing patient flow, plays the leading role in the search of optimized management. Results from the application of OR-3P, show an optimizing of the delays and the overall passage, an increase in productivity, a qualitative indication of proper functioning. These results lead to tests in French institutions.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Pour des tâches simples ou dans un environnement contrôlé, la coordination des différents processus internes d’un robot est un problème relativement trivial, souvent implémenté de manière ad-hoc. Toutefois, avec le développement de robots plus complexes travaillant dans des environnements non contrôlés et dynamiques, le robot doit en permanence se reconfigurer afin de s’adapter aux conditions extérieures et à ses objectifs. La définition d’une architecture de contrôle efficace permettant de gérer ces reconfigurations devient alors primordiale pour l’autonomie de tels robots. Dans ces travaux, nous avons d’abord étudié les différentes architectures proposées dans la littérature, dont l’analyse a permis d’identifier les grandes problématiques qu’une architecture de contrôle doit résoudre. Cette analyse nous a mené à proposer une nouvelle architecture de contrôle décentralisée, générique et réutilisable, selon une démarche qui intègre une approche "intelligence artificielle" (utilisation de raisonneur logique, propagation dynamique de contraintes) et une approche "génie logiciel" (programmation par contrats, agents). Après une présentation des concepts qui sous-tendent cette architecture et une description approfondie de son fonctionnement, nous en décrivons une implémentation, qui est exploitée pour assurer le contrôle d’un robot terrestre d’extérieur dans le cadre de tâches de navigation, d’exploration ou de suivi. Des résultats sont présentés et analysés. Dans une seconde partie, nous nous sommes penchés sur la modélisation et la vérifiabilité d’une telle architecture de contrôle. Après avoir analysé différentes solutions, nous décrivons un modèle complet de l’architecture qui utilise la logique linéaire. Nous discutons ensuite des différentes approches possibles pour montrer des propriétés d’atteignabilité et de sûreté de fonctionnement en exploitant ce modèle. Enfin nous abordons différentes voies d’enrichissement de ces travaux. En particulier, nous discutons des extensions possibles pour le contrôle d’un ensemble de robots coopérants entre eux, mais aussi de la nécessité d’avoir des liens plus forts entre cette couche de contrôle, et les approches de modélisation des fonctionnalités sous-jacentes. / For simple tasks in a controlled environment, the coordination of the internal processes of a robot is a relatively trivial task, often implemented in an ad-hoc basis. However, with the development of more complex robots that must operate in uncontrolled and dynamic environments, the robot must constantly reconfigure itself to adapt to the external conditions and its own goals. The definition of a control architecture to manage these reconfigurations becomes of paramount importance for the autonomy of such robots. In this work, we first study the different architectures proposed in the literature, and analyse the major issues that a control architecture must address. This analysis led us to propose a new architecture, decentralized, generic and reusable, integrating an artificial intelligence approach (use of logical reasoning, dynamic propagation of constraints) and a software engineering approach (programming by contract, agents). After a presentation of the concepts underlying this architecture and an in-depth description of its operation, we describe an implementation which is used to control of a ground robot for navigation, exploration and monitoring tasks. Results are presented and analyzed. In a second part, we focus on the modeling and verifiability of such a control architecture. After analyzing different solutions, we present a comprehensive model of the proposed architecture that uses linear logic. We then discuss the different possible approaches to assess the properties of reachability and safety within this model. Finally we discuss different ways to enrich this work. In particular, we discuss possible extensions to the control of a multiple cooperating robots, but also the need for stronger links between the control layer and the modeling.

Les applications sous-marines actuelles exigent la réalisation de travaux de différentes natures dans des zones de plus en plus vastes et toujours plus profondes. La conception et l'utilisation de flottilles d'AUV dans ce contexte est un véritable challenge. Les bénéfices attendus sontmultiples. Premièrement, cela doit permettre de minimiser les coûts grâce à une répartition de ceux-ci sur l'ensemble de la flottille : la perte d'un AUV ou son mauvais fonctionnement ne remettront pas en cause l'intégralité de la mission. Deuxièmement, l'utilisation d'une flottilledoit de fait permettre de réduire le temps d'exécution d'une mission grâce à la parallélisation de certaines tâches. Enfin, la réalisation d'une mission par une flottille permet de conserver le caractère spécialisé des AUV et donc d'envisager plus facilement leur réutilisation dansd'autres contextes. Cependant, les approches de coopération multi-AUV existantes sont limitées par deux principaux verrous : (1) le nombre de communications induit et (2) la gestion de l'hétérogénéité potentielle d'une flottille.L'approche que nous proposons vise à répondre à ces problématiques.L'idée principale est de combiner une approche de coopération réactive avec une approche organisationnelle. L'approche de coopération réactive permet l'échange des signaux de communication très simples. Cependant, elle ne permet de résoudre que des problèmes de coopération de nature assez restreinte qui concernent essentiellement la coordination spatiale de véhicules homogènes. La première contribution de cette thèse est l'extension de l'approche satisfaction-altruisme. Un nouveau mécanisme décisionnel réactif, capable de considérer des actions coopératives de diverses natures, est proposé. La deuxième contribution consiste à spécifier les contextes d'interactions réactives à l'aide d'une approche organisationnelle. Le modèle organisationnel Agent/Groupe/Rôle est utilisé pour avoir une représentation explicite de l'organisation de la flottille. Les concepts de groupe, mais surtout de rôle, sont employés dans l'adressage des signaux de communication et permettent la mise en oeuvre d'interactions hétérogènes avec une grande modularité. L'ensemble est intégré dans une nouvelle architecture logicielle, appelée REMORAS, destinée à équiper des véhicules sous-marins autonomes. Une validation de la faisabilité de notre approche est proposée à l'aide d'une simulation de plusieurs scénarios mettant en jeu des AUV hétérogènes. / Underwater marine applications are nowadays branching into various fields covering larger and deeper zones. Performing the required tasks with the aid of AUV flotillas is a real challenge. However, the advantages of using such a new technology are numerous. Firstly, this would highly reduce the cost of the mission thanks to the distribution of this former among the various AUV: the loss of one AUV or its bad functioning will not degrade the performance of the flotilla in general. Secondly, the use of a flotilla reduces the execution time of a mission given the parallelization of certain tasks. Finally, any mission can be accomplished by the flotilla by taking into consideration the specificity of each AUV. In fact, each of these vehicles holds different characteristics rendering the global architecture heterogeneous and therefore applicable in different contexts. However, the methods concerned with multi-AUV cooperation are hindered by two main limitations: (1) the number of communications induced and (2) the management of the heterogeneity in the flotilla.The proposed approach aims at responding to these challenges. The principal idea is to combine this reactive cooperational approach with an organizational one. The reactive cooperational approach allows the exchange of simple communication signals. However, it does not help in solving the problems of cooperation that are very constrained and that mainly concern the spatial coordination of homogeneous vehicles. The first contribution in this thesis is the extension of the satisfaction-altruism approach. A new reactive decisional mechanism capable of considering the cooperative actions of various natures is proposed. The second contribution consists in specifying the context of reactive interactions based on an organizational approach. The organizational model Agent/Group/Role is used in order to have an explicit representation of the flotilla. The concepts of "group" and especially "role" are used in the attribution of the communication signals allowing the accomplishment of heterogeneous interactions with a big modularity. A new concept is therefore born and is integrated in a new software architecture called REMORA intended to equip autonomous underwater vehicles. This proposed new method has been validated through various numerical simulations in different scenarios putting at stake heterogeneous AUV.

Le travail de thèse de Baudoin Dafflon se situe dans la thématique générale des systèmes auto-organisés, dans la version centrée sur les systèmes multi-agents. Ce travail repose sur l’idée que l’organisation d’un système distribué peut émerger à partir du comportement de chacune des d’entités autonomes et proactives qui le composent. L’organisation émergente satisfait l’objectif confié au système auto-organisé. Cette thèse s’est particulièrement occupé de domaines applicatifs où les systèmes auto-organisés sont formés par des entités matérielles intelligents, en général mobiles, situées dans un environnement physique relativement incertain. Ses études de cas appartiennent à la problématique de la conduite en convoi de flottes de véhicules autonomes.En particulier, B. Dafflon s’est intéressé à la prise de décision pour ce genre de systèmes. Cette question est particulièrement importante lorsque l’environnement est incertain, soit par ce que les entités autonomes en ont une connaissance imparfaite, soit par ce que des phénomènes aléatoires peuvent se produire. Dans ce cas chaque entité doit décider, de façon décentralisée quelle est la meilleure action locale à exécuter pour que l’organisation globale soit préservée. Si bien l’échange d’informations entre entités n’est pas exclu d’emblée pour ce type de systèmes, les travaux de cette Thèse ont été conduits en adoptant la contrainte de non-communication, dans le but d’explorer la portée des approches purement autonomes et locales de la prise de décision par les agents.Parmi les contributions substantielles apportées par cette thèse nous pouvons mentionner les suivants. Premièrement, la proposition d’une architecture qui sépare la fonction décision de la fonction contrôle, ce qui permet de mieux intégrer des fonctionnalités qui prennent en compte l’incertain. Un exemple dans le domaine applicatif (la conduite en convoi) serait l’évitement d’obstacles. Deuxièmement, B. Dafflon propose l’introduction d’une hiérarchie de systèmes multi-agents où la prise de décision est également envisagée comme un processus auto-organisé dans un monde virtuel d’agents. Ce monde virtuel est défini par un processus d’abstraction des informations données par les percepts des agents matériels. Finalement, cette Thèse propose des modèles d’interaction pour ces agents virtuels qui reposent sur des processus physiques (lois d’attraction-répulsion, dynamique des gazes, ...). L’intérêt en est que la décision peut être élaborée de façon calculatoire, en évaluant des indicateurs globaux inspirés des processus physiques modélisés.Les travaux présentés dans cette thèse ont été effectués et ont été financés par le projet ANR-VTT SafePlatoon. / Baudoin Dafflon’s doctoral work is placed in the general frame of self-organised systems. This kind of systems bases on the hypothesis that their organizationcan be the result of the individual behaviour of each one of the autonomous and proactive component entities. This emergent organization satisfies the objectives entrusted to the self-organizing system. This thesis is mainly directed to application domains in which the self-organizing system is composed of intelligent, frequently mobile material devices places in a physical, uncertain environment. Case-studies made included in this Thesis belong to the vehicle platoon problem.This Thesis interests mainlyto the decision-making problem of the self organizing systems of this kind. This aspect is particularly important when the system evolves in an uncertain environment. Uncertainty can be the consequence of an imperfect knowledge of the environment or because of the occurrence of unpredictable events. In those situations the autonomous entities have to decide locally about the best action to be performed in order for the global organization to be maintained. Even if information exchange among autonomous entities is not excluded a-priori, this doctoral work has been done under the restriction of non-communication, in order to investigate the reach of completely de-centralised approaches.Among the contributions of this thesis we can mention the following. Firstly, the proposal of an architecture that separates decision making and control, thereby allowing a simpler integration of uncertainty-management. An example from the application domain (vehicle platoons) is obstacle avoidance. Secondly, this thesis introduces a hierarchy of multi-agent systems such that decision-making is also conceived as a self-organized process in a virtual agent’s world. The later is built from an abstraction process based on the perceptions produced by material agents. Lastly, this thesis proposes physics-inspired interaction mechanisms for virtual agents. Those interaction models based on phenomena such as attraction-repulsion forces or gas dynamics, allow for a computational decision making process based on the laws and properties of the adopted physical models.Doctoral work presented in this Thesis has been done in the framework of the ANR-VTT project.