Ce travail de thèse porte sur l'étude des systèmes complexes par une démarche de modélisation et simulation (M&S). La plupart des questionnements sur ces systèmes nécessitent de prendre en compte plusieurs points de vue simultanément. Il faut alors considérer des phénomènes évoluant à des échelles (temporelles et spatiales) et des niveaux de résolutions (de microscopique à macroscopique) différents. De plus, l'expertise nécessaire pour décrire le système vient en général de plusieurs domaines scientifiques. Les défis sont alors de concilier ces points de vues hétérogènes, et d'intégrer l'existant de chaque domaine (formalismes et logiciels de simulation) tout en restant dans le cadre rigoureux de la démarche de M&S. Pour répondre à ces défis, nous mobilisons à la fois des notions de modélisation multi-niveau (intégration de représentations micro/macro), de modélisation hybride (intégration de formalismes discrets/continus), de simulation parallèle, et d'ingénierie logicielle (interopérabilité logiciel, et ingénierie dirigée par les modèles). Nous nous inscrivons dans la continuité des travaux de M&S existants autour de l'approche AA4MM et du formalisme DEVS. Nous étudions en effet dans cette thèse en quoi ces approches sont complémentaires et permettent, une fois combinées dans une démarche d'Ingénierie Dirigée par les Modèles (IDM), de répondre aux défis de la M&S des systèmes complexes. Notre contribution est double. Nous proposons d'une part les spécifications opérationnelles de l'intergiciel de co-simulation MECSYCO permettant de simuler en parallèle un modèle de manière rigoureuse et complètement décentralisée. D'autre part, nous proposons une approche d'IDM permettant de décrire de manière non-ambiguë des modèles, puis de systématiser leur implémentation dans MECSYCO. Nous évaluons les propriétés de notre approche à travers plusieurs preuves de concept portant sur la M&S du trafic autoroutier et sur la résolution numérique d'un système d'équations différentielles.

This book constitutes the revised selected papers from the 15th European Conference on Multi-Agent Systems, EUMAS 2017, and the 5th International Conference on Agreement Technologies, AT 2017, held in Evry, France, in December 2017.The 28 full papers, 3 short papers, and 2 invited papers for EUMAS and the 14 full papers and 2 short papers for AT, presented in this volume were carefully reviewed and selected from a total of 76 submissions. The papers cover thematic areas like agent-based modelling; logic and formal methods; argumentation and rational choice; simulation; games; negotiation, planning, and coalitions; algorithms and frameworks; applications; and philosophical and theoretical studies.

Dans le cadre de la recherche scientifique, nous assistons depuis quelques années à un essor de la multi-modélisation, c’est-à-dire, l’utilisation de la combinaison de différents formalismes pour l’étude des systèmes complexes où l’informatique se présente comme l’un des supports théoriques ou opérationnels pour son développement. La problématique étudiée dans cette thèse découle de ces travaux. Nous étudions, en particulier, le couplage de modèles hétérogènes en utilisant la spécification à événements discrets de B. P. Zeigler, DEVS, Discret EVent System specification. Nos travaux portent principalement sur les ajouts, à ce formalisme, d’outils aussi bien formels qu’opérationnels pour simplifier le couplage ou le développement de modèles. Nous étudions également la construction de plans d’expériences, le paramétrage de modèles et la distribution de simulation. De ces travaux, sont nées des collaborations avec des laboratoires de biologie où la nécessité de la création d’une spécification formelle des Systèmes Multi-Agents, principalement centré individu, est apparue. Nous proposons cette spécification en nous basant sur les travaux de J.C. Soulié et les environnements multiples et R. Duboz pour le comportement des agents. L’ensemble des objets manipulés par les SMA sont définis suivant une approche modulaire où chaque entité est spécialisée dans un domaine. Afin de mettre en œuvre tous les concepts étudiés dans cette thèse, une plate-forme logicielle VLE, Virtual Laboratory Environment, recouvrant tous les aspects de la multi-modélisation a été développée.

This book contains revised and extended selected papers from two workshops: the 10th International Workshop on Agents Applied in Health Care, A2HC 2017, held at the 16th International Conference on Autonomous Agents and Multiagent Systems, AAMAS 2017, held in São Paulo, Brazil, in May 2017, and the International Workshop on Agents and Multi-Agent Systems for AAL and e-Health, A-HEALTH 2017, held at the 15th International Conference on Practical Applications of Agents and Multi-Agent Systems, PAAMS 2017, in Porto, Portugal, in June 2017. The 9 revised full papers were carefully reviewed and selected from 16 submissions. They feature current research topics such as personalised health systems for remote and autonomous tele-assistance, communication and co-operation between distributed intelligent agents to manage patient care, information agents that retrieve medical information from distributed repositories, intelligent and distributed data mining, and multi-agent systems that assist the doctors in the tasks of monitoring, decision support and diagnosis.

La simulation spatiale à base d’agents a connu un essor considérable au sein de la communauté scientifique, mais également auprès de nombreuses disciplines de sciences sociales. Les modèles agents sont tout aussi bien des outils de compréhension, de prospection et de scénarisation, que des médias de l’échange interdisciplinaire. Proposant une approche méthodologique au travers d’un exemple fil rouge inspirée d’une problématique réelle en épidémiologie, cet ouvrage étudie la modélisation à base d'agents des phénomènes spatialisés ainsi que les possibilités d’exploration de modèles agent offertes par la plateforme NetLogo (modèles agrégés, systèmes dynamiques, systèmes multi-acteurs). Guide pédagogique, il s’appuie sur des techniques reconnues de modélisation et de prospection via des méthodes d’exploration et de scénarisation par simulation participative.

La représentation de systèmes complexes en vue de leur contrôle ou de leur simulation nécessite de définir des agents hybrides dotés de capacités substantielles de raisonnement et de représentation du monde dans lequel ils évoluent et de capacités réactives, pour respecter des contraintes temporelles temps réel. Nous proposons un modèle d'agents opérationnel qui possède ces caractéristiques. Ces agents combinent des propriétés cognitives et réactives logées dans des modules asynchrones différents, ce qui repose le problème de la coordination à l'intérieur même de l'agent sans pour autant faire disparaître celui de la coordination entre agents. Pour apporter une solution à ce problème, nous proposons un modèle d'agents dont les capacités cognitives sont fondées sur l'emploi de bases de règles et de métarègles. Leurs facultés réactives sont assurées par des modules asynchrones de communication et de perception. Ce modèle repose sur l'utilisation d'un ATN pour adapter le comportement des modules cognitifs à celui des modules réactifs et pour gérer les interactions entre ces différents modules. Chaque agent gère des graphes de dépendances et d'interférences pour assurer une cohérence et éviter les conflits avec les autres agents. Ce modèle repose sur le concept d'acteurs et nous nous plaçons délibérement dans le cadre de la programmation orientée-objet (smalltalk-80). Cet environnement nous fournit de puissants outils de base sous la forme de divers frameworks. Nos agents sont implémentés à l'aide de la dernière version d'actalk, une plate-forme générique pour implémenter différents modèles d'acteurs. Les bases de règles des modules de raisonnement utilisent neopus, un moteur d'inférence d'ordre 1. La principale caractéristique de neopus est le contrôle déclaratif du raisonnement. Nous utilisons le framework de simulation à événements discrets pour représenter et gérer l'évolution temporelle de nos systèmes multi-agents. Nous utilisons également rpctalk qui implémente la technique RPC, pour distribuer nos systèmes multi-agents sur plusieurs machines. Nous avons étendu ces différentes composantes pour les adapter au modèle d'agents proposé et réaliser la plateforme multi-agents DIMA. Pour valider DIMA, nous avons réalisé trois applications dont deux sont relativement importantes 1) un système de monitorage de la ventilation artificielle des patients en soins intensifs et 2) une modélisation de l'évolution économique et du changement technologique.