Dans cette thèse nous mettons en avant l'importance de considérer un SMA suivant tous ses aspects : agent, environnement, interaction, organisation et institution. Jusqu'à maintenant, ces aspects ont principalement été traités séparément, et il est difficile d'intégrer des modèles qui portent sur des aspects différents. De plus, nous constatons qu'il existe parfois une ambiguïté sur le rôle de chacun de ces aspects d'un SMA. Il y a donc un besoin de les clarifier et de permettre de tous les intégrer de manière cohérente. Dans cet objectif, nous proposons un cadre conceptuel original pour les SMA qui est fondé sur les quatre quadrants de la vision intégrale de Wilber. Ces quadrants résultent de l'intersection de deux axes d'analyse : l'axe interne – externe et l'axe individuel – collectif. Un intérêt de ce cadre conceptuel est de mettre en évidence le champ d'application de modèles existants, et de faciliter l'intégration de modèles complémentaires. De plus, nous montrons qu'il est adapté à la conception de systèmes ouverts. Enfin nous proposons le méta-modèle MASQ, qui est une formalisation de cette approche conceptuelle. MASQ permet de décrire un SMA à partir de quatre concepts fondamentaux (esprit, objet-corps, espace brut et espace culturel), de relations entre ces concepts, et de lois d'évolution qui déterminent leur dynamique. Ce méta-modèle a pour objectif de mettre en relation des modèles spécifiques complémentaires pour la conception d'un SMA.

L'interoperabilite semantique est une question importante, largement identifiee dans les technologies d'organisation et de l'information et dans la communaute de recherche en systemes d'information. L'adoption large du Web afin d'acceder a des informations distribuees necessite l'interoperabilite des systemes qui gerent ces informations. Des solutions et reflexions comme le Web Semantique facilitent la localisation et l'integration des donnees d'une maniere plus intelligente par l'intermediaire des ontologies. Il offre une vision plus semantique et comprehensible du web. Pourtant, il souleve un certain nombre de defis de recherche. Un des principaux defis est de comparer et aligner les differentes ontologies qui apparaissent dans des taches d'integration. Le principal objectif de cette these est de proposer une approche d'alignement pour identifier les liens de correspondance entre des ontologies. Notre approche combine les techniques et les methodes d'appariement linguistiques, syntaxiques, structurelles ou encore semantiques (basees sur les instances). Elle se compose de deux phases principales : la phase d'enrichissement semantique des ontologies a comparer et la phase d'alignement ou de mapping. La phase d'enrichissement est basee sur l'analyse des informations que les ontologies developpent (des ressources web, des donnees, des documents, etc.) et qui sont associes aux concepts de l'ontologie. Notre intuition est que ces informations ainsi que les relations qui peuvent exister entre elles participent a l'enrichissement semantique entre les concepts. A l'issue de la phase d'enrichissement, une ontologie contient plus de relations semantiques entre les concepts qui seront exploitees dans la deuxieme phase. La phase de mapping prend deux ontologies enrichies et calcule la similarite entre les couples de concepts. Un processus de filtrage nous permet de reduire automatiquement le nombre de fausses relations. La validation des correspondances est un processus interactif direct (avec un expert) ou indirect (en mesurant le degre de satisfaction de l'utilisateur). Notre approche a donne lieu a un systeme de mapping appele ROMIE (Resource based Ontology Mapping within an Interactive and Extensible environment). Il a ete experimente et evalue dans deux differentes applications : une application biomedicale et une application dans le domaine de l'apprentissage enrichi par les technologies (ou e-learning).

La fonction détection, reconnaissance et identification de cibles (DRI) impose l'intégration de connaissances hétérogènes en grande quantité. Ceci nous conduit vers des architectures distribuant la connaissance et permettant d'effectuer des traitements en parallèle et en concurrence. Nous proposons une approche multi-agent basée sur la mise en oeuvre d'agents spécialisés répondant aux principes d'incrémentalité, de distribution, de coopération, de focalisation et d'adaptation. L'architecture utilisée est de type multi-thread. Elle est dotée d'un administrateur et spécifie les moyens de communication entre les agents. Ceux-ci sont définis par leur rôle, leurs comportements et les informations qu'ils manipulent et qu'ils produisent. À un instant donné, différents agents coexistent dans l'image. Chacun dispose d'une autonomie pour accéder aux données et élaborer sa propre stratégie en fonction des informations disponibles. La planification est prise en charge localement au niveau de l'agent. Les connaissances nécessaires sont spécifiées dans une base de connaissances partagée par tous les agents. Les informations acquises sont stockées dans un modèle du monde. Le système se construit et vient s'enrichir au cours du temps, ceci impose une stratégie incrémentale dans la mise à jour des hypothèses. Cette modélisation est faite sous forme de réseaux bayésiens.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Durant ces dernières années, la congestion du trafic urbain et la pollution de l'air sont devenus d'énormes problèmes dans de nombreuses villes dans le monde. Afin de réduire cette congestion, nous pouvons investir dans l'amélioration des infrastructures de la ville. Toutefois, cette solution reste très coûteuse à entreprendre et de ne permet pas de réduire la pollution de l'air. C'est pourquoi nous travaillons sur la mobilité intelligente afin de disposer d'une meilleure utilisation de la voiture. L'application de nouvelles technologies de l'information, tels que les systèmes multi-agents appliqués au contrôle de l'information de la circulation urbaine, a permis de créer et de déployer une gestion plus intelligente du trafic comme le système DRT (transport à la demande). L'objectif des systèmes multi-agents basés sur le DRT est de gérer les taxis de manière intelligente, afin d'accroître le nombre de passagers dans chaque véhicule, et en même temps à réduire le nombre de véhicules dans les rues. Cela permettra de réduire les émissions de CO2 et la pollution de l'air causée par les véhicules, ainsi que la congestion du trafic et les coûts financiers associés. La simulation multi-agents est considérée comme un outil efficace pour les services dynamiques urbains de la circulation. Toutefois, le principal problème est de savoir comment construire un agent à base de modèle pour cette problématique. Ces travaux de recherche présente une solution basée sur les systèmes multi-agents réactifs pour la problématique du transport à la demande (DRT), qui adopte une approche multi-agent de planification urbaine en utilisant des services de contrôle qui satisfont aux principales contraintes : réduction de la période totale creuse, demandes spéciales du client, augmentation du nombre de places utilisées dans un même taxi, utilisation du nombre minimal de véhicules, etc. Dans cette thèse, nous proposons un modèle multi-agents multicouche hybride distribué pour des problématiques en temps réel. Dans la méthode proposée, un agent pour chaque véhicule trouve un ensemble de routes pour sa recherche locale, et choisit un itinéraire en coopérant avec d'autres agents se trouvant dans son domaine de planification. Nous avons examiné expérimentalement, l'efficacité de la méthode proposée. / In recent years, urban traffic congestion and air pollution have become huge problems in many cities in the world. In order to reduce congestion, we can invest in improving city infrastructures. Infrastructure improvements, however, are very costly to undertake and do not reduce air pollution. Hence we can work on intelligent mobility in order to have a more efficient car use. The application of new information technologies, such as multi-agent technologies to urban traffic information control, has made it possible to create and deploy more intelligent traffic management like DRT (Demand Responsive Transport) system. The objective of multi-agent based DRT system is to manage taxis in an intelligent way, to increase the efficient number of passengers in every vehicle, and at the same time to decrease the number of vehicles on streets. This will reduce the CO2 emissions and air pollution caused by the vehicles, as well as traffic congestion and financial costs. Multi-agent simulation has been looked as an efficient tool for urban dynamic traffic services. However, the main problem is how to build an agent-based model for it. This research presents a multi-agent based demand responsive transport (DRT) services model, which adopts a practical multi-agents planning approach for urban DRT services control that satisfies the main constraints: minimize total slack time, client’s special requests, increases taxis’ seats use ratio, and using minimum number of vehicle etc. In this thesis, we propose a multi-agent based multi-layer distributed hybrid planning model for the real-time problem. In the proposed method, an agent for each vehicle finds a set of routes by its local search, and selects a route by cooperation with other agents in its planning domain. By computational experiments, we examine the effectiveness of the proposed method. This research is supported by project “Gestion Temps Réel du Transport Collectif à la Demande” (CPER) Budgetthe French.

Les cellules sont des entités complexes qui interagissent pour former des organismes supérieurs avec des comportements émergents. Pour coordonner leurs actions, les cellules utilisent des molécules messagères qui influencent le comportement de leur environnement cellulaire. Cette communication peut prendre la forme d'ordres simples ou complexes et dépendants de diverses conditions internes et externes. L'émergence de ces protocoles de communication est au centre de cette thèse ainsi que sa nature, simple ou structurée comme un langage. Un système multi-agents adaptatif (AMAS) est développé pour étudier les conditions nécessaires à l'émergence de la coopération et de la communication dans le contexte des tissus multicellulaires. A partir d'un modèle simpliste de cellule eucaryote, le comportement de l'agent cellulaire est développé et l'évolution du système global est explorée pour identifier les conditions minimales et nécessaires à l'apparition de la communication. La difficulté par rapport à d'autres systèmes multi-agents réside dans les interactions limitées entre les agents, puisque tout échange d'informations doit passer par l'environnement des cellules, en tant que molécules. A cet égard, la coordination cellulaire dépend de nombreux facteurs tels que la diffusion ou la stabilité chimique des molécules. L'un des défis de cette étude est de trouver une méthodologie de simulation qui n'introduit pas de biais vers le comportement attendu du système, à savoir la communication. Cela impose d'éviter toute méthodologie utilisant des fonctions globales de fitness comme les réseaux neuronaux ou les algorithmes génétiques. Un autre défi est l'exploration de l'espace de paramètres du système qui croît de façon exponentielle avec sa taille. Il doit être efficace et sans parti pris. Le paradigme de coopération utilisé dans le cadre d'AMAS est bien adapté à cette tâche et permet des temps de simulation raisonnables. Ce manuscrit présente l'état de l'art des simulations multicellulaires et leur utilisation potentielle dans ce contexte. Ensuite, le système AMAS est développé étape par étape pour explorer les conditions de l'émergence de la communication. A chaque étape, l'efficacité de la méthodologie est discutée et les résultats expérimentaux sont présentés pour vérifier que l'approche n'introduit pas de biais. / Cells are complex entities that interact together to form higher organisms with emergent behaviors. To coordinate their actions, cells use chemical messenger molecules that influence the behavior of their cellular environment. This communication could be in the form of simple orders or complex and dependent of various internal and external conditions. The emergence of these communication protocols is the focus of this thesis as well as its nature, simple or structured as a language. An adaptive multi-agent system (AMAS) is developed to study the necessary conditions for the emergence of cooperation and communication in the context of multicellular tissues. Starting from a simplistic model of eukaryotic cell, the cell agent behavior is developed and the global system evolution explored to identify the minimal and necessary conditions for the apparition of communication. The difficulty when compared with other multi-agent systems lies in the limited interactions between agents, since all information exchange must pass through the environment of the cells, as molecules. In this respect, cellular coordination depends on numerous factors like diffusion or chemical stability of the molecules. One challenge in this study is to be able to find a simulation methodology that does not introduce any bias towards the expected system behavior, namely communication. This imposes to avoid any methodology using global fitness functions like neural networks or genetic algorithms. Another challenge is the exploration of the parameter space of the system that grows exponentially with its size. It must be efficient and bias free. The cooperation paradigm used in the AMAS framework is well suited for this task and allows for reasonable simulation times. This work presents the state of the art in multicellular simulations and their potential use in this context. Then the AMAS system is developed step by step to explore the conditions for the emergence of communication. At each step, the efficiency of the methodology is discussed and experimental results are presented to verify that the approach is unbiased.

Les systèmes hospitaliers sont des lieux de soins caractérisés par la variété des activités et des situations auxquelles ils sont confrontés. Ceci engendre des interactions induisant des situations imprévues liées à plusieurs risques.La gestion des risques apparaît donc comme une préoccupation importante pour les décideurs. Plus particulièrement, la gestion des risques dans les blocs opératoires est d'une grande importance étant donné que ces derniers présentent des lieux hautement stratégiques par rapport aux nombreuses activités qu'ils regroupent et des coûts qu'ils engendrent. Le risque zéro n'existe pas, il peut néanmoins être réduit.Ce travail de recherche a pour objectif de maîtriser la gestion des risques dans les blocs opératoires. Cette recherche s'intègre dans le cadre d'une collaboration entre l'Ecole Centrale de Lille et le CHU Sahloul de Sousse, terrain d'étude choisi pour mettre en œuvre l'approche proposée. Étant donné qu'aucun système de gestion des risques n'a été mis en place dans cet établissement, ce travail représenté un apport important et original pour le CHU Sahloul.Notre démarche se déroule en plusieurs étapes. Tout d'abord, suite à une comparaison entre les méthodes de gestion des risques existantes, nous avons choisi d'adapter la méthode de gestion des risques AMDEC (Analyse des Modes de Défaillances, de leurs Effets et de leurs Criticités) aux blocs opératoires du CHU Sahloul de Sousse.Nous proposons ensuite un système d'aide à la décision pour la gestion des risques GRAMA (Gestion des Risques par une Approche Multi - Agent) afin d'orienter les intervenants dans les blocs opératoires vers les meilleures décisions pour minimiser les risques pouvant survenir. Enfin, une simulation basée sur l'approche proposée est mise en œuvre au CHU Sahloul

L'objet de cette thèse est de présenter une réflexion destinée à concevoir un ensemble d'outils dont la finalité est de favoriser l'émergence d'une culture de gestion des risques au sein de PME-PMI. Les hypothèses retenues pour mener à bien cette démarche sont de favoriser les échanges sur les pratiques de prévention entre les acteurs tant privés qu'institutionnels et d'élaborer des outils de prévention et de gestion impliquant les principaux acteurs de la PME-PMI. La démarche suivie dans cette thèse a consisté à identifier les fonctionnalités d'un système de gestion des risques selon la spécificité des PME-PMI puis de l'aborder à l'aide de la notion d'organisation virtuelle. Ce concept permet d'identifier les interactions entre les acteurs des PME-PMI et les instruments de la gestion des risques. La mise en œuvre d'une organisation virtuelle repose sur le développement d'un système d'intermédiation électronique, ce système fournit les mécanismes nécessaires à l'échange d'information entre les éléments constituant l'organisation virtuelle. Dans l'optique d'identifier les caractéristiques de ce système, une analyse a été menée à l'aide de concepts de la pensée complexe. Pour aborder la conceptualisation du système d'intermédiation électronique et d'un logiciel d'analyse des risques indispensables au déploiement de l'organisation virtuelle, le choix a été fait de recourir aux modèles et aux technologies des Systèmes Multi-Agents. Ainsi, un modèle d'agent d'intermédiation et un système multi-agents d'analyse des risques ont été réalisés. A partir de ces composantes et d'un ensemble de logiciels développés dans le cadre de cette thèse, un prototype d'organisation virtuelle de gestion des risques proposant des mécanismes de communication, de diagnostic, de supervision et de gestion des risques dédiée aux PME-PMI est détaillé.

Le paradigme des systèmes multi-agents (SMA), qui propose une manière originale de modéliser le monde, est considéré comme un mode pertinent de représentation des connaissances. Mais les potentialités des SMA ne doivent pas cacher les difficultés qui guettent le modélisateur et qui peuvent remettre en cause sa légitimité scientifique. La question de la validation sert alors de fil directeur de cette thèse qui décrit un cadre méthodologique pour concevoir des modèles plus fiables. Car, contrairement aux modèles mathématiques, un SMA ne peut pas prouver ses résultats ni s'abstraire de la simulation. De plus, les probabilités de faire apparaître des erreurs ou des biais ne sont pas négligeables. De sa conception à son implémentation, de nombreux artefacts peuvent apparaître. On peut alors légitimement s'interroger sur la fiabilité des simulateurs. Or il s'agit moins d'erreurs de codage que de problèmes de gestion approximative des interactions ou d'activation des agents qui peuvent remettre en cause cette fiabilité. Cette thèse éclaire donc les zones sensibles susceptibles de générer des artefacts. Car la modélisation des socio-éco-systèmes n'est pas juste une spécialité informatique, mais demande un véritable savoir-faire et le modélisateur doit garder un regard critique sur ses outils. Non seulement il faut connaître par avance les points sensibles des SMA mais il faut également s'assurer de la robustesse de ses résultats en montrant que le simulateur exhibe des comportements relativement stables. Au-delà de la phase d'élaboration, la thèse souligne le rôle des analyses exploratoires pour mieux expliquer le comportement global d'un modèle, hiérarchiser l'influence des paramètres et tester la robustesse des hypothèses. Elle montre l'intérêt de la réplication et la nécessité de présenter un SMA de façon claire et non ambiguë. Après la mise en place d'un simulateur, un travail de re-présentation reste à mener pour proposer des diagrammes réorganisés qui mettent la lumière sur les points essentiels et autorisent des discussions et des critiques. Nous défendons l'idée d'une modélisation exposée, qui doit assumer ses choix sans imposer ses points de vue. Il est urgent d'abandonner la vision naïve qui consiste à penser qu'un modèle est objectif. La notion de modèle neutre qui ne serait qu'une copie du réel in silico, impliquerait que le modélisateur n'a aucun présupposé sur le système qu'il étudie et que le monde se reflète dans sa pensée comme une image dans un miroir. Or, que ce soit intentionnel ou non, un modèle est forcément une représentation subjective. Il faut donc expliciter ses choix et les présenter de la façon la plus lisible possible pour qu'ils puissent être compris, partagés ou critiqués. Suite aux défauts de fiabilité des SMA et aussi à cause de démarches naïves de la modélisation, il est préférable, dans l'état actuel des SMA, d'opter pour des modèles simples plutôt qu'une approche descriptive qui chercherait à introduire dans le modèle le maximum d'informations considérées comme données par nature.

La conception d'applications pour un environnement attentif (applications attentives) soulève de nombreux défis, en particulier liés à l'hétérogénéité des objets communicants, à l'instabilité de l'environnement et à la variabilité des besoins. Afin de faciliter cette conception, on s'intéresse à la notion d'application composite flexible : des applications qui fonctionnent en continu, en arrière plan de l'attention, et agrègent des fonctionnalités fournies par les objets communicants, afin d'accompagner l'interaction des utilisateurs. FCAP est un intergiciel pour la composition flexible d'applications, qui fournit un support générique pour intégrer les fonctionnalités, s'adapter à un environnement instable et ajuster l'équilibre entre l'automatisation et le contrôle par les utilisateurs. Cet intergiciel développe des principes issus de l'architecture orientée-service, du Web sémantique et des systèmes multi-agents, particulièrement pertinentes pour les environnements considérés.