La logistique de gestion de crise fait de plus en plus parler d'elle. En effet, que ce soit au sujet de conflits géopolitiques ou de catastrophes naturelles, ou encore lorsqu'il s'agit d'urgences de proximité, on ne peut plus passer à côté de la gestion de crise pour faire face à des faits internationaux ou nationaux. La logistique de gestion de crise œuvre pour que les secours soient optimisés et que l'aide et le ravitaillement en nourriture, eau, médicaments, soit apportés rapidement aux zones sinistrées. Les travaux de recherche présentés dans cette thèse, dans le cadre d'une coopération avec le département logistique d'EADS, visent à apporter une réponse à ces défis. Nous présentons, dans ce contexte, des solutions basées sur une approche de modélisation, optimisation et simulation orientée agents de flux logistiques. Les problèmes de gestion de flux abordés nous ont permis d'étudier et développer trois volets d'investigation : un module d'aide au positionnement des zones logistiques qui permet de minimiser les distances entre les zones et d'optimiser leurs nombre et ce pour une meilleure circulation des flux, une approche innovante pour l'ordonnancement distribué des tâches de livraison qui permet d'apporter une solution à un problème de gestion des flux fortement distribué, et finalement un agent holonique qui permet de fournir une estimation de la consommation à venir d'un site logistique, en alliant l'expertise des logisticiens aux modèles à base de logique floue. Pour démontrer l'efficacité des approches utilisées, un démonstrateur baptisé OBAC (Optimisation à Base d'Agents Communicants) a été réalisé, intégrant toutes ces approches et applications militaires

Nous nous situons dans le contexte de la simulation de systèmes industriels complexes et distribués en termes opérationnel, informationnel et décisionnel. Nous considérons plus particulièrement les problèmes de formalisation, de modularité, de centralisation et de mise en évidence des flux et sous-systèmes. En effet, l'évolution du contexte industriel pousse les entreprises à évoluer vers des systèmes de plus en plus décentralisés (entreprises virtuelles, groupement d'entreprises, décentralisation,...). Les méthodes et les outils de simulation existants ne supportent pas de manière optimale ces nouveaux systèmes. En effet, il reste aujourd'hui très difficile de modéliser et simuler le comportement de systèmes tels que les groupements d'entreprises. Après avoir mis en évidence cette problématique, nous proposons dans le cadre de nos travaux de recherche une apporche méthodologique adaptée aux systèmes industriels fortement distribués. Cette approche est basée sur les systèmes multi-agents et reste indépendante de toute plateforme ou outil informatique. Nous proposons un cycle de vie et une première définition des phases les plus importantes : spécification d'un modèle de simumation, conception d'un modèle multi-agents et implantation d'un modèle informatique. Les concepts que nous mettons en oeuvre (systèmes multi-agents, systémique, ...) nous permettent de répondre aux différents problèmes posés par les systèmes de production complexes et distribués.

Les jeux booléens permettent de représenter les jeux stratégiques d'une manière succincte en tirant profit du pouvoir d'expression et de la concision de la logique propositionnelle. Informellement, un jeu booléen est un jeu à deux joueurs, chacun d'entre eux contrôlant un ensemble de variables propositionnelles, et à somme nulle. La fonction d'utilité du joueur 1 (et donc celle du joueur 2 qui est son opposé) est représentée par une formule de la logique propositionnelle, appelée forme booléenne du jeu. Ainsi, un joueur dans un jeu booléen a des préférences dichotomiques : son but est satisfait ou ne l'est pas.<br /><br />Ces trois restrictions (deux joueurs, somme nulle, préférences binaires) limitent fortement l'expressivité de ce cadre. Les deux premières restrictions peuvent être facilement résolues en définissant les préférences des agents comme étant un n-uplet de formules propositionnelles (une pour chaque agent). Des outils simples issus de la logique propositionnelle nous permettent ainsi de caractériser certaines propriétés du jeu. Deux autres notions ont alors été étudiées : la dépendance entre joueurs (si le but (et donc la satisfaction) d'un joueur i dépend de variables contrôlées par le joueur j, alors i aura besoin de j pour satisfaire son but) et les coalitions de joueurs (une coalition dans un jeu booléen est efficace si elle peut garantir à tous ses membres que leurs buts sont satisfaits). Dans les deux cas, l'objectif est de faciliter le calcul des concepts de solution tels que les équilibres de Nash en stratégies pures.<br />Lever la troisième restriction consiste à exprimer des préférences (non binaires) dans un cadre propositionnel. Cela est possible en utilisant un langage de représentation compacte de préférences. Nous avons integré ici deux de ces langages aux jeux booléens : tout d'abord, les buts à priorité puis les CP-nets.

Les acteurs virtuels autonomes sont des agents évoluant dans des environnements dynamiques et continus. Ils doivent prendre des décisions afin de s'y adapter en temps réel. Il leur faut donc disposer de modèles décisionnels performants. Les modèles décisionnels orientés comportement sont particulièrement adaptés à ces problèmes. Ils sont fondés sur l'hypothèse qu'une décision peut être répartie entre différentes entités (ou comportements). L'une des difficultés de cette approche est de dégager une décision globale à partir des suggestions des comportements. Dans ce cadre, le vote présente de nombreux avantages. Cependant, dans la littérature, il ne permet pas de sélectionner des actions continues et utilise des pondérations qui biaisent la sélection. Notre contribution consiste en une modification de la méthode de coordination par vote. Notre proposition permet de sélectionner les décisions dans un espace continu, d'utiliser des comportements de granularité fine et met en oeuvre une procédure de vote différente. Nous avons appliqué le modèle décisionnel à la navigation réactive autonome en environnement virtuel. Les essais réalisés prouvent l'intérêt du modèle et n'utilisent aucune pondération. Les résultats en environnement statique montrent que le modèle est capable d'atteindre son objectif en respectant des contraintes et en persistant dans ses choix. Les résultats en environnement dynamique décroissent lorsque le nombre d'agents est supérieur à vingt. De par le caractère ouvert du problème traité, ce travail fait l'objet de plusieurs perspectives applicatives (simulation de groupes d'agents) et théoriques (liaison avec un module de niveau d'abstraction supérieur).

Pour arriver à gérer les changements fréquents des exigences des clients, des produits de plus en plus complexes et faire face à une concurrence de plus en plus dure, les organisations cherchent sans cesse à améliorer l'utilisation de leur portefeuille de connaissances.On remarque ainsi, que depuis une quinzaine d'années, bon nombre d'entre elles ont commencé à structurer leur démarche de gestion des connaissances. Ces démarches ont pour but de résoudre un ou plusieurs des problèmes suivants : le départ en retraite de cadres qui détiennent une connaissance critique, le partage de bonnes pratiques développées par une unité de production, la stimulation de l'innovation d'un centre de recherche, etc. Dans la réalité, la mise en place effective de ces initiatives soulève de nombreux problèmes liés tantôt à la nature tacite de la connaissance, à l'existence de barrières culturelles qu'à l'adoption d'un système logiciel de gestion des connaissances. Cette thèse se situe dans le cadre général de la gestion des connaissances lors du processus de conception de produits. Nous nous intéressons en particulier aux problématiques de la capitalisation et de la réutilisation des connaissances dans le processus de conception collaborative et routinière à l'aide d'un système logiciel de gestion des connaissances. L'objectif principal de cette thèse est de proposer un Système de Gestion des Connaissances (SGC) pour la capitalisation et la réutilisation des connaissances, fondé sur une approche organisationnelle et le paradigme des Systèmes Multi-Agents (SMA). Le choix des SMA est naturel car il permet la modélisation et l'implémentation des SGC comme des systèmes distribués où des acteurs différents (les acteurs métiers), agissent de manière autonome pour atteindre un but précis et interagissent afin de réaliser un but commun. Nous proposons une modélisation de système de gestion des connaissances (SGC) qui s'appuie sur la méthodologie ASPECS dédiée à l'analyse, la conception et le déploiement de systèmes complexes. Cette démarche d'analyse et de conception permet de mettre en évidence les objectifs d'un SGC et les principaux mécanismes de son fonctionnement. Parmi les activités d'ASPECS, l'identification des besoins se fait par une approche orientée buts qui permet la modélisation des objectifs du SGC ainsi que les acteurs impliqués et leurs dépendances.La contribution de cette thèse est composée de deux parties. La première consiste en l'analyse du domaine de la gestion des connaissances en ayant à l'esprit l'objectif de développer un SGC basé sur une approche organisationnelle qui met l'accent sur les aspects sociaux et coopératifs du processus de conception et qui gère la réutilisation des connaissances. La deuxième partie vise à la conception d'un SMA sous la forme d'un collecticiel mettant en œuvre notre approche de réutilisation des connaissances au fil de l'eau.

Les caractéristiques que possède un SMA (distribution de l'intelligence, autonomie, coopération et coordination entre les différentes entités, etc.) n'ont fait qu'élargir leurs domaines d'applications. Cette multiplicité a rendu les SMA complexes, difficiles à analyser dans leur comportement et délicats à évaluer dans leurs performances. La visualisation de l'exécution est une des techniques largement utilisées en évaluation des performances pour des systèmes parallèles. Cette technique fait partie de la phase de mise au point pour les performances. Elle constitue une aide importante pour la compréhension des comportements et par conséquent pour l'étude, la comparaison et l'amélioration des performances des systèmes informatiques. Dans cette thèse nous proposons une approche d'évaluation des SMA basée sur l'étude de comportements interne des agents. Nous présentons un système de visualisation des SMA, MAS-Paje. Ce système traite des étapes de visualisation de l'étape de collecte de données jusqu'à obtenir un fichier de trace de l'exécution d'un SMA conforme au format de trace (SDDF) exigés par l'outil de visualisation Paje des SMA basées sur un modèle prédéfini. Une dimension communication est ajoutée au travail de visualisation dans le but d'étudier le travail collectif des agents. Les travaux sont validés par des expérimentations sur plusieurs SMA implémentant l'application de collecte de minerais.

Cette thèse concerne le contrôle coopératif de systèmes multi-agents. Ce sujet a été largement étudié dans la littérature récente en raison de son grand nombre d'applications. Cette thèse propose de nouvelles conceptions de stratégies de contrôle collaboratif afin de réaliser une mission d'exploration sous-marine. En particulier, l'objectif final est de diriger une flotte de véhicules autonomes sous-marins, équipés de capteurs appropriés, jusqu'à l'emplacement d'une source de température, de polluants ou d'eau douce. Dans cette situation, il est pertinent de considérer les contraintes de communication entre véhicules qui sont décrites au moyen de graphe de communication. Les premières contributions traitent du développement de commandes de formation qui stabilisent la flotte vers des formations variant dans le temps, et qui, de plus, distribuent uniformément les véhicules le long de la formation. Enfin, le problème de recherche est abordée par l'interprétation de la flotte de véhicules comme un réseau mobile de capteurs. En particulier, il est démontré que les mesures recueillies par la flotte de véhicules permet d'estimer le gradient de concentration de la quantité d'intérêt. Suivant cette idée, un algorithme distribué basé sur des algorithmes de consensus est proposé d'estimer la direction du gradient d'une distribution du signal.

Ces travaux abordent la problématique du contrôle endogène dans les Systèmes Multi-Agents (SMA) pour la résolution de problèmes complexes, que nous explorons grâce au problème de partage de ressources critiques. Les problèmes dits complexes que nous abordons se caractérisent par une explosion combinatoire du nombre de solutions avec la taille des problèmes, une forte dynamique des données du problème induite par un environnement ouvert dans lequel de nombreux événements peuvent avoir lieu, une grande complexité systémique issue des interdépendances entre les nombreuses variables du problèmes et enfin une décentralisation du processus de résolution imposée par une distribution physique et fonctionnelle des variables incompatible avec une vision centralisée du problème. Un parcours complet des espaces de recherche associés à de tels problèmes est irréaliste en un temps acceptable, il est alors nécessaire d'employer des méthodes de résolution dite incomplètes. Quelque soit l'approche incomplète considérée, le parcours incomplet de l'espace de recherche requiert un contrôle afin de maximiser la probabilité de converger vers une solution satisfaisante. Nous identifions trois niveaux de contrôle du parcours de l'espace de recherche indépendamment de l'approche utilisée : un contrôle statique (définition a priori du comportement du système), un contrôle dynamique (évoluant en cours de résolution selon des mécanismes préétablis) et un contrôle adaptatif (évoluant dynamiquement en cours de résolution). Nous montrons qu'un contrôle endogène de l'activité du système, c.-à-d. un contrôle adaptatif issu de l'activité même des agents, est nécessaire au guidage du parcours de l'espace de recherche dans le contexte de résolution de problèmes complexes. Ces travaux ayant été réalisés dans un contexte de collaboration industrielle, ils s'appuient sur une approche développée au cours de précédents travaux : CESNA (Complex Exchanges between Stigmergic Negotiating Agents). CESNA est une approche multi-agents auto-organisationnelle exploitant des agents situés dans un environnement matérialisant le problème et exploité par un processus de résolution basé sur une négociation stigmergique entre les agents. Le cas applicatif utilisé par l'approche CESNA et permettant d'illustrer ces travaux est le problème de partage de ressources critiques, caractérisé par un ensemble restreint de ressources exploitées par un grand nombre de consommateurs. Nos contributions sont de deux types : nous avons dans un premier temps proposé des évolutions de la représentation du problème exploitée par l'approche initiale (CESNA) afin d'en supprimer les limitations interdisant un passage à l'échelle, et dans un second temps, nous avons défini un nouveau modèle (MANA : Multi-level bAlancing Negotiating Agents) exploitant cette nouvelle représentation à l'aide d'un nouveau processus de résolution basé sur des mécanismes endogènes de contrôle de l'activité du système. Ces mécanismes reposent sur la matérialisation des effets microscopiques du phénomène macroscopique à orienter (le parcours de l'espace de recherche) afin de le rendre perceptible localement par les agents. Nos mesures montrent que ce nouveau modèle permet le passage à l'échelle (la résolution de problèmes industriels de grande taille) et une amélioration significative des performances de résolution par rapport à l'approche initiale montrant ainsi l'efficacité du guidage permis par les mécanismes utilisés.

En ce début de XXIe siècle, le vin et la vigne constituent une richesse importante pour bon nombre de pays. Les territoires viticoles, tout en conservant leurs qualités d'espace de production, développent des stratégies d'adaptation à la globalisation du marché et aux attentes des consommateurs toujours plus versatiles. Or en raison de conditions orographiques particulières, les territoires de montagne et de fortes pentes voient leurs marges de manœuvre réduites. En effet, une grosse partie de leurs coûts de production reste bien souvent incompressible par rapport à la viticulture de plaine. Paradoxalement ces paysages viticoles, image du construit social et des équilibres environnementaux, participent à leur reconnaissance internationale. Le travail présenté ici est né en réponse à la sensibilité croissante de ces vignobles de fortes pentes. En nous appuyant sur deux territoires d'étude, en France le vignoble de la Côte Vermeille et en Italie le val di Cembra, nous questionnons les spécificités de la viticulture de fortes pentes. Notre approche met l'accent sur les possibilités offertes par des méthodes empiriques de modélisation à base d'agents pour proposer un regard renouvelé sur le rôle des interactions société-environnement dans le maintien et le développement de ces territoires sous contraintes. A travers une constellation de modèles multi-agents issus des questionnements récurrents des acteurs de la filière, et selon une démarche exploratoire et incrémentale, nous nous intéresserons ici à trois grands types de questions posées aux territoires viticoles de fortes pentes. Le premier concerne la place du marché et ses conséquences sur les dynamiques de couvert végétal à petite échelle. Le second type de questionnement explore également les dynamiques spatiales du couvert végétal, mais se place à mezzo-échelle, et propose de s'intéresser à la définition des règles socio-économiques simples qui sous-tendent les dynamiques foncières à l'échelle de quelques communes. Enfin le dernier volet de ce travail se place à grande échelle et s'intéresse à des phénomènes très descriptifs. L'ensemble de ces réflexions nous amènera ensuite à utiliser la modélisation co-construite avec les acteurs pour proposer une vision prospective globale pour les territoires de montagne et de fortes pentes. Cette approche prospective sera conduite en parallèle avec certains acteurs de la filière ce qui nous permettra de délimiter les variables structurelles propres aux systèmes de fortes pentes telles qu'elles sont ou non vécues par les acteurs. Basés sur la délimitation de ces variables, nous proposons enfin quatre scenarii prospectifs pour la viticulture en fortes pentes. / Wine and wineyards stand nowadays as a significant wealth for a number of countries. While retaining their properties as production space, vine-growing regions are developing adaptation strategies to market globalisation and to the ever more versatile consumer expectations. Yet, due to the corresponding specific orographic conditions in steep slope and mountain regions, actor's relative leeway is reducing ,. Comparatively to plain wine-growing, a large part of their production costs often remains indeed incompressible. On the other hand, these vine-growing landscape take advantage of such harsh conditions in terms of international recognition, as images of social construct and environmental equilibrium. The work presented here emerged as a response to this steep slope vineyards' sensitivity. This investigation relies on two study areas: the Côte Vermeille vineyards in France, and the val di Cembra in Italy. Our approach focuses on the opportunities granted by agent-based empirical modelling methods, in order to put forward a renewed look at the role of society-environment interactions in the sustainability and development of territories subject to constraints. Using an exploratory and incremental method, three significant issues of steep slope vine-growing regions have been addressed, thanks to a constellation of multi-agent models, derived from questioning actors of this sector. The first considers the market's impacts on the small-scale plant cover dynamics. The second issue focuses on meso-scale plant cover dynamics and questions the definition of simple socio-economic ruleset, within the frame of land property dynamics and applied to the scale of a few municipalities. The last section of this work is dedicated to some descriptive phenomena within a large scale. Thus, the sum of these reflections leads us to exploit co-designed modelling with the stakeholders in order to propose a global prospective vision for mountain and steep slope regions. This prospective approach is conducted in association with some of the players in the sector, thus allowing us to delineate the structural variables linked to steep slope vineyards' systems in agreement with their experience. Based on these delineated variables, four prospective scenarii are put forward for the steep slope vine-growing activity.

La présente thèse s'intéresse à la mise en place de relations contractuelles entre donneur d'ordres et sous-traitants dans une logique de commerce équitable. Nous définissons un contrat équitable comme une relation de partenariat durable qui spécifie les modalités d'échanges physiques,financiers et éventuellement informationnels de façon à garantir la juste rémunération à chaque partie contractante. Dans cette optique, nous nous sommes intéressés à la mise en place de relations contractuelles équitables du type prix de gros. La première phase de notre travail a consisté à proposer une approche permettant de répartir les bénéfices de manière à établir un contrat équitable. La deuxième phase a consisté à appliquer cette approche sur deux types de chaînes : une chaîne dyadique résolue de manière analytique pour une demande aléatoire et une chaîne convergente avec un donneur d'ordres et plusieurs sous-traitants. Dans le cadre de la chaîne convergente, l’approche de résolution diffère selon le contexte de partage d’information. Une résolution analytique est proposée dans le cadre d’un partage d’information total. Dans le cadre d’un partage inexistant, nous avons proposé un modèle multi-agent (M1) qui présente une dynamique de négociation inspirée du contract-net réitéré entre un agent donneur d’ordres et des agents sous-traitants. Dans le cadre d'un partage partiel d'information, nous avons proposé deux modèles multi-agents : (M2) et (M3). Ces modèles intègrent,en plus des agents négociateurs, un agent équitable. Dans (M2), cet agent joue le rôle d'un conseiller.Dans (M3), il joue le rôle d'un dirigeant. Dans le but de valider expérimentalement nos propositions,des critères d’évaluation de l’équité ont été proposés. L'implémentation des modèles a été réalisée grâce à la plateforme JADE. Les différents modèles ont produits des résultats proches de l’équitable.Toutefois, les modèles qui adoptent un partage partiel d'informations présentent de meilleurs résultats. / This thesis is concerned with the establishment of contractual relationships between retailers and subcontractors in a fair trade way. We define a fair contract as a long lasting partnership that specifies physical, financial and eventually informational exchanges to ensure fair repartition of benefits between contracting parties. Thus, we were interested to set up fair whole sale prices contracts.The first phase of our work was to propose an approach to distribute the benefits in order to establish afair contract. The second phase was to apply this approach on two types of supply chains: a dyadicsupply chain solved analytically for a stochastic demand and a convergent supply chain with a retailerand several subcontractors. For the convergent chain, the solving approach differs depending on the context of information sharing. An analytical resolution is proposed for a context of total sharing ofinformation. In the context of inexistent information sharing, we proposed a multi-agent model (M1)having a negotiation dynamic inspired from the iterated contract-net between a retailer agent and several subcontractor agents. In the context of partial information sharing, we proposed two multiagent models (M2) and (M3). In these models a fair agent is added to the bargaining agents. In (M2),the fair agent acts as an advisor. In (M3), it acts as a director. In order to experimentally validate our proposals, fairness evaluation criteria have been proposed. The implementation of these models was performed using the JADE platform. The different models have produced relatively fair results.However, models adopting partial information sharing have produced better results.