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Multi-modélisation & Simulation de Systèmes Complexes : de la théorie à l’application

Jean-Christophe Soulié - manuscrit

lundi 15 octobre 2012 à 14h00

salle B014


Les sciences qui traitent de la réalité, qu’elles soient naturelles, de la société ou de la vie, fonctionnent avec des modèles. Ceux-ci sont construits afin d’essayer de mieux comprendre pour mieux gérer ces systèmes dont la plupart ont des dynamiques complexes. Or, aujourd’hui, les modèles ainsi créés sont de plus en plus compliqués et une expression analytique ne suffit plus pour comprendre leur dynamique. C’est pourquoi l’activité de simulation est, de plus en plus fréquemment, accolée à cette de la modélisation. Ce travail, multi-disciplinaire par essence, a été pendant très longtemps traité par les thématiciens du domaine d’étude (écologue, économiste, agronome, …) utilisant chacun des formalismes variés et différents. Cependant la complexification de cette activité a donné naissance à un champ de recherche qui lui est propre : la théorie de la multi-modélisation et de la simulation. Champ de recherche dont l’informatique est la pierre angulaire et ce situe à l’interface des autres sciences. Dans cette optique, VLE (Virtual Laboratory Environment) propose une implémentation du cadre formel DEVS (Discrete Event Specification) proposé par B. P. Zeigler.

De part son approche hiérarchique et modulaire, utiliser le formalisme DEVS tel quel pose, très rapidement, de gros problèmes de complexité, que ce soit aux informaticiens en terme de programmation ou au thématiciens en terme de compréhension. C’est pourquoi une partie de nos travaux consiste à développer des outils de plus haut niveau, appelés « extensions » afin de masquer cette complexité. Dans ce document, nous allons présenter des extensions pour les systèmes multi-agents, les équations aux différences et les équations différentielles spatialisées.

Enfin, la plate-forme VLE est un environnement de modélisation et de simulations de systèmes temporels. A ce titre, les systèmes naturels spatialisés, anthropisés ou non, sont des applications particulièrement privilégiées pour nous. Dans ce cadre applicatif, nous proposons des exemples de modèles qui implémentent, tout ou en partie, les extensions DEVS proposées. Enfin, ces applications se placent à différentes échelles et résolutions spatiales : le territoire et son exploitation pour le modèle Dynfish, l’écologie pure pour le modèle Muffins et les processus internes d’une plante pour le modèle Ecomeristem.