Bien souvent utilisée comme outils d'intégration et d'échange entre les différentes parties de projets scientifiques interdisciplinaires, la simulation numérique est en plein essor dans les sciences sociales, et notamment la simulation multi-agents. En effet, la capacité de calcul de plus en plus puissante des ordinateurs et les méthodes de recherche individu-centrées en sciences sociales (micro-économie ou individualisme méthodologique, pour ne citée que celles-ci) ont suscité un intérêt croissant pour la représentation logicielle de processus interagissant les un avec les autres dans le cadre d'un phénomène qualifié de complexe. Notre thèse se positionne ainsi dans ce contexte, plus particulièrement au niveau des relations causales entre des comportements microscopiques en interaction et un phénomène macroscopique émergeant. Notre travail de recherche s'inscrit dans un projet mené en collaboration avec des sociologues qui vise à rendre compte de phénomènes organisationnels. Plutôt que de s'emparer de cas empiriques et de produire des modèles ad'hoc, nous proposons une démarche innovante consistant à formaliser une théorie sociologique : la Sociologie de l'Action Organisée (SAO) de M. Crozier et E. Friedberg. L'intérêt d'une telle modélisation est de disposer d'un méta-modèle sociologiquement fondé permettant de modéliser de façon formelle différentes organisations relevant de son champ d'expertise. Nous proposons de mettre en œuvre cette formalisation via un laboratoire virtuel, SocLab, permettant d'éditer le modèle d'une organisation puis de mener des expériences et tester nos hypothèses. Du méta-modèle de la SAO à l'outil d'expérimentation SocLab, notre thèse propose une démarche méthodologique pour l'analyse organisationnelle assistée par l'expérimentation virtuelle. Dans la perspective d'analyser la causalité émergente des processus organisationnels, nous avons défini une série d'indicateurs numériques qui servent de base aux interprétations indispensables à la vérification et la validation d'un modèle. Ces indicateurs permettent de caractériser acteurs, relations, et transactions dans les termes de la SAO et de comparer différents modèles, d'une même organisation ou d'organisations différentes. Nous présentons ensuite un modèle d'agent adaptatif à base de règles qui rend compte du comportement stratégique des acteurs dont la rationalité est orientée vers la coopération tel que le postule la SAO. Nous présentons par ailleurs une méthodologie de validation des modèles de rationalité. Enfin nous illustrons notre démarche avec un cas d'étude issu du corpus SAO, que nous modélisons, soumettons à diverses hypothèses, que nous interprétons et (in)validons par la simulation. Outre la démarche de formalisation de la SAO et le développement du laboratoire virtuel SocLab, la thèse présente de nombreuses originalités que ce soit au niveau des concepts développés autour de l'échange et de la coopération, au niveau du modèle d'agent stratégique-coopératif, ou au niveau des outils d'analyse produits ou mis en œuvre. L'intérêt principal réside dans le développement d'une démarche rigoureuse couvrant de nombreux aspects de l'utilisation de l'expérimentation virtuelle en sociologie qui devrait permettre au chercheur, à l'étudiant comme aux consultants en organisation de produire des raisonnements solides sur le /phénomène organisation/.

Par l'utilisation de l'approche individus-centrée, en particulier pour la modélisation de systèmes sociaux, le modélisateur est souvent confronté au sein même de son modèle, à une des complexités majeures du système réel qu'il cherche à comprendre, à savoir la relation entre comportements individuels et comportements collectifs, qui présente dans le système réel se retrouve, par cette approche, présente également dans son modèle. Dès lors il se retrouve face à un modèle dont il ne peut que difficilement comprendre le fonctionnement même s'il en connaît les règles de fonctionnement au niveau individuel. Nous proposons ici le recours à une démarche expérimentale pour la compréhension de modèles de simulation sociale individus-centrés. De manière à cerner l'objet de cette démarche, nous exposons tout d'abord un cadre formel pour l'expression de modèles individus-centrés, qui nous permettra d'englober plusieurs grands types de modèles (automates cellulaires, microsimulation, simulation multi-agents notamment). Nous présenterons ensuite les modèles individus-centrés de l'influence sociale rencontrés dans la littérature en utilisant ce formalisme comme grille de lecture pour tenter de représenter le spectre des comportements possibles que l'on peut introduire dans le modèle. Dans une deuxième partie, nous nous intéresserons à la démarche expérimentale comme accompagnement pour la compréhension du modèle. Nous présenterons tout d'abord les différents points de vue sur le modèle que peut prendre le modélisateur (individuel, collectif, population de simulations notamment) et nous argumenterons sur la nécessaire complémentarité entre ces points de vue dans le but de comprendre le fonctionnement du modèle. Nous proposerons ensuite un environnement dédié à la gestion des plans d'expérience sur des modèles de simulation destiné à accompagner l'exploration systématique de l'espace des paramètres d'un modèle. Nous présenterons enfin une méthodologie incrémentale de construction des modèles pour nous permettre d'obtenir une compréhension construite et croissante du fonctionnement de modèles complexes envisagés comme une collection de modèles de complexité croissante. Dans une dernière partie, nous mettrons en pratique les éléments abordés précédemment en présentant une série de modèles de dynamiques d'opinions dont la compréhension est enrichie en étudiant tout d'abord des modèles très simples puis en complexifiant progressivement les modèles étudiés. Nous aborderons ainsi successivement un modèle d'interaction conditionnel en population homogène, nous ferons ensuite évoluer la dynamique des agents de ce modèle, puis nous introduirons de l'hétérogénéité dans le modèle pour finir par étudier son comportement lorsque l'on introduit un réseau social.

Le travail présenté dans ce mémoire s'inscrit dans le cadre du projet SocLab, qui propose une formalisation de la sociologie de l'action organisée de Crozier et Friedberg. Cette formalisation repose sur un méta-modèle de la structure des organisations sociales, à partir duquel il est possible de décrire la structure d'une organisation particulière, de développer une étude analytique de ses propriétés et surtout de calculer, par simulation, les comportements que les acteurs de cette organisation sont susceptibles d'adopter les uns vis-à-vis des autres. Selon cette approche, une organisation est vue comme un système qui, en fonction du comportement des acteurs les uns envers les autres, procure à chacun d'eux une certaine capacité d'action pour atteindre ses objectifs, sans distinguer ceux qui relèvent de son rôle et ceux qui lui sont propres. Ces comportements sont relativement stabilisés, condition indispensable à la coordination des acteurs dans l'accomplissement, au moins partiel, de ce qui constitue la raison d'être de l'organisation, et donc indispensable à l'existence même de cette organisation. Ces comportements s'avèrent de plus être globalement coopératifs, facilitant ainsi la réalisation des objectifs, aussi bien ceux propres à chacun que ceux du collectif dans son ensemble. Cette thèse porte sur la modélisation de la rationalité qui conduit un acteur social à adopter un tel comportement dans le " jeu social " que constitue un contexte d'interaction organisationnel. Selon la sociologie de l'action organisée, cette rationalité est stratégique, guidée par la recherche de son intérêt, et elle s'exerce dans le cadre d'une rationalité (très) limitée. Le modèle proposé cherche à être vraisemblable, du point de vue social et du point de vue psycho-cognitif, et il s'inscrit dans le paradigme de l'apprentissage par renforcement. Dans la mesure où la structure de l'organisation le permet, les simulations convergent donc vers des configurations que l'on peut qualifier d'optima Pareto-équitables. On étudie aussi diverses variantes de cet algorithme correspondant à des rationalités qui conduisent une organisation à se réguler vers des configurations élitistes, protectrices ou égalitaristes, ou encore vers un équilibre de Nash.

Nous étudions dans cette thèse la formation et la dynamique des attitudes sociales à l'aide de la simulation multi agent. L'attitude peut se définir comme une évaluation globale d'un objet social sur la base d'informations cognitives ou affectives. Nos travaux s'inscrivent dans le cadre de la simulation sociale qui tente de reproduire informatiquement des phénomènes sociaux complexes à une échelle macroscopique, sur la base de la représentation des individus et de leurs interactions au niveau microscopique. Tandis que les approches existantes dans cette discipline font généralement abstraction des travaux en sciences humaines sur le sujet de l'attitude, nous proposons de suivre une approche psychomimétique en micro-fondant le modèle cognitif de nos agents sur des théories issues de psychologie sociale et des sciences cognitives. Ainsi, nous proposons un modèle de dynamique d'attitude combinant des théories issues de travaux en sciences humaines et sociales de la perception des individus, la communication inter-personnelle et médiatique, la révision de croyances, la réponse émotionnelle ainsi que le sentiment de surprise. Ce modèle a pour objectif de reproduire au niveau microscopique la dynamique des attitudes vis-à-vis d'acteurs qui effectuent des actions observées par la population. Nous avons procédé à une analyse fonctionnelle des différents composants du modèle sur des scénarii abstraits afin d'étudier les capacités de notre modèle, en particulier les phénomènes descriptibles tels que la diffusion de l'information, la résistance à la désinformation ou le processus de conformité. Le modèle a été appliqué dans le contexte des opérations militaires françaises de stabilisation en Afghanistan. L'objectif de cette expérience consiste à reproduire les sondages d'opinions vis-à-vis des Forces en présence, récoltés durant l'intervention, à partir d'un scénario militaire qui a été reconstitué en partenariat avec les officiers en charge des opérations de 2011 à 2012. Les résultats de simulations qui suivent un processus de calibration du modèle affichent une erreur inférieure à 3 points d'écart par rapport aux données réelles. Enfin, nous proposons une analyse microscopique des résultats en appliquant des techniques de classifications automatiques sur les individus afin d'expliquer les différentes tendances d'attitudes au sein de la population. / We study in this thesis the problem of social attitude formation and dynamics using multi agent simulation. The concept of attitude could be defined as a global evaluation of a social object, based on cognitive or affective information. Our works belongs to the field of social simulation which aims to reproduce in a virtual environment complex social phenomenon at a macroscopic level based on microscopic representations of individuals and their interactions. While existing approaches in this field rarely consider the results of studies in human sciences on the topic of attitude, we propose to follow a psychomimtic approach by micro-founding the cognitive model of our agents on human and social sciences' theories on individual's perception, inter-personal and media communication, belief revision, affective responses and the sentiment of unexpectedness. This model aims to reproduce at a microscopic level attitude dynamics toward actors who perpetuate actions witnessed by the individuals. We have proceeded to a functional analysis of the model's various components based on abstracts scenarios in order to study the capabilities of our model, and more precisely the describable phenomenon such as information diffusion, resistance to disinformation or the conformity process. The model has been applied in the context of French military operations of stabilisation in Afghanistan. The goal of this experience consists in reproducing opinion polls results of the locals toward the present Forces, collected during the intervention, based on a military scenario which has been recreated in partnership with officers who were in charge of operations between 2011 and 2012. Simulation results that follow a model calibration process show an error below 3 points of disparity compared to the real data. Finally, we propose a microscopic analysis of the results by applying automatic classification techniques on the simulated individuals in order to explain the multiple attitudes tendencies in the population.

L'enjeu de ce travail consiste à proposer un modèle dynamique multi-niveau permettant l'étude des systèmes et des structures à composantes humaines à deux niveaux. Le premier niveau s'intéresse à l'étude du comportement à une échelle individuelle (facteurs psychologiques). Le second niveau étend le modèle à l'étude du comportement des groupes de travailleurs (facteurs psychosociaux). Nous situons ce travail dans le cadre de l'amélioration de l'efficience des opérateurs avec pour domaine d'application l'optimisation du contrôle de la qualité des produits. Le modèle est basé sur une représentation graphique et mathématique inspirée de la dynamique des systèmes permettant d'intégrer l'évolution du comportement et de considérer les rétroactions positives et négatives. L'incertitude et l'imperfection que peuvent avoir certains aspects comportementaux sont intégrées dans l'approche en utilisant la théorie des sous-ensembles flous et les systèmes d'inférences flous. <br />Les hypothèses proposées dans le modèle sont par la suite testées dans un environnement de simulation permettant de reproduire une tâche de contrôle de la qualité de certains produits dans un atelier de production. Les résultats des expériences obtenus ont été utilisés pour la construction d'un modèle de comportement.

Le travail présenté dans ce mémoire s'inscrit dans le cadre du projet SocLab, qui propose une formalisation de la sociologie de l'action organisée (SAO). Cette formalisation repose sur un méta-modèle de la structure des organisations sociales, à partir duquel il est possible de développer une étude analytique des propriétés d'une organisation et de calculer, par simulation, les comportements que les acteurs sont susceptibles d'adopter. On est alors en mesure de réaliser un diagnostique organisationnel qui, s'il est moins riche que dans l'expression discursive de la SAO, gagne en objectivation et en rigueur. Selon cette approche, une organisation est vue comme un système qui, en fonction du comportement des acteurs les uns vis à vis des autres, procure à chacun d'eux une certaine capacité d'action pour atteindre ses objectifs, sans distinguer ceux qui relèvent de son rôle et ceux qui lui sont propres. Un tel système est parcouru par deux boucles de régulation : une première, que l'on peut qualifier de fonctionnelle, selon laquelle les acteurs adaptent leurs comportements les uns aux autres afin d'obtenir une capacité d'action qui les satisfassent ; une seconde, qui relève de l'évolution endogène de l'organisation, selon laquelle les acteurs cherchent à modifier à leur avantage la structure même de l'organisation. L'utilisation du méta-modèle donne lieu à la représentation de la structure d'une organisation sous la forme d'une structure mathématique, constituée d'ensembles, de fonctions (différentiables) et de relations. En mobilisant divers outils mathématiques, nous étudions l'influence de la structure d'une organisation sur chacune de ces deux boucles de régulation. On pourra par exemple, s'agissant de la régulation fonctionnelle, expliquer pourquoi les acteurs se comportent comme ils le font et détecter des coalitions, avérées ou potentielles, ou bien avoir une idée des directions dans lesquelles un acteur pourrait tenter de modifier la structure de l'organisation. Plus généralement, l'étude mathématique de la structure d'une organisation nous permet de définir une grande variété d'indicateurs qui s'interprètent, à l'aide des concepts de la sociologie des organisations, comme autant de propriétés de l'organisation considérée.

Nous étudions dans cette thèse l'élaboration subjective de la satisfaction et l'impact de l'organisation du travail sur celle-ci. Nous traitons successivement le problème de la modélisation des processus psychologiques de la satisfaction, définie comme une attitude au travail, et celui de la modélisation de l'impact de l'organisation sur l'activité de travail. Nous nous inscrivons dans une démarche de modélisation sociale inédite dans l'étude de la satisfaction au travail: nous nous proposons de partir des théories et modèles en psychologie du travail et économie du bonheur pour représenter dans un modèle multi-agents les processus cognitifs qui amènent les individus à évaluer leur travail comme satisfaisant ou insatisfaisant. L'objectif est de fournir un modèle crédible de satisfaction qui permet de mieux comprendre l'impact de l'organisation du travail sur la satisfaction de ses employés. Pour ce faire nous avons confronté notre modèle à un scénario idéal de politique d'amélioration des conditions de travail initialisées sur des données réelles. Cette analyse a révélé que l'amélioration des conditions de travail ne conduit pas systématiquement à l'augmentation de la satisfaction: les profils cognitifs, qui représentent les manières typiques d'évaluer son attitude au travail, ont un impact considérable sur les conséquences de la politique. Dans un second temps nous avons appliqué notre modèle à un scénario d'évolution des conditions de travail représentant des données de panel. Nous avons été capables de reproduire en simulation les niveaux de satisfaction déclarée des individus à 9 et 7 mois d'intervalle. Par ailleurs, afin de proposer une représentation plus réaliste des scénarii de changement des conditions de travail, nous avons également développé un modèle d'activité en organisation. Nous avons d'abord analysé l'impact de diverses organisations du travail sur les performances des organisations, puis nous avons conduit une analyse de l'impact de l'activité en organisation sur la formation d'épisodes d'épuisement professionnel. Cette dernière étude a permis de faire apparaître l'importance de l'activité de travail sur le vécu des travailleurs; l'objectif étant de proposer à terme un modèle couplé d'activité et de satisfaction au travail. / We study in this thesis the subjective formation of job satisfaction and the impact of organization on employees satisfaction. First, we work on the modeling of psychological process of job satisfaction, defined as an attitude at work. Then, we propose a model to study the impact of work organization on work activity. Our research aims to study job satisfaction using an innovative methodological and theoretical approach in the domain of social simulation: based on major theories in the fields of organizational psychology and economy of well-being, our goal is to produce an agent-based model of the cognitive aspects of job satisfaction. Our purpose is to provide a theoretically as well as empirically grounded model of job satisfaction that fosters the understanding of organizational impact on employees' satisfaction. To do so, we tested our model on an ideal scenario of work conditions improvement policy. The results revealed that this policy do not systematically causes a global improvement on job satisfaction: agent's cognitive profil, that is a typical way to evaluate job satisfaction, have a great impact on policy outcomes. Next, we tested our model using a scenario based on a panel survey of work conditions conducted in a big french organization during 2013/14. We were able to reproduce declared individual levels of job satisfaction. Furthemore, in order to provide a more realistic representation of work improvement policy, we have also developed a work activity model. Firstly, we analyzed the impact of various work organizations on organizational performance, then we conducted an analysis of the impact of work activity on the formation of burnout episodes. This last study helped us to bring up the importance of work activity and organization on employees' well-being; the aim being eventually to propose a coupled model of work activity and job satisfaction.