L'observation des systèmes complexes artificiels à grande échelle est difficile en raison de leur dimension et de leur ouverture. Cette thèse propose le modèle SMA-R (Système Multi-Agent Récursif) basé sur la récursivité pour l'observation multi-niveau des systèmes complexes artificiels. À partir d'un Système Multi-Agent donné, ce modèle est capable de construire une représentation abstraite multi-niveau. Le modèle d'agent récursif proposé possède un module contenant les connaissances, les capacités et le contexte de récursivité; un module pour observer les changements; deux mécanismes pour construire ou détruire les niveaux abstraits; un module d'interaction récursive prenant en charge des comportements collectifs et individuels. Pour appliquer ce modèle à des SMA physiquement décentralisés, nous avons proposé une architecture générique décentralisée d'agents récursifs en adoptant les concepts du modèle OSI qui offre en avant les capacités que nous cherchons: multi niveau, encapsulation, échange de messages virtuels et physiques... Un framework décentralisé générique a été développé permettant aux agents réels de construire les niveaux d'observation. Ce framework est appliqué à l'observation d'un réseau de capteurs sans fil.

L'observation des systèmes complexes artificiels à grande échelle est difficile en raison de leur dimension et de leur ouverture. Cette thèse propose le modèle SMA-R (Système Multi-Agent Récursif) basé sur la récursivité pour l'observation multi-niveau des systèmes complexes artificiels. À partir d'un Système Multi-Agent donné, ce modèle est capable de construire une représentation abstraite multi-niveau. Le modèle d'agent récursif proposé possède un module contenant les connaissances, les capacités et le contexte de récursivité; un module pour observer les changements; deux mécanismes pour construire ou détruire les niveaux abstraits; un module d'interaction récursive prenant en charge des comportements collectifs et individuels. Pour appliquer ce modèle à des SMA physiquement décentralisés, nous avons proposé une architecture générique décentralisée d'agents récursifs en adoptant les concepts du modèle OSI qui offre en avant les capacités que nous cherchons: multi niveau, encapsulation, échange de messages virtuels et physiques... Un framework décentralisé générique a été développé permettant aux agents réels de construire les niveaux d'observation. Ce framework est appliqué à l'observation d'un réseau de capteurs sans fil.

L'observation des systèmes complexes artificiels à grande échelle est difficile en raison de leur dimension et de leur ouverture. Cette thèse propose le modèle SMA-R (Système Multi-Agent Récursif) basé sur la récursivité pour l'observation multi-niveau des systèmes complexes artificiels. À partir d'un Système Multi-Agent donné, ce modèle est capable de construire une représentation abstraite multi-niveau. Le modèle d'agent récursif proposé possède un module contenant les connaissances, les capacités et le contexte de récursivité; un module pour observer les changements; deux mécanismes pour construire ou détruire les niveaux abstraits; un module d'interaction récursive prenant en charge des comportements collectifs et individuels. Pour appliquer ce modèle à des SMA physiquement décentralisés, nous avons proposé une architecture générique décentralisée d'agents récursifs en adoptant les concepts du modèle OSI qui offre en avant les capacités que nous cherchons: multi niveau, encapsulation, échange de messages virtuels et physiques... Un framework décentralisé générique a été développé permettant aux agents réels de construire les niveaux d'observation. Ce framework est appliqué à l'observation d'un réseau de capteurs sans fil. / Observation of large scale artificials systems is difficult because of their dimension and their openness. This thesis proposes a model SMA-R (Recursive Multi-Agent Systems) based on recursion for multi-level observation of artificial complex systems. From a given SMA, this model is able to build multi-level of abstractions. The model's agent has a module containning knowledge, skills and context of recursion, an eye to observe changes; two mechanisms to build or destroy an abstract level, a module of recursive interaction to support collective and individual behaviors. For applying this model to SMA physically decentralized, we proposed a generic decentralized architecture for recursive agent by adopting the concepts of the OSI model which offerts forward capabilities that we look for: multi-level encapsulation, exchange of virtual and physical messages ... A generic decentralized framework was developed allowing applicatives agents to build multi-levels observation. This framework is applied to the observation of a wireless sensor network.

Ce travail de thèse, mené sur deux thématiques : les réseaux ambiants et la simulation multi-agent, a pour contexte l'étude des interactions entre le fonctionnement des réseaux ambiants (réseaux pair-à-pair et réseaux mobiles ad hoc networks) et les comportements de leurs usagers (mobilité, partage d'un service, etc.). Pour étudier ces phénomènes, nous avons mis en lumière le besoin de réutiliser, de coupler et de faire interagir des outils de modélisation et de simulation provenant de domaines scientifiques différents (réseaux informatiques, simulations sociales) afin d'intégrer simultanément plusieurs niveaux d'abstraction dans l'étude menée. Cette problématique de réutilisation et de couplage de modèles (la multi-modélisation) et de simulation (interopérabilité de simulateurs) n'est pas propre aux seuls réseaux ambiants et celle-ci s'inscrit dans le domaine plus vaste de l'étude des systèmes complexes.Cette thèse se propose d'aborder les questions de réutilisation et de couplage des outils de modélisation et de simulation sous l'angle des systèmes multi-agents et d'inscrire les solutions à la fois d'ingénierie logicielle, de simulation distribuée, de multi-modélisation dans un cadre multi-agent générique et homogène : le méta-modèle AA4MM. L'idée fondatrice est de créer une société de modèles, de simulateurs et de logiciels de simulation (que l'on nommera blocs MSL) afin d'intégrer plusieurs niveaux d'abstraction dans une même modélisation et simulation. AA4MM propose une approche multi-agent homogène qui permet de facilement réutiliser des blocs MSL, de les rendre interopérable et de les coupler de manière modulaire. AA4MM permet également au modélisateur de clairement spécifier les changements d'échelles. AA4MM propose une méthode de simulation totalement décentralisée. Au niveau des aspects théoriques du méta-modèle AA4MM, nous avons proposé une preuve formelle de l'algorithme de simulation décentralisée. Nous avons également appliqué AA4MM à un cas d'étude pédagogique en couplant ensemble plusieurs instances de NetLogo (un outil de simulation répandu). Nous avons également appliqué AA4MM aux réseaux ambiants et à notre question initiale sur les influences mutuelles entre performances du réseau et comportements des usagers. Dans ce contexte, nous avons pu réutiliser des simulateurs existants qui n'étaient pas prévus pour interagir afin d'aborder les phénomènes d'influences mutuelles entre performances des réseaux et comportements de leurs usagers. / This work has been done between the fields of ubiquitous networks and multi-agent based simulation. The main context is to study mutual influences existing between ubiquitous network performances and their users behaviours. We have highlighted the need for reusing and coupling modelling and simulation softwares together in order to simultaneously integrate several abstraction levels in the study. We target those needs by a multiagent approach and we propose a metamodel : AA4MM. The core idea in AA4MM is to build a society of models, simulators and simulation softwares that solves the core challenges of multimodelling and simulation coupling in an homogeneous perspective. AA4MM major contributions are the possibility to easily reuse, to make interoperable and modular existing heterogeneous models and softwares, to manage scale changes and a simulation algorithm fully decentralized. We apply this metamodel to the field of ubiquitous networks in order to target the question of mutual influences between networks performances and users behaviours.

Nous vivons aujourd'hui dans un monde de plus en plus complexe et interconnecté où de nombreuses entités, de plus en plus intelligentes, génèrent une multitude d'interactions qui peuvent contribuer à enrichir leurs capacités. Nous nous intéressons à la collaboration qui favorisera la réalisation de tâches complexes par ces machines d'aujourd'hui et de demain en stimulant ces interactions structurées et en intégrant des processus de décisions intelligents. Par ce biais, cela contribuera à améliorer leur fonctionnement et pourra participer à leur perfectionnement (meilleures connaissances de leur environnement, rapidité d'action et de décision, apport de nouvelles compétences). L'objectif principal de la thèse est donc de contribuer à la compréhension de ce qu'est la collaboration, de sa définition à sa mise en œuvre, en mettant en lumière ses concepts sous-jacents. Nous proposons une méthode d'analyse du besoin et des contraintes ainsi qu'un modèle d'architecture d'agent collaboratif (HACCA) permettant d'intégrer toutes les caractéristiques des processus collaboratifs que nous présentons. Nous présentons également une première implémentation dans la plateforme multi-agents GAMA.Dans le cadre de cette étude, nous nous intéressons à deux cas d'application d'entités mobiles : les drones et les véhicules connectés. Ainsi nous contribuons également plus largement aux besoins d'autonomie et de décision des drones, des véhicules connectés et autonomes du futur, dans un contexte temporel contraint où la qualité des interactions est primordiale pour optimiser le processus de réalisation des objectifs. / We live today in an increasingly complex and interconnected world where many entities, increasingly intelligent, generate a multitude of interactions that can contribute to enrich their capabilities.We are interested in collaboration that will enable complex tasks to be performed by these machines of today and tomorrow by stimulating these structured interactions and integrating intelligent decision-making processes. In this way, it will contribute to improve their functioning and will be able to participate in their improvement (better knowledge of their environment, speed of action and decision-making, provision of new skills).The main objective of the thesis is therefore to contribute to the understanding of what collaboration is, from its definition to its implementation, by highlighting its underlying concepts. We propose a method of analysis (needs and constraints) and a collaborative agent architecture model (HACCA) to integrate all the characteristics of the collaborative processes that we present. We are also showing a first implementation in the GAMA multi-agent platform.As part of this study, we are interested in two cases of application of mobile entities: drones and connected vehicles.Thus we also contribute more to the autonomy needs and decision-making process of drones, connected and autonomous vehicles of the future, in a constrained temporal context where the quality of interactions is essential to optimize the process of achieving objectives.

Le développement de Systèmes de Systèmes a pris de l'ampleur dans de nombreux domaines. Aujourd'hui, les applications complexes nécessitent que plusieurs systèmes développés indépendamment coopèrent ensemble, ce qui conduit au concept de Systèmes de Systèmes. Malgré une telle popularité, aucun consensus n'y a pas encore pu être atteint sur une définition précise de ce que sont les Systèmes de Systèmes. De plus, le nœud du problème est que la plupart des applications sont encore construites à la main et développées de manière ad hoc, c'est-à-dire, sans contraintes et sans être guidées par une structure prédéfinie. Développer un système de systèmes à la main est une tâche herculéenne pour un architecte informatique, en lui demandant de créer un entrelacement de connexions entre les systèmes composant du Système de Systèmes pour qu'ils puissent coopérer. En raison d'un tel entrelas, la complexité et le couplage serré augmentent, et l'évolution des Systèmes de Systèmes devient plus difficile, nécessitant des efforts substantiels. Pour trancher le nœud gordien auquel font face les architectes de Systèmes de Systèmes, nous proposons dans cette recherche un « framework » générique pour faciliter le développement de Systèmes de Systèmes dans le cadre de l'ingénierie des systèmes. Notre approche introduit une nouvelle architecture que nous appelons MBA pour Memory-Broker-Agent. Pour tester notre framework, nous avons construit un système de systèmes dans le domaine du développement collaboratif de logiciel. Les résultats montrent que notre approche réduit la difficulté et l'effort de développement. Sur la base de ces résultats, nous avons créé une méthode originale pour construire un système de systèmes à travers notre framework. Nous avons testé le potentiel de notre méthode ainsi que les caractéristiques génériques de notre framework, en construisant avec succès et avec plus de précision un nouveau système de systèmes dans le domaine de la Santé. / Building Systems of Systems (SoS) has gained momentum in various domains. Today, complex applications require to let several systems developed independently cooperate, leading to the moniker of SoS. Despite such popularity, no consensus has yet been reached about a precise definition of what SoS are. Moreover, the crux of the matter is that most applications are still handcrafted, being developed in an ad hoc fashion, i.e., freely and without being constrained by a predefined structure. Handcrafting SoS is an Herculean task for architects, requiring them to create an interwoven set of connections among SoS constituent systems for allowing cooperation. Because of the large number of interconnections, the complexity and tight coupling increase in SoS, and their evolution becomes more difficult, requiring substantial efforts from architects. To sever the Gordian knot faced by SoS architects, we propose in this research a generic framework for facilitating the development of SoS from a systems engineering perspective. Our approach is based on a novel architecture we call MBA for Memory-Broker-Agent. To test our framework we built an SoS for developing software collaboratively. Results show that our approach reduces the difficulty and effort for developing a SoS. Based on such results, we created an original method for building a SoS using our framework. We tested the potential of our method along with the generic features of our framework, by building a new SoS in the Health Care domain successfully and more accurately.

Avec le développement des objets connectés, les agents embarqués déployés dans des environnements physiques et les applications multi-agents qui les impliquent deviennent de plus en plus populaires. Ces systèmes multi-agents sont amenés à partager le même environnement physique. Cette cohabitation d'agents de systèmes différents, qui n'ont pas nécessairement été prévus pour interagir entre eux par les concepteurs, les amène cependant à se solliciter. Un agent peut alors participer à la réalisation d'objectifs incompatibles avec les siens ou ceux de ses collectifs. Pour éviter ces situations, nous proposons un modèle d'agent basé sur les identités pour l'aider à décider de sa participation ou non à des actions collectives. / Embedded agents deployed in physical environments are increasingly interoperable, and are likely to coexist with agents of others systems in a same physical space. So, an agent needs to be able to cooperate with agents from other systems and to form coalitions with unfamiliar teammates. However, before committing to cooperate with others, an agent must take into account that it may get involved in the achievement of objectives that are incompatible with its own, with the global objectives of its system, or with those derived from its previously joined coalitions. To avoid such situations, we propose an identity-based cooperation mechanism. This mechanism involves creating and sustaining the agent identity, and a commitment process to reason about identities when solicited to participate in a collective trans-MAS action.

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.

Cette thèse propose une méthode pour coordonner flexiblement des Systèmes Multi-Agents (SMA). Plus en détails, nous étudions comment influencer des agents artificiels afin que, collectivement, ils atteignent des objectifs complexes et/ou dynamiques dans des environnements eux-aussi complexes et dynamiques (ex: un groupe de robots pour secourir les victimes lors d'un désastre, qui peut s'adapter à une grande variété de dangers, conditions climatiques, état des victimes).Dans ce but, nous avons d'abord étudié pourquoi, dans les sociétés humaines, les humains parviennent à coordonner relativement flexiblement mais pas leurs contreparties artificielles (agents des SMA). Cette opposition peut être grandement expliquée à l'aide d'un facteur clef : la culture. Les humains qui partagent un même bagage culturel se coordonnent flexiblement plus facilement, car ils ont une idée commune de ce que "travailler ensemble" veut dire. A contrario, les agents n'ont pas ce bagage et leurs échecs pour travailler ensemble s'apparente souvent à des chocs culturels.Ainsi, notre objectif consiste à répondre à la question suivante: peut-on utiliser une culture semblable à celle des humains comme un outil coordonner les SMA (et si oui, comment) ? Pour répondre à cette question, il nous faut d'abord expliquer : comment intégrer une culture semblable à celle des humains dans un SMA? Cette seconde question en soulève une troisième à étudier en premier : comment est-ce que la culture influence la manière dont la coordination se passe dans les sociétés humaines ?1- Nous montrons que de manière générale, la culture influence les décisions individuelles prises en situation d'interaction (ex: au travers d'attentes, de manière d'agir et de raisonner). Cette influence mène à l'occurrence de schémas d'interaction abstraits, récurrent et cohérents, qui, généralement, améliorent la performance collective. Ensuite, nous spécifions comment les principaux mécanismes l'influence connue de la culture (ex: importance culturelle accordée au pouvoir, aux règles) appliquent spécifiquement en situation de coordination (ex: la culture influence si les dirigeants donnent des ordres vs. des propositions à leurs subordonnés).2-Nous montrons comment répliquer les mécanismes l'influence de la culture sur la coordination dans les SMA. Tout d'abord, puisque la culture est fondée dans les décisions individuelles, nous mettons en avant un mécanisme de décision humain clef qui, à la fois, est sensible à la culture et influence la coordination. Ce mécanisme se trouve dans les valeurs, ce que les gens considèrent comme "bien" ou "important" (ex: honnêteté, discipline, autonomie). Ensuite, nous intégrons ces valeurs dans une architecture agent capable de prendre des décisions en situation de coordination. Enfin, nous illustrons que notre architecture peut en effet reproduire l'influence de la culture sur la coordination à travers de deux simulations qui répliquent des phénomènes culturels en situation de coordination connus.3-Nous étudions comment ces valeurs, inspirées des valeurs humaines, peuvent être utilisées coordonner des SMA. Tout d'abord, nous étudions pour quels problèmes les valeurs offrent un moyen opérationnel pour soutenir la coordination. A l'instar des sociétés humaines, les valeurs sont particulièrement offrent un haut niveau de flexibilité, quand les agents doivent raisonner eux-même pour établir une coordination. Puis, nous étudions les détails techniques à considérer pour utiliser en pratique des valeurs pour coordonner flexiblement des SMA (ex: quelles valeurs choisir ? Comment les représenter ?).En résumé, cette thèse met en évidence que les principaux mécanismes de l'influence de la culture sur la coordination (en particulier, grâce à l'influence de la culture sur les valeurs) peuvent être répliquées au sein des SMA. De plus, nous montrons que ces mécanismes peuvent être manipulés dans le but de coordonner des SMA. / This thesis proposes a method for supporting flexible coordination in multi-agent systems (MASs). In other words, we aim at influencing societies of artificial agents such that they can handle complex or evolving environments and collective goals (e.g. robots providing an emergency support capable of handling various hazards, climatic conditions, status of victims).Towards achieving this goal, we first investigated why in human societies, for which MASs can be seen as an ``artificial" counterpart, humans manage to coordinate relatively flexibly comparatively with artificial agents in MASs. We discovered that culture is a key factor of this relative success. Briefly, when humans share a cultural background, they manage to coordinate more flexibly because they share a common idea about what ``working together'' means. Conversely, artificial agents miss this aspect, leading in turn to coordination failures that can are similar to cultural clashes.The lack raises our goal: we want to better understand how culture can be integrated within and used for coordinating artificial societies. This goal raises the following research question: (how) can human-like culture be used as a tool for supporting coordination in artificial societies? As a preliminary step for answering this question, we need first to answer this question: (how) can the influence human-like cultures be integrated within artificial societies? In turn, this question raises a third one to be answered first: how does culture influence coordination in human societies?As a first step, we expand general theories of culture for conceptualizing its influence in the context of coordination. From a generic perspective, we explain that culture influences individual decisions that support matching expectations and coherent interaction patterns, leading in turn to (generally) better collective performance. From a more specific perspective, we specify how the core acknowledged patterns of the influence of culture (e.g. cultural importance given to power status, to rules) apply in the context of coordination (e.g. culture influences the likeliness that leaders are (made) responsible for making decisions for subordinates vs. proposing alternatives).As a second step, we study how to replicate human-like influences of culture on coordination within artificial societies. First, since culture is grounded within individual decisions, we investigate the core culturally-sensitive decision aspects that impact the most (flexible) coordination in human societies. We discover that values, what people consider as ``good'' or ``important'' (e.g. honesty, obedience, autonomy), constitute such an aspect by deeply supporting a wide range of (interaction-related) decisions. Then, for illustrating how to replicate influence of culture within artificial societies, we build an value-sensitive agent decision architecture that can make coordination-related decisions. Finally, we illustrate that our architecture can replicate the influence of culture on coordination through two simulations that replicate known coordination-related cultural phenomena.As a third step, we study how human-like values can be used for supporting coordination in artificial societies. First, we investigate the range of coordination problems for which values can offer an operational means for supporting coordination. As in human societies, values are particularly adequate for problems with complex and dynamic environments, requiring agents to make coordination-related decisions. Then, towards concretely implementing values, we study the technical details to consider when using values for supporting flexible coordination (e.g. how to concretely design values and integrating them within decision processes).

Les Systèmes Multi-Agents (SMA) forment un paradigme prometteur pour la conception de systèmes logiciel complexes. En effet, ce paradigme propose de nouvelles stratégies pour analyser, concevoir et implémenter de tels systèmes. Les systèmes multi-agents sont considérés comme des sociétés composées d'entités autonomes et indépendantes, appelées agents, qui interagissent en vue de résoudre un problème ou de réaliser collectivement une tâche. Nous nous plaçons dans un cadre d'ingénierie logicielle pour ce mémoire. Pour tout nouveau paradigme d'ingénierie logicielle pour pouvoir être pleinement appliqué et déployé il est nécessaire de disposer de nouveaux modèles et d'abstractions nouvelles. Ces abstractions servent de base à l'analyse et à la conception des SMA. De plus, toute méthodologie dédiée aux SMA doit prendre ces abstractions pour pouvoir développer des SMA de manière sys\-té\-ma\-ti\-que, sure, robuste et fiable. Les modèles à la base de tous les travaux dans ce mémoire sont composés de concepts organisationnels qui permettent de concevoir les SMA comme des sociétés d'individus, les agents, qui jouent des rôles dans des organisations. Ces concepts permettent également la description de structures organisationnelles complexes telles que les holarchies dans lesquelles les agents, désignés par le terme holons, peuvent être composés d'autres holons et définir une structure hiérarchique. La définition de ces concepts se fait au travers de méta-modèles exprimés avec une notation semi-formelle. Pour définir une sémantique non ambigüe et bénéficier d'outils de validation et de vérification nous proposons de spécifier des concepts au travers d'un langage formel. Aucun langage ne satisfaisant nos besoins nous avons composé deux langages existants : Object-Z et les statecharts. La syntaxe et la sémantique du langage formel OZS sont définies sur cette base. Des architectures d'agents sont étudiées en utilisant le modèle organisationnel et les outils formels. Ces études sont de deux types, définition complète d'une architecture et rétro-ingénierie afin de comprendre et analyser les éléments fondateurs d'architectures existantes pour pouvoir les réutiliser dans d'autres contextes. Deux méthodologies sont exploitant les concepts et la notation formelle sont proposées. La première est issue d'un travail initial concernant l'analyse et la conception de SMA Holoniques utilisant un cadre particulier. La deuxième est issue d'une collaboration avec Massimo Cossentino et est plus générale.