L’amélioration continue de la performance énergétique des bâtiments a été accompagnée par un développement d’outils numériques de plus en plus performants et précis. Alors que la prise en compte des phénomènes liés aux bâtiments, aux systèmes et à la météorologie est bien maîtrisée, le comportement des occupants est modélisé de manière très simplifiée par des scénarii répétitifs et des lois déterministes. L’impact des occupants sur les consommations énergétiques dans les bâtiments performants est pourtant majeur, comme en témoigne les écarts récurrents entre les résultats prédits et mesurés. Le travail de thèse propose, par l’intermédiaire d’une plateforme multi-agents et de modèles stochastiques, une mise à jour de la prise en compte de la présence des occupants et de leurs comportements sur la gestion des ouvrants, des dispositifs d’occultation, de l’éclairage et de la température de consigne de chauffage. Le champ d’application de la plateforme concerne les bâtiments de bureaux et de logements, pour des opérations neuves et de rénovation. Les modèles de comportement des occupants sont idéalement issus de campagnes de mesures in situ, d’études de laboratoire ou d’enquêtes sociologiques. La plateforme proposée est alors co-simulée avec le logiciel EnergyPlus, afin d’étudier l’influence des modèles sur les performances énergétiques. Dans la perspective de garantie de performance énergétique, ce travail contribue à la mise à jour et à la fiabilisation des outils de prédiction. / Continuous improvement of the building energy performance is associated with the development of increasingly efficient and accurate numerical tools. While the consideration of phenomena related to buildings, systems and weather is well mastered, occupants’ behaviours are modelled in a very simplified way by repetitive scenarios and deterministic laws. The impact of occupants on energy consumption in high-performance buildings is dominant, as evidenced by the recurring gaps between predicted and measured results. The thesis demonstrates, via a multi-agent platform and stochastic models, an update on the ability to model occupants’ presence, their behaviours on windows, occultation devices, artificial lighting and heating setpoint temperatures. The application of the platform applies to office and residential buildings, for new builds and refurbishments. Occupants’ behaviour models are ideally obtained from in situ surveys, laboratory studies or sociological works. The suggested platform is then co-simulated with the EnergyPlus software, to study the influence of the models on a buildings energy performance. In the perspective of energy performance guarantees, this work contributes to the updating and reliability of prediction tools.

Nous abordons dans cette thèse le problème de la conception d’un système informatique de soutien évaluatif, pour soutenir et évaluer en temps réel l’activité collaborative dans le cas particulier "d'une activité régie par des process issus d'organisations différentes". Nous définissons un process comme un ensemble de règles, de politiques, de plans, de normes ayant pour vocation de guider et de servir de référence à la réalisation d’une activité collaborative. Nous positionnons notre recherche dans le cadre applicatif de l’entrainement à la gestion de crise, et dans le cadre technologique de l’interaction tangible.Pour mettre en place un soutien évaluatif flexible et intelligible, nous proposons un système socio-technique capable d’apporter aux acteurs une conscience organisationnelle partagée et distribuée.Dans ce cadre, trois verrous essentiels sont considérés : (1) représentation et gestion de contextes liés à l’activité soutenue et aux interactions entre acteurs, (2) représentation et gestion des différents process liés à l’activité soutenue et à l’interaction, et (3) articulation entre l'activité soutenue et l'interaction.Pour répondre à ces verrous, nous proposons le système OrA s’appuyant sur trois groupes de principes relatif à l'activité soutenue et à l’interaction : modularité et représentation des process et contextes, gestion autonome et faiblement couplée des process et des éléments de contexte, coordination flexible entre ces mécanismes de gestion de process et de contextes.Ces principes sont mis en oeuvre au sein d’un système informatique s’appuyant sur les modèles des collecticiels, et en particulier CLOVER, des modèles de traces, des systèmes multi-agents normatifs.Ce système est évalué en démontrant la possibilité de modéliser les process d’un cas pratique d’exercice de gestion de crise, puis en proposant une utilisation en situation d’un exercice réel d’entrainement à la gestion de crise. / We discuss in this thesis about designing an computer system for an evaluative support , to support and evaluate in real-time the collaborative activity in the particular case of "an activity governed by processes from different organizations". We define a process as a set of rules, policies, plans, standards which aim to guide and be a reference for the realization of a collaborative activity. Our research is applied to training in crisis management, and situated in the technological context of tangible interaction.To implement a flexible and comprehensible evaluative support, we propose a socio-technical systemfor bringing the actors shared and distributed organizational consciousness.In this context, three key issues are considered: (1) representation and management of the contexts associated with the sustained activity and the interactions between the involved stakeholders, (2) representation and management of various processes associated with the sustained activity and the interaction and (3) the articulation between the sustained activity and the interaction.To answer these issues, we offer the OrA system based on three groups of principles, both about sutained activiy and interaction : modularity and representation of processes and contexts, autonomous management and loosely coupled processes and contextual elements, flexible coordination between these process and context management mechanisms.These principles are implemented in a computer system based on the model of groupware, especially CLOVER, a traces models, and normative multi-agent systems.This system is evaluated by demonstrating the ability to model the process of a practical case of crisis management exercise, and by providing a use situation of a real exercise training in crisis management.

En 2007 avec la directive sur les énergies renouvelables, l’Union Européen s’est engagée à développer une économie à faible intensité de carbone. Cette directive amène à réduire les émissions de gaz à effet de serre en augmentant entre autres la partie d’énergie produite par des sources renouvelables. Le processus d’insertion massive d’énergies renouvelables dans le mix électrique européen, est d’ores et déjà un fait acquis et ses effets sont tangibles. Cependant, à côté de ses effets environnementaux bénéfiques, l’intégration à large échelle du renouvelable ne va pas sans causer des interrogations techniques et réglementaires. Par conséquent, de nouvelles stratégies de gestion du système électrique doivent être pensées et actées pour garantir un fonctionnement fiable et économiquement acceptable. Les micro réseaux sont à cet effet, un réceptacle intégrateur avec suffisamment de flexibilité pour accueillir un système de gestion capable de répondre aux exigences ci-dessus. Les travaux de cette thèse sont centrés sur la conception, le développement et l’implémentation de différentes stratégies de gestion des micro réseaux. Les algorithmes développés visent, soit à faciliter l’intégration du renouvelable à large échelle, soit à garantir un fonctionnement efficace et économique du système électrique. Une nouvelle architecture de réseau de distribution composé de micro réseaux clustérisés a été premièrement proposée. Chaque micro réseau est composé de systèmes de production à base ou non de renouvelable, des systèmes de stockage et de charges. Une stratégie de gestion énergétique optimale a été ensuite définie et développée. Cette stratégie permet de gérer la planification à court-terme et le contrôle en temps-réel des micro réseaux via un usage adéquat des sources et ce, tout en réduisant le coût du micro réseau. Un système multi-agents et l’optimisation linéaire mixte en nombres entiers ont été utilisés pour le développement et l’implémentation de cette stratégie intelligente distribuée. D’un point de vue extérieur, chaque micro réseau est vu comme une entité cohérente capable de supporter le fonctionnement du réseau principal en utilisant un ensemble de ses sources flexibles. Ainsi, que la seconde partie de cette thèse exploitera les clusters des micro réseaux et leurs propriétés pour gérer au mieux le réseau de distribution hôte. La conceptualisation technico-économique de différents mécanismes de gestion des réseaux de distribution a été abordée. Le développement d’une architecture de gestion hiérarchisée en plusieurs niveaux d’intelligence a permis de réduire la complexité du système et faciliter l’implémentation d’un réseau flexible, extensible et à fort taux de pénétration de renouvelables. Cette gestion distribuée a été possible grâce à une connaissance locale des modèles et des comportements des différentes systèmes connectés, et à un usage local des informations. Les travaux théoriques ont été ensuite testés sur une plateforme expérimentale conséquente et les résultats finaux ont corroboré les attentes de la théorie. / In 2007 with the renewable energy directive, the European Union established the development of a low-carbon economy. This directive aims to decrease greenhouse gas emissions by increasing the energy produced by renewable energy. Already today, the massive diffusion of renewable systems is tangible in the European electricity mix. However, in spite of their potential benefits, their large-scale integration leads to new technical and regulatory questions. Consequently, new management strategies need to be developed and applied in order to ensure a reliable and economical operation of the system. Microgrids are considered to be one of the most effective and flexible solutions able to meet these new needs.The main goals of this thesis are the conceptualization, development and implementation of different management strategies for microgrids. The algorithms developed aim to facilitate the massive integration of renewables and at the same time lead to an effective and economic operation of the systems. A new architecture of distribution grids based on cluster of microgrids was proposed. Each microgrid is composed of a number of renewable-based and conventional generation systems, storage systems and consumption. An optimal and distributed energy management strategy was then defined and developed. This strategy allows to manage the short-term energy management and real-time control of microgrids by using the connected sources in a smart and cost-efficient way. A multi-agent system and the mixed integer linear optimization technique were used for the implementation of this strategy.From a global point of view, each microgrid is seen as a coherent entity, which can support network operation by using its flexible and aggregated sources. Hence, the second part of this thesis aims to understand how distribution grids can exploit these cluster of microgrids and their properties. Different mechanisms for the active management of distribution grids are conceptualized from the technical and economical point of view. A new strategy based on hierarchical management of different smart levels allow to reduce the complexity of the system and to implement a more flexible and extensible system, thanks to a more local use of model knowledge and users behaviour. On the end, the theoretical work were tested on an experimental test-bed in order to show the effectiveness of the proposed theories.

Cette thèse s’intéresse à la question de l’évaluation des Systèmes Multi-Agents (SMA). Les caractéristiques propres que possèdent ces derniers, notamment en termes d’autonomie, de distribution, de dynamique et de socialité, ont grandement contribué à l’élargissement de leurs champs d’application, mais en contrepartie, elles ont rendu leur analyse plus ardue. Ainsi, les méthodes d’évaluation dans les systèmes informatiques classiques s’avèrent insuffisantes à analyser les SMA, étant donné qu’elles ne tiennent pas compte de leurs spécificités. L’objectif de cette thèse consiste donc à proposer une approche générique pour l’évaluation des SMA en se basant sur la mesure de leurs caractéristiques fonctionnelles. A cet effet, le besoin de disposer d’informations sur l’exécution du système à évaluer est manifeste. C’est dans ce cadre qu’une nouvelle approche d’observation des SMA est proposée. Les résultats de ces observations sont exploités pour construire une abstraction du système sous forme d’un modèle, lequel est étudié pour définir les mesures de performances. L’analyse se focalise sur deux caractéristiques essentielles, à la base de la dynamique et de la socialité des SMA : la communication et l’organisation. Les expérimentations de la solution proposée portent sur deux applications multi-agents. La première est une application de diagnostic des pannes dans un environnement industriel et la seconde est une application de pilotage et de gestion de la production dans les chaînes logistiques. / This thesis focuses on the issue of MultiAgent Systems (MAS) evaluation. The MAS own characteristics, namely autonomy, distribution, dynamicity and sociality, have greatly contributed to the expansion of their application scope; but in return they made their analysis more difficult. Thus, evaluation methods in classic computer systems are insufficient to analyse MAS, since they do not take into account their specificities. The objective of this thesis is to provide a generic approach for the evaluation of MAS by measuring their functional characteristics. To this end, the need for information about the execution of the system to be evaluated is evident. In this context, a new approach to observe MAS is proposed. The results of these observations are exploited to build an abstraction model of the system which is studied in order to define performance metrics. The analysis focuses on two key characteristics, at the basis on the dynamics and sociality in MAS: communication and organization. The experiments of the proposed solution are performed on two multiagent applications. The first is an application of fault diagnosis in an industrial environment and the second is an application of control and production planning in supply chains.

Cette thèse s'inscrit dans le cadre de systèmes complexes appliqués aux systèmes économiques. Dans cette thèse, un modèle multi-agent a été proposé, qui modélise le cycle de production. Il est consitué d'entreprises, ouvirers/foyers, et une banque, et repecte la conservation de la monnaie. Son hypothèse centrale est que les entreprises se basent sur une marge espérée pour déterminer leur production. Un scénario simple de ce modèle, ou les marges espérées sont homogènes, a été analysé dans le cadre de models de croissance stochastique. Les résultats sont la distribution de tailles d'entreprises rassemblant des lois de puissance, et leur distribution du taux de croissance de forme 'tente', ainsi qu'une dépendence de taille de la variance de la croissance. Ces résultats sont proches aux faits stylisés issus d'études empiriques. Dans un scénario plus complet, le modèle contient des caractéristiques supplémentaires: des marges espérées hétérogèges, ainsi que des paiements d'intérêts, la possibilité de faire faillite. Cela ramène le modèle aux modèles macro-économiques multi-agents. Les extensions sont décrites de façon théorique par des équations de replicateur. Les résultats nouveaux sont la distribution d'age d'entreprises actives, la distribution de leur taux de profit, la distribution de dette, des statistiques sur les faillites, et des cycles de vie caractéristiques. Tout ces résultats sont qualitativement en accord avec des résultats d'études empiriques de plusieurs pays.Le modèle proposé génère des résultats prometteurs, en respectant le principe que des résultats qui apparaissent simultanément peuvent soit etre générés par un même processus, soit par plusieurs aui qui sont compatibles. / The thesis is in the field of complex systems, applied to an economic system. In this thesis, an agent-based model has been proposed to model the production cycle. It comprises firms, workers, and a bank, and respects stock-flow consistency. Its central assumption is that firms plan their production based on an expected profit margin. A simple scenario of the model, where the expected profit margin is the same for all firms, has been analyzed in the context of simple stochastic growth models. Results are a firms' size distribution close to a power law, and tent-shaped growth rate distribution, and a growth rate variance scaling with firm size. These results are close to empirically found stylized facts. In a more comprehensive version, the model contains additional features: heterogeneous profits margins, as well as interest payments and the possibility of bankruptcy. This relates the model to agent-based macroeconomic models. The extensions are described theoretically theoretically with replicator dynamics. New results are the age distribution of active firms, their profit rate distribution, debt distribution, bankruptcy statistics, as well as typical life cycles of firms, which are all qualitatively in agreement with studies of firms databases of various countries.The proposed model yields promising results by respecting the principle that jointly found results may be generated by the same process, or by several ones which are compatible.

Le travail de cette thèse vise à proposer un système support à la créativité selon une architecture multi-agents afin de gérer les connaissances nécessaires et produites durant un atelier de créativité. Ce travail contribue à la recherche scientifique à différents égards. Au préalable de concevoir un quelconque système, une revue des systèmes actuels supportant la créativité est réalisée pour déterminer leurs limites en termes de processus de créativité et de modes de collaboration. Pour répondre à ces limites, l’approche d’ingénierie des connaissances est adoptée. Autrement dit, la créativité est considérée comme un processus collaboratif et organisationnel afin d’en déduire les activités à supporter ainsi que les connaissances et les compétences à apporter aux individus pour les assister à réaliser ces activités. A partir de la modélisation organisationnelle d’un atelier de créativité, l’organisation des agents informatiques qui vont contribuer à la gestion des connaissances en est déduite. Par la suite, une ontologie de l’atelier de créativité est formalisée à partir de la modélisation de l’organisation afin d’apporter une représentation des connaissances et de l’environnement aux agents. Ainsi, l’architecture multi-agents proposée pour concevoir un système support à la créativité permet d’explorer de nouveaux modes de traitement des connaissances notamment concernant l’évaluation des idées. Une méthodologie d’évaluation des idées selon des méthodes d’analyse multicritère est proposée. En complément de cette méthodologie, le traitement automatique des idées a été expérimenté afin d’aider les évaluateurs dans leur tâche / This research work aims to propose a creative support system according to a multi-agent architecture in order to manage the knowledge needed and produced during a creative workshop. This work contributes to the scientific research with regard to various aspects. Beforehand designing any system, a review of the current creative supports systems is carried out in order to determine their limits concerning the creative process and collaboration mode. To fix these limits, a knowledge engineering approach is adopted. It implies that creativity is considered as a collaborative and organizational process in order to infere its activities, but also competences and knowledge required to realize these activities. This information permits to better assist individuals in their activities. Based on this organizational modeling of a creative workshop, the organization of computational agents that would contribute to manage knowledge is deduced. Based on the same modeling, creative workshop ontology is created in order to provide a representation of the environment and shared knowledge to agents. Multi-agent architecture for creative support system permits to explore new knowledge processing approach notably for idea evaluation. An idea evaluation methodology based on multi-criteria analysis methods is suggested. In addition to this methodology, automatic idea processing based on naturel language processing is experimented in order to assist evaluators. The meaning of this research work is in the generalization of emergent creative practices as open innovation and creative workshops in organizations and companies

Depuis 5 à 10 ans, les recherches sont nombreuses sur la réduction de l'énergie en l'informatique (principalement sur la réduction de l'électricité). Plusieurs études ont en effet alerté les intervenants et les organismes environnementaux sur l'urgence du problème de la consommation d'énergie des infrastructures à grande échelle, comme les centres de données, l'informatique en nuage ??ou simplement les sociétés exploitant des serveurs et de nombreux équipements IT. Cette prise de conscience est passée d'un problème peu important à une contrainte majeure sur le fonctionnement de ces infrastructures. Dans certains cas, les coûts d'exploitation surpassent les coûts d'investissement, et de nouvelles méthodologies sont nécessaires pour réduire les coûts et l'impact écologique. De nouveaux matériels sont développés par les fabricants d'équipements pour diminuer ces coûts. Seules quelques techniques de base sont offertes aux niveaux logiciels et intergiciels, par les éditeurs. Mais dans les laboratoires, certaines techniques ont prouvé leur efficacité sur des données synthétiques, des tâches dédiées ou des applications sélectionnées, pour être en mesure d'économiser de l'énergie au cours de la vie d'une infrastructure, dans plusieurs contexte, depuis le Cloud au HPC. Malheureusement, le transfert (ou même la connaissance de l'existence) de ces techniques aux industries est limité à des partenaires de projets, des entreprises innovantes ou de grands centres de recherche privés, capables d'investir du temps (et donc de l'argent) sur ce sujet. Dans ma thèse, je m'intéresse sur les raisons de la faible adoption de plusieurs résultats de la recherche, des plus simples aux plus élaborés et je modélise les liens et les interactions entre les acteurs du transfert technologique. Le champ cible a été limité au Green IT (ou informatique éco-responsable), mais la méthodologie et les modèles développés peuvent être étendus à d'autres domaines. L'idée est d'identifier ce qui manque et comment augmenter la vitesse du transfert des connaissances scientifiques. La méthodologie est basée sur le cheminement suivant: d'abord, identifier les acteurs impliqués dans le processus de transfert technologique, comprendre leurs motivations, leurs moyens d'actions et leurs limites. Après une étude de l'état de l'art dans le domaine de la diffusion de l'innovation et de la gestion de l'innovation, cette phase a consisté à la production et l'analyse d'une enquête dédiée ciblant des chercheurs et des entreprises, de tailles et de chiffre d'affaire différentes, restreinte à ceux qui travaillent dans le Green IT. Identifier chaque acteur ne suffit pas, car ils interagissent, et par conséquent, leurs liens et le potentiel de ces liens pour le transfert technologique ont également été étudiés avec soin dans une deuxième phase afin d'identifier les plus importants, avec la même méthodologie que l'identification des acteurs. A partir de ces deux phases, un système multi-agents (SMA) a été conçu. / Over the past 5 to 10 years, research is numerous on energy reduction in IT (mainly electricity reduction). Several studies indeed alerted the stakeholders and environmental agencies on the urgency of the problem of the energy consumption of large scale infrastructures, like data centres, clouds or simply companies running servers and lots of IT equipment. This awareness moved from a non-so-important issue to major constraints on the operation of these infrastructures. In some cases, the operational costs reach the investment costs, urging new methodologies to appear in order to reduce costs and ecological impact. As of today, new hardware are developed by equipment manufacturers to decrease these costs. Only few and basic techniques are offered at the software and middleware levels out-of-the-box: But in laboratories, some techniques have proven on synthetic data, dedicated workflows or selected applications, to be able to save energy during the lifetime of an infrastructure, in several contexts, from Cloud to HPC in particular. Unfortunately, the transfer (or even the knowledge of the existence) of these techniques to industries is limited to project partners, innovative companies or large private research centres, able to invest time (thus money) on this topic. In my thesis, I investigate the reasons restraining the large adoption of several research results, from the simpler ones to more elaborated ones and I model the ties and interactions between the actors of the technological transfer. The target field has been restricted to Green IT but the methodology and the developed models can be extended to other domains as well. The idea is to identify, on the scale of technical maturity for wider adoption, what is missing and how to increase the speed of the transfer of scientific knowledge. The methodology is based on the following path: First, identifying the actors involved in the process of technology transfer, and understanding their motivations, their means of actions and their limitations. After a study of the state of the art in the domain of innovation diffusion and innovation management, this phase involved the production and the analysis of a dedicated survey targeting researchers and companies, from different size and turnover, restricted to those working in the Green IT field. Identifying each actor is not sufficient since they all interact; therefore their links and the potential of these links for technology transfer have also been studied carefully in a second phase so as to identify the most important ones, with the same methodology with the actors' identification. From these two phases, a multi-agent system (MAS) has been designed.

Cette thèse présente l'utilisation conjointe de la théorie de l'évidente et du suivi multi-hypothèses pour la modélisation et la gestion d'un système de suivi multi-caméras dans un environnement autoroutier. Le suivi est basé sur la ré-identification des objets (véhicules) sur la base d'information visio-temporelles. Une concrétisation de ces concepts se traduit par la conception et la mise en oeuvre d'une architecture logicielle multi-agents de gestion du suivi multi-caméras. Après une présentation de l'état de l'art sur les cadres de gestion de l'incertain et celui relatif à fusion de l'information pour la mise en correspondance, et sur les systèmes multi-agents, notre apport dans ce travail se situe à trois niveaux. Le premier a été une adaptation de la phase de décision du modèle de croyance transférable pour y intégrer l'utilisation du suivi multi-hypothèses comme outil de levée d'ambigüité rn cas d'indécision face à une situation de mise en correspondance. Le second apport a été celui de proposer une architecture logicielle à base d'agents pour la gestion du système du suivi multi-caméras. Nous en avons proposé la modélisation globale ainsi que celle des agents et de leurs interactions en utilisant une démarche personnelle d'analyse mais toutefois inspirée de langages et outils de modélisation tels que Agent UML et MaSE pour ne citer que ceux-là, du fait qu'il n'existe pas réellement un standard normalisé à ce jour dans ce domaine. Notre troisième apport a été de faire un début d'implémentation de notre architecture logicielle à base d'agent en nous basant sur la plateforme JADE (Java Agent DEvelopment Framework). Quelques expérimentations et discussions des résultats sont présentées à la fin pour déboucher sur nos conclusions et perspectives. / This thesis presents the joint use of the theory of evidence and multiple hypothesis tracking for modeling and managing a system for monitoring multiple cameras in a motorway. The tracking is based on the re-identification of objects (vehicles) on the basis of visuals and times informations. A realization of these concepts results in the design and implementation of a software architecture for multiple agents management of multiple camera tracking system. After presenting the state of the art on the frameworks of uncertainty management and that on information fusion for the matching, and the multi-agent systems, our contribution in this work is on two or three levels. The first was an adaptation of the decision phase of the transferable belief model to incorporate the use of multi-hypotheses tracking as a tool of ambiguity survey in case of indecision in matching situation. The second contribution was a proposition of agent-based software architecture for management of a multiple cameras tracking system. We have proposed the global system modeling as well as agents and their interactions modeling using a personal analysis method but nevertheless inspired by modelisation languages and tolls such as Agent UML, MaSE and others, because there is not yet a standard and normalized tool on the subject. Our third contribution was to begin an implementation of our agent-based software architecture using JADE (Java Agent Development Framework). Some experiment and discussions are presented at the end to lead to our conclusions and perspectives.

Les sciences "dures" et les sciences humaines ont un intérêt commun pour les phénomènes collectifs, qui sont également un sujet de recherche important dans le domaine des systèmes complexes. Cette thèse se focalise sur l’étude des systèmes urbains, en utilisant des outils analytiques venant de la physique statistique, et des simulations, en particulier la modélisation multi-agents. Une première résolution analytique d’un modèle de ségrégation spatiale de Schelling est obtenue à l’aide d’un formalisme de physique statistique qui relie la dynamique individuelle et collective. Ce formalisme montre que l’utilité ou le bien être des modèles socio-économiques correspond à un potentiel chimique en physique, ce qu’illustre un modèle de logement urbain. Le marché du logement est étudié plus en détail grâce à un modèle parcimonieux de formation du prix. La mise en oeuvre d’un modèle multi-agents, qui reproduit les résultats du modèle standard de l’économie urbaine (AMM), donne un deuxième point de vue sur les systèmes urbains et l’interaction entre transport et localisation résidentielle. Les simulations fournissent des résultats là où la résolution analytique fait défaut. Ce modèle est utilisé pour étudier les impacts économique, environnemental et social de l’introduction d’une aménité dans l’espace urbain et de la ville polycentrique. Avec deux catégories de revenu, ce travail fournit des hypothèses quant aux différentes structures sociales urbaines dans les villes nord-américaines et européennes par exemple. / Social and natural sciences share an interest for collective phenomena, which constitute an important part of the domain of complex systems. This thesis focuses on the study of urban systems, using analytical tools inspired by statistical physics, and also simulations, in particular agent-based models.A first analytical resolution of a Schelling spatial segregation model is presented, using a statistical physics framework linking individual and collective dynamics. This framework shows that utility or welfare in socio-economic models corresponds to a chemical potential in physics, a correspondence which is applied to a urban housing model. The housing market is further studied with a parsimonious price formation model. The implementation of an agent-based model, which reproduces the results of the standard urban economics (AMM) model, provides a second point of view on urban systems and the interaction between transport and land use. The simulations give results also when analytical resolution is lacking. The model is used to study the economic, environmental and social outcomes of having an amenity in the urban area and of polycentric cities. With two income groups, this work provides insights on the different urban social structures in North American and European cities for instance.

Les Agents Conversationnels Animés (ACA) sont des personnages virtuels interactifs et expressifs, dont l'aspect est très souvent « humain », exploitant différentes modalités telles que la face, le langage, les gestes, le regard ou encore la prosodie de la voix. Le but est qu'ils s'expriment en langage naturel et puissent dialoguer avec des interlocuteurs humains. Pour développer un ACA, il faut d'abord comprendre que des aspects tels que personnalité, les émotions et leur apparence sont extrêmement importants. Le travail qui est présenté dans cette thèse a pour objectif d'augmenter l'acceptabilité et la crédibilité des agents au moyen de la personnalité, considérée comme une notion centrale à l'interaction ACA-humain. On propose un modèle qui dote l'ACA de facettes de personnalité et de buts de communication « cachés » et qui module ainsi ses actions conversationnelles. Ce travail présente également une application de jeu de type “puzzle”, intégrant un ACA doté de facettes de personnalité et de buts « cachés », qui a servi de support à plusieurs expérimentations et à l'évaluation du modèle proposé. / Embodied Conversational Agents (ECAs) are intelligent software entities with an embodiment used to communicate with users, using natural language. Their purpose is to exhibit the same properties as humans in face-to-face conversation, including the ability to produce and respond to verbal and nonverbal communication. Researchers in the field of ECAs try to create agents that can be more natural, believable and easy to use. Designing an ECA requires understanding that manner, personality, emotion, and appearance are very important issues to be considered. In this thesis, we are interested in increasing believability of ECAs by placing personality at the heart of the human-agent verbal interaction. We propose a model relating personality facets and hidden communication goals that can influence ECA behaviors. Moreover, we apply our model in agents that interact in a puzzle game application. We develop five distinct personality oriented agents using an expressive communication language and a plan-based BDI approach for modeling and managing dialogue according to our proposed model. In summary, we present and test an innovative approach to model mental aspects of ECAs trying to increase their believability and to enhance human-agent affective communication. With this research, we improve the understanding on how ECAs with expressive and affective characteristics can establish and maintain long-term human-agent relationships.