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Flowering date is a trait of main interest in perennial fruit species including sweet cherry (Prunus avium L.). It is highly dependent on the environment and has a major impact on fruit formation: as already observed, a poor synchronization between flowering date and the environmental conditions can lead to significant economic losses. Understanding the genetic determinism of the flowering date is therefore essential to optimize selection strategies and create new varieties better adapted to future climatic conditions.The first objective of this thesis is to study the genotype-by-environment (G × E) and QTL-by-environment (QTL × E) interactions. To do this, an intra-specific population called 'Regina' × 'Lapins' (n = 122) was planted in five locations with contrasting climates distributed in four European countries. It was thus possible to identify two major QTLs. The first one, located on linkage group 4, is found in all environments except the site located in Murcia (Spain), characterized by the highest temperatures. In the latter environment, the major QTL is localized on linkage group 1. Highly significant G×E and QTL×E interactions were assessed using different statistical models.The second objective of this thesis is to fine-map the QTL on linkage group 4 using a second population, 'Regina' x 'Garnet' (n = 1386). This QTL, very stable across years, explains the most important part of the phenotypic variation in this plant material. This QTL was detected in a 68-kb interval, containing twelve candidate genes that were functionally characterized using the new cherry genome sequence of the cultivar 'Regina'. In addition, their expression was studied in 'Regina' and 'Garnet' cultivars during the period from dormancy to flowering, leading to the identification of a few promising candidates. Also, two KASP markers have been developed and validated on different genetic backgrounds and can be used in marker-assisted selection (MAS) for flowering date.In the long term, these results should help breeders to create new varieties that are well adapted to their planting site and to ensure the production of sweet cherries in geographical areas covering a wide range of climates., La date de floraison est un caractère d’intérêt majeur chez les espèces pérennes fruitières dont le cerisier (Prunus avium L.). Elle est très dépendante de l’environnement et a un impact majeur sur la formation des fruits : comme déjà observé, une mauvaise adéquation entre la date de floraison et les conditions environnementales peut entrainer d’importantes pertes économiques. La compréhension du déterminisme génétique de la date de floraison est donc primordiale pour optimiser les stratégies de sélection et créer de nouvelles variétés mieux adaptées aux conditions climatiques futures.Le premier objectif de cette thèse est d’étudier les interactions génotype x environnement (G × E) et QTL x environnement (QTL × E). Pour ce faire, une population intra-spécifique ‘Regina’ × ‘Lapins’ (n = 122) a été implantée dans cinq sites aux climats contrastés répartis dans quatre pays d’Europe. Il a ainsi été possible d’identifier deux QTL majeurs. Le premier, localisé sur le groupe de liaison 4, est trouvé dans tous les environnements sauf celui caractérisé par les températures les plus élevées (Murcie, en Espagne). Dans ce dernier environnement, le QTL majeur est localisé sur le groupe de liaison 1. Des interactions G × E et QTL × E fortement significatives ont été évaluées au moyen de différents modèles statistiques.Le second objectif de cette thèse est de cartographier finement le QTL du groupe de liaison 4 en utilisant une seconde population, ‘Regina’ x ‘Garnet’ (n = 1386). Ce QTL très stable, détecté durant toutes les années étudiées, explique la part la plus importante de la variance phénotypique dans ce matériel végétal. Ce QTL a pu être localisé dans un intervalle de 68kb, contenant douze gènes candidats caractérisés fonctionnellement en utilisant la nouvelle séquence du génome du cerisier issue du cultivar ‘Regina’. De plus, leur expression a été étudiée chez les cultivars ‘Regina’ et ‘Garnet’ au cours de la période allant de l’entrée en dormance jusqu’à la floraison, permettant d’identifier quelques candidats prometteurs. Aussi, deux marqueurs de type KASP ont été développés et validés sur différents fonds génétiques, et pourront être utilisés en sélection assistée par marqueurs (SAM) pour la date de floraison.A terme, l’ensemble de ces résultats devrait contribuer à accroître l’efficacité des programmes de sélection afin de créer de nouvelles variétés bien adaptées à leur site de plantation et d’assurer la production de cerises dans des zones géographiques couvrant une large gamme de climats.

International audience; Les systèmes domotiques sont décentralisés et permettent idéalement des interactions riches et flexibles (dispositifs techniques et utilisateurs). Dans ce cadre, nous nous intéressons à la manière de coordonner à un ensemble varié de (i) dispositifs (inputs, outputs) (ii) utilisateurs (préférences d'interaction), et (iii) tâches soutenues par le système interactif. En étudiant la littérature scientifique, les systèmes multi-agents ont été proposés pour coordonner l'interaction objets-utilisateurs. Peu de systèmes explicitent la coordination de la tâche réalisée entre l'utilisateur et le système informatique. L'architecture multi-agent COrAH, reprend les modèles OrA et JaCaMo pour la collaboration (multiutilisateur, accessibilité, objets autonomes).

National audience; Parmi les méthodes de modélisation/simulation, les systèmes multi-agents présentent un intérêt particulier pour simuler les systèmes complexes. Lorsque la taille des modèles croît, le recours aux systèmes multi-agents parallèles est nécessaire mais pose de nombreux problèmes. Dans cet article, nous nous intéressons à l'impact de la synchronisation sur la définition des modèles et leur exécution. Nous mettons en évidence des problématiques de synchronisation à travers des instances de modèles puis nous analysons expérimentalement l'impact des politiques de synchronisation sur des exécutions de grande taille.

International audience

Multi-Agent Based Simulations (MABS) represents a relevant solution for the engineering and the study of complex systems in numerous domains (artificial life, biology, economy, etc.). However, MABS sometimes require a lot of computational resources, which is a major constraint that restricts the possibilities of study for the considered models (scalability, real-time interaction, etc.).Among the available technologies for HPC (High Performance Computing), the GPGPU (General-Purpose computing on Graphics Processing Units) proposes to use the massively parallel architectures of graphics cards as computing accelerator. However, while many areas benefit from GPGPU performances (meteorology, molecular dynamics, finance, etc.). Multi-Agent Systems (MAS) and especially MABS hardly enjoy the benefits of this technology: GPGPU is very little used and only few works are interested in it. In fact, the GPGPU comes along with a very specific development context which requires a deep and not trivial transformation process for multi-agents models. So, despite the existence of works that demonstrate the interest of GPGPU, this difficulty explains the low popularity of GPGPU in the MAS community.In this thesis, we show that among the works which aim to ease the use of GPGPU in an agent context, most of them do it through a transparent use of this technology. However, this approach requires to abstract some parts of the models, what greatly limits the scope of the proposed solutions. To handle this issue, and in contrast to existing solutions, we propose to use a nhybrid approach (the execution of the simulation is shared between both the processor and graphics card) that focuses on accessibility and reusability through a modeling process that allows to use directly GPU programming while simplifying its use. More specifically, this approach is based on a design principle, called GPU delegation of agent perceptions, consists in making a clear separation between the agent behaviors, managed by the processor, and environmental dynamics, handled by the graphics card. So, one major idea underlying this principle is to identify agent computations which can be transformed in new structures (e.g. in the environment) in order to distribute the complexity of the code and modulate its implementation. The study of this principle and the different experiments conducted show the advantages of this approach from both a conceptual and performances point of view. Therefore, we propose to generalize this approach and define a comprehensive methodology relying on GPU delegation specifically adapted to the use of massively parallel architectures for MABS.; La simulation multi-agent représente une solution pertinente pour l’ingénierie et l’étude des systèmes complexes dans de nombreux domaines (vie artificielle, biologie, économie, etc.). Cependant, elle requiert parfois énormément de ressources de calcul, ce qui représente un verrou technologique majeur qui restreint les possibilités d'étude des modèles envisagés (passage à l’échelle, expressivité des modèles proposés, interaction temps réel, etc.).Parmi les technologies disponibles pour faire du calcul intensif (High Performance Computing, HPC), le GPGPU (General-Purpose computing on Graphics Processing Units) consiste à utiliser les architectures massivement parallèles des cartes graphiques (GPU) comme accélérateur de calcul. Cependant, alors que de nombreux domaines bénéficient des performances du GPGPU (météorologie, calculs d’aérodynamique, modélisation moléculaire, finance, etc.), celui-ci est peu utilisé dans le cadre de la simulation multi-agent. En fait, le GPGPU s'accompagne d’un contexte de développement très spécifique qui nécessite une transformation profonde et non triviale des modèles multi-agents. Ainsi, malgré l'existence de travaux pionniers qui démontrent l'intérêt du GPGPU, cette difficulté explique le faible engouement de la communauté multi-agent pour le GPGPU.Dans cette thèse, nous montrons que, parmi les travaux qui visent à faciliter l'usage du GPGPU dans un contexte agent, la plupart le font au travers d’une utilisation transparente de cette technologie. Cependant, cette approche nécessite d’abstraire un certain nombre de parties du modèle, ce qui limite fortement le champ d’application des solutions proposées. Pour pallier ce problème, et au contraire des solutions existantes, nous proposons d'utiliser une approche hybride (l'exécution de la simulation est partagée entre le processeur et la carte graphique) qui met l'accent sur l'accessibilité et la réutilisabilité grâce à une modélisation qui permet une utilisation directe et facilitée de la programmation GPU. Plus précisément, cette approche se base sur un principe de conception, appelé délégation GPU des perceptions agents, qui consiste à réifier une partie des calculs effectués dans le comportement des agents dans de nouvelles structures (e.g. dans l’environnement). Ceci afin de répartir la complexité du code et de modulariser son implémentation. L'étude de ce principe ainsi que les différentes expérimentations réalisées montre l'intérêt de cette approche tant du point de vue conceptuel que du point de vue des performances. C'est pourquoi nous proposons de généraliser cette approche sous la forme d'une méthodologie de modélisation et d'implémentation de simulations multi-agents spécifiquement adaptée à l'utilisation des architectures massivement parallèles.

Multi-Agent Based Simulations (MABS) represents a relevant solution for the engineering and the study of complex systems in numerous domains (artificial life, biology, economy, etc.). However, MABS sometimes require a lot of computational resources, which is a major constraint that restricts the possibilities of study for the considered models (scalability, real-time interaction, etc.).Among the available technologies for HPC (High Performance Computing), the GPGPU (General-Purpose computing on Graphics Processing Units) proposes to use the massively parallel architectures of graphics cards as computing accelerator. However, while many areas benefit from GPGPU performances (meteorology, molecular dynamics, finance, etc.). Multi-Agent Systems (MAS) and especially MABS hardly enjoy the benefits of this technology: GPGPU is very little used and only few works are interested in it. In fact, the GPGPU comes along with a very specific development context which requires a deep and not trivial transformation process for multi-agents models. So, despite the existence of works that demonstrate the interest of GPGPU, this difficulty explains the low popularity of GPGPU in the MAS community.In this thesis, we show that among the works which aim to ease the use of GPGPU in an agent context, most of them do it through a transparent use of this technology. However, this approach requires to abstract some parts of the models, what greatly limits the scope of the proposed solutions. To handle this issue, and in contrast to existing solutions, we propose to use a nhybrid approach (the execution of the simulation is shared between both the processor and graphics card) that focuses on accessibility and reusability through a modeling process that allows to use directly GPU programming while simplifying its use. More specifically, this approach is based on a design principle, called GPU delegation of agent perceptions, consists in making a clear separation between the agent behaviors, managed by the processor, and environmental dynamics, handled by the graphics card. So, one major idea underlying this principle is to identify agent computations which can be transformed in new structures (e.g. in the environment) in order to distribute the complexity of the code and modulate its implementation. The study of this principle and the different experiments conducted show the advantages of this approach from both a conceptual and performances point of view. Therefore, we propose to generalize this approach and define a comprehensive methodology relying on GPU delegation specifically adapted to the use of massively parallel architectures for MABS.; La simulation multi-agent représente une solution pertinente pour l’ingénierie et l’étude des systèmes complexes dans de nombreux domaines (vie artificielle, biologie, économie, etc.). Cependant, elle requiert parfois énormément de ressources de calcul, ce qui représente un verrou technologique majeur qui restreint les possibilités d'étude des modèles envisagés (passage à l’échelle, expressivité des modèles proposés, interaction temps réel, etc.).Parmi les technologies disponibles pour faire du calcul intensif (High Performance Computing, HPC), le GPGPU (General-Purpose computing on Graphics Processing Units) consiste à utiliser les architectures massivement parallèles des cartes graphiques (GPU) comme accélérateur de calcul. Cependant, alors que de nombreux domaines bénéficient des performances du GPGPU (météorologie, calculs d’aérodynamique, modélisation moléculaire, finance, etc.), celui-ci est peu utilisé dans le cadre de la simulation multi-agent. En fait, le GPGPU s'accompagne d’un contexte de développement très spécifique qui nécessite une transformation profonde et non triviale des modèles multi-agents. Ainsi, malgré l'existence de travaux pionniers qui démontrent l'intérêt du GPGPU, cette difficulté explique le faible engouement de la communauté multi-agent pour le GPGPU.Dans cette thèse, nous montrons que, parmi les travaux qui visent à faciliter l'usage du GPGPU dans un contexte agent, la plupart le font au travers d’une utilisation transparente de cette technologie. Cependant, cette approche nécessite d’abstraire un certain nombre de parties du modèle, ce qui limite fortement le champ d’application des solutions proposées. Pour pallier ce problème, et au contraire des solutions existantes, nous proposons d'utiliser une approche hybride (l'exécution de la simulation est partagée entre le processeur et la carte graphique) qui met l'accent sur l'accessibilité et la réutilisabilité grâce à une modélisation qui permet une utilisation directe et facilitée de la programmation GPU. Plus précisément, cette approche se base sur un principe de conception, appelé délégation GPU des perceptions agents, qui consiste à réifier une partie des calculs effectués dans le comportement des agents dans de nouvelles structures (e.g. dans l’environnement). Ceci afin de répartir la complexité du code et de modulariser son implémentation. L'étude de ce principe ainsi que les différentes expérimentations réalisées montre l'intérêt de cette approche tant du point de vue conceptuel que du point de vue des performances. C'est pourquoi nous proposons de généraliser cette approche sous la forme d'une méthodologie de modélisation et d'implémentation de simulations multi-agents spécifiquement adaptée à l'utilisation des architectures massivement parallèles.

La théorie classique des graphes utilisée pour décrire les réseaux considère les carrefours de manière homogène. Or l’hétérogénéité de l’espace implique une forte variabilité des conditions de circulation et donc des émissions polluantes. La transformation algorithmique d'un graphe quelconque en graphe cellulaire est rendue possible par l’intermédiaire de la théorie des graphes. Une description fine d’un réseau urbain enrichit la description des réseaux en localisant précisément des aménagements comme un dos d’âne et permet de définir avec exactitude le plan de circulation. La création d’un Système Multi-Agents simulant les déplacements des véhicules sur le graphe en fonction de règles permet d’évaluer non seulement les contraintes imposées par le réseau mais aussi celles imposées par le trafic. L’association des graphes cellulaires et des SMA offre l’opportunité de localiser très précisément les émissions sur le réseau et de mesurer les impacts de certains aménagements sur ces dernières. In classical graph theory, the description of networks considers the nodes in a homogeneous way. However, the heterogeneity of space implies a significant variability of the conditions of circulation and thus of the emissions. The algorithmic transformation of an unspecified graph into a cellular graph is possible by the theory of graphs. Describing in detail an urban network enhances the way networks are described by identifying the location of installations like speed humps and by defining the traffic plan with greater precision. The creation of a Multi Agent System that can graphically simulate vehicle trips following specific rules allows an evaluation of the constraints imposed by the network and by the traffic. The linkage between cellular graphs and MAS makes it possible to precisely locate the emissions on the network and to assess the impacts of different installations on them.

This habilitation thesis synthesizes research works which are mainly related to the field of Multi-Agent Based Simulation (MABS). MABS is a general framework for modeling and experimenting with systems in which the dynamics emerges from local interactions among individuals (autonomous agents). Examples of use range from the study of natural systems (e.g. ant colonies, crowds or traffic jams) to the engineering of artificial ones (e.g., collective robotics, distributed artificial intelligence-based softwares). To this end, MABS modeling represents the behavior of individuals, their environment and interactions, so that global dynamics can be computed and studied from the bottom up. In this context, we have been investigating research on the theory and practice of MABS from two different perspectives : (1) the design of generic abstractions dedicated to the modeling of multi-agent dynamics (e.g., the IRM4S model) and (2) the engineering of MABS (MaDKit and TurtleKit platforms). Besides, we have been experimenting with MABS in different application domains such as image processing, video games, and collective robotics. Contrary to approaches that put the emphasis on the agent behaviors, all these works have been done by considering the environment of the agents as a first order abstraction. In this thesis, we first reflect upon the research we have conducted according to this perspective. Next, we show how we actually use this perspective to propose an original approach for using General-Purpose processing on Graphics Processing Units (GPGPU) within MABS, and then present the research perspectives related to our positioning.; Les travaux de recherche synthétisés dans ce mémoire s’inscrivent principalement dans le domaine de la modélisation et de la simulation de systèmes multi-agents (SMA). La simulation multi-agents met en œuvre des modèles où les individus, leur environnement et leurs interactions sont directement représentés. Dans ces modèles, chaque individu –agent autonome– possède son propre comportement et produit ses actions en fonction d’une perception locale de son environnement. Ainsi, la simulation multi-agents est utilisée pour étudier des systèmes naturels comme les colonies de fourmis, les dynamiques de foules ou le trafic urbain, mais aussi pour concevoir des systèmes artificiels, par exemple dans le cadre de la robotique collective ou le développement de logiciels basés sur de l’intelligence artificielle distribuée. Dans ce cadre, nos recherches ont porté sur des problématiques liées à la modélisation de simulations multi-agents, avec la proposition de modèles formels et conceptuels (e.g. le modèle IRM4S) et d’outils logiciels génériques (plates-formes MaDKit et TurtleKit), et sur leur utilisation dans divers domaines tels que le jeu vidéo, le traitement numérique de l’image ou la robotique collective. Contrairement aux approches centrées sur la conception des comportements individuels, dans ces travaux l’environnement des agents est considéré comme une abstraction de premier ordre. Dans ce mémoire, nous dressons tout d’abord un bilan de nos recherches en argumentant l’intérêt d’une telle démarche pour les modèles multi-agents. Nous montrons ensuite comment celle-ci nous a récemment permis de proposer une approche originale dans le cadre de l’utilisation du calcul haute performance sur carte graphique (GPGPU) pour la simulation de SMA, avant de présenter les perspectives de recherche associées à notre positionnement.

This habilitation thesis synthesizes research works which are mainly related to the field of Multi-Agent Based Simulation (MABS). MABS is a general framework for modeling and experimenting with systems in which the dynamics emerges from local interactions among individuals (autonomous agents). Examples of use range from the study of natural systems (e.g. ant colonies, crowds or traffic jams) to the engineering of artificial ones (e.g., collective robotics, distributed artificial intelligence-based softwares). To this end, MABS modeling represents the behavior of individuals, their environment and interactions, so that global dynamics can be computed and studied from the bottom up. In this context, we have been investigating research on the theory and practice of MABS from two different perspectives : (1) the design of generic abstractions dedicated to the modeling of multi-agent dynamics (e.g., the IRM4S model) and (2) the engineering of MABS (MaDKit and TurtleKit platforms). Besides, we have been experimenting with MABS in different application domains such as image processing, video games, and collective robotics. Contrary to approaches that put the emphasis on the agent behaviors, all these works have been done by considering the environment of the agents as a first order abstraction. In this thesis, we first reflect upon the research we have conducted according to this perspective. Next, we show how we actually use this perspective to propose an original approach for using General-Purpose processing on Graphics Processing Units (GPGPU) within MABS, and then present the research perspectives related to our positioning., Les travaux de recherche synthétisés dans ce mémoire s’inscrivent principalement dans le domaine de la modélisation et de la simulation de systèmes multi-agents (SMA). La simulation multi-agents met en œuvre des modèles où les individus, leur environnement et leurs interactions sont directement représentés. Dans ces modèles, chaque individu –agent autonome– possède son propre comportement et produit ses actions en fonction d’une perception locale de son environnement. Ainsi, la simulation multi-agents est utilisée pour étudier des systèmes naturels comme les colonies de fourmis, les dynamiques de foules ou le trafic urbain, mais aussi pour concevoir des systèmes artificiels, par exemple dans le cadre de la robotique collective ou le développement de logiciels basés sur de l’intelligence artificielle distribuée. Dans ce cadre, nos recherches ont porté sur des problématiques liées à la modélisation de simulations multi-agents, avec la proposition de modèles formels et conceptuels (e.g. le modèle IRM4S) et d’outils logiciels génériques (plates-formes MaDKit et TurtleKit), et sur leur utilisation dans divers domaines tels que le jeu vidéo, le traitement numérique de l’image ou la robotique collective. Contrairement aux approches centrées sur la conception des comportements individuels, dans ces travaux l’environnement des agents est considéré comme une abstraction de premier ordre. Dans ce mémoire, nous dressons tout d’abord un bilan de nos recherches en argumentant l’intérêt d’une telle démarche pour les modèles multi-agents. Nous montrons ensuite comment celle-ci nous a récemment permis de proposer une approche originale dans le cadre de l’utilisation du calcul haute performance sur carte graphique (GPGPU) pour la simulation de SMA, avant de présenter les perspectives de recherche associées à notre positionnement.

Design and Experimental Implementation of DTC of an Induction Machine Based on artificial intelligence Control on FPGA, Implémentation sur FPGA de la Commande directe de couple d’un moteur asynchrone à base de techniques intelligentes

Design and Experimental Implementation of DTC of an Induction Machine Based on artificial intelligence Control on FPGA, Implémentation sur FPGA de la Commande directe de couple d’un moteur asynchrone à base de techniques intelligentes

Multi-Agents systems (MAS) propose an original approach to design intelligent and cooperative systems. They are characterized by the distribution of the overall system control and the presence of autonomous agents operating in a shared and dynamic environment. In addition, there are many interdependencies between: agents' goals, their abilities and used resources. So, in order to avoid possible conflicts, promote synergy of agents activities and share resources of the common environment, it is important that the agents coordinate their actions. We are interested, in the context of this thesis, in the deployment of multi-agents systems on Peer-to-Peer (P2P) networks in order to establish communication between these agents. However, because of the dynamic nature of P2P systems where each peer may appear and disappear at any time, new problems arise concerning the coordination of agents. Thus, coordination mechanisms adapted to the specific context of P2P are required. For that, we have proposed a group formation method to solve these problems. Then, we were interested in the usage of multi-agents systems with P2P architecture in the field of collaborative e-learning. In such applications, each learner contributes in the learning process of the group, and in return, the group contributes in the learning process of its members. The consistency of the whole group allows to achieve the goal. However, collaborative e-learning implies new roles for teachers as well as for learners. It is therefore essential to define these roles in order to identify the users needs and integrate, in the platform, the functionalities that allows us to satisfy such needs. Indeed, it is essential to provide teachers and learners with the opportunity to obtain information about the progress of their learning processes as well as the level of collaboration and sociability of each learner in the group. Finally, we have proposed, as an application of our work, a system called COLYPAN (COllaborative Learning sYstem for Project management) designed for the collaborative e-Learning project management., Les Systèmes multi-agents ou SMA proposent une approche originale de conception de systèmes intelligents et coopératifs. Ils se caractérisent par la distribution du contrôle global du système et par la présence d'agents autonomes évoluant dans un environnement partagé et dynamique. De plus, il existe plusieurs interdépendances entre les buts des agents, leurs capacités et les ressources qu'ils utilisent, donc afin d'éviter d'éventuels conflits, de favoriser la synergie des activités des agents et de partager les ressources de l’environnement commun, il est important que les agents coordonnent leurs actions. Nous nous sommes intéressés, dans le cadre de cette thèse, au déploiement des systèmes multi-agents sur une architecture pair à pair (Peer-to-Peer ou P2P) et ceci dans le but d’établir la communication entre ces agents et les relier entre eux. Cependant, du fait de la nature dynamique des systèmes P2P où chaque pair peut apparaître et disparaître à tout moment, des nouveaux problèmes se posent pour la coordination d’agents nécessitant des mécanismes de coordination adaptés au contexte spécifique des P2P. Pour cela, nous avons proposé une méthode de formation de groupe comme solution à ces problèmes. Nous nous sommes intéressés ensuite à l’application des systèmes multi-agents à architecture P2P au domaine d’apprentissage collaboratif en ligne où des apprenants contribuent aux apprentissages du groupe, et en retour, le groupe contribue à ceux des apprenants et c’est la cohérence du collectif qui permet d’atteindre l’objectif. Cependant, l’apprentissage collaboratif à distance implique des nouveaux rôles pour l’enseignant ainsi que pour les apprenants. Il est donc essentiel de définir ces rôles pour identifier les besoins qui en découlent pour pouvoir intégrer à l’outil informatique des fonctionnalités afin de satisfaire ces besoins. En effet, il est essentiel de fournir aux enseignants et apprenants la possibilité d’avoir des informations sur la progression de leur apprentissage ainsi que sur les niveaux de collaboration et de sociabilité de chaque apprenant et du groupe. Enfin, nous avons proposé, comme application de nos travaux, un système appelé COLYPAN (COllaborative Learning sYstem for Project mANagment) conçu pour l’apprentissage à distance et de façon collaborative de la gestion des projets.

International audience

International audience

The aim of this work is to deploy a segmentation system of magnetic resonance images (MRI) on a visualization platform "BrainVISA". The segmentation concern the classification of the brain into three regions : white matter, grey matter and cerebro-spinal fluid. There are several image segmentation algorithms ; each one with its advantages and its operational limits. In this work, we use two types of algorithms : The FCM (Fuzzy C-Mean) algorithm which uses the whole image and permits to manage imprecision and incertitude, and the region growing algorithm which takes account pixels neighbourhoods. The aim is to exploit the advantages of each method. The two segmentation methods are used in a cooperative way. The region growing predicate is adapted to our images in order to improve the segmented image quality. The implementation is then based on a multi-agents system (MAS) that allows to use efficiently the region growing algorithm. The segmentation is carried out on real images.; L'objectif de ce travail est le déploiement d'un système de segmentation d'images de résonance magnétiques (IRM) sur la plateforme de visualisation "BrainVISA". La segmentation vise à classifier le cerveau en trois régions : la matière blanche, la matière grise et le liquide céphalo-rachidien. Il existe plusieurs algorithmes de segmentation d'images, chacun possédant ses avantages et ses limites d'utilisation. Dans ce travail, nous utilisons deux types d'algorithmes : la FCM (Fuzzy C-Mean) qui étudie l'image dans sa globalité et permet de modéliser l'incertitude et l'imprécision et, la croissance de régions qui tient compte des relations de voisinage entre pixels ; le but étant de tirer partie des avantages de chacun. Les deux méthodes de segmentation sont utilisées de manière coopérative. Les prédicats de la croissance de régions sont adaptés à nos images afin d'améliorer la qualité de l'image segmentée. Une implémentation est alors mise en oeuvre autour d'un système multi-agents (SMA), qui permet d'utiliser l'algorithme de croissance de régions de manière plus efficace. La segmentation est réalisée sur des images réelles.

Agent Modeling Language (AML) is a semiformal visual modeling language for specifying, modeling and documenting systems in terms of concepts drawn from Multi Agent Modeling (MAS) theory. Supply chain management (SCM) is the management of network of interconnected business which spans all movements of services and goods from the point of origin to the point of consumption. In SCM, Trust modeling is an important and crucial aspect from the perspective of sustainability of the supply chain and efficient performance in business. In the supply chain, the more we trust, the more we exchange information on demand and on forecast of the last customer so as with the level of stock and on the forecast of the suppliers. In this work, we attempted to model the Trust in SCM using AML and proposed a MAS SCM model of trust in supply chain management. The proposed model is implemented using JADE and the simulation results demonstrated the impact of trust in supply chain along with the evolution of trust.

A supply chain management (SCM) is the management of network having interconnected business nodes which spans all movements of services and goods from the point of origin to the point of consumption through chaining the services within the network. In the context of SCM within PLM, Trust modeling is an important and crucial aspect from the perspective of sustainability of the supply chain and to gain efficient performance in management of product life cycle. In the supply chain, the more we trust, the more we exchange information on demand and on forecast of the last customer so as with the level of stock and on the forecast of the suppliers. In this work, we attempted to model the Trust in SCM for using Agent Modeling Language (AML) and proposed a Multi Agent System (MAS) SCM model of trust in supply chain management for PLM. The proposed model is implemented using Java Agent Development Environment (JADE) and the simulation results demonstrated the impact of trust in supply chain along with the evolution of trust.

The sociology of the organised action (Crozier, Friedberg) is widely used to make diagnostics of organisational context when some structural difficulties are encountered. However, the results of a SOA analysis is essentially informal, no comparisons or generalisation are possible. This work present a formalisation of this theory as: - a meta-model of social organisations, - techniques for an analytic study of an organisation, - simulation, using a model of the actors' bounded rationality, to compute how the actors' behaviours could be regularised.; Bien souvent utilisée comme outils d'intégration et d'échange entre les différentes parties de projets scientifiques interdisciplinaires, la simulation numérique est en plein essor dans les sciences sociales, et notamment la simulation multi-agents. En effet, la capacité de calcul de plus en plus puissante des ordinateurs et les méthodes de recherche individu-centrées en sciences sociales (micro-économie ou individualisme méthodologique, pour ne citée que celles-ci) ont suscité un intérêt croissant pour la représentation logicielle de processus interagissant les un avec les autres dans le cadre d'un phénomène qualifié de complexe. Notre thèse se positionne ainsi dans ce contexte, plus particulièrement au niveau des relations causales entre des comportements microscopiques en interaction et un phénomène macroscopique émergeant. Notre travail de recherche s'inscrit dans un projet mené en collaboration avec des sociologues qui vise à rendre compte de phénomènes organisationnels. Plutôt que de s'emparer de cas empiriques et de produire des modèles ad'hoc, nous proposons une démarche innovante consistant à formaliser une théorie sociologique : la Sociologie de l'Action Organisée (SAO) de M. Crozier et E. Friedberg. L'intérêt d'une telle modélisation est de disposer d'un méta-modèle sociologiquement fondé permettant de modéliser de façon formelle différentes organisations relevant de son champ d'expertise. Nous proposons de mettre en œuvre cette formalisation via un laboratoire virtuel, SocLab, permettant d'éditer le modèle d'une organisation puis de mener des expériences et tester nos hypothèses. Du méta-modèle de la SAO à l'outil d'expérimentation SocLab, notre thèse propose une démarche méthodologique pour l'analyse organisationnelle assistée par l'expérimentation virtuelle. Dans la perspective d'analyser la causalité émergente des processus organisationnels, nous avons défini une série d'indicateurs numériques qui servent de base aux interprétations indispensables à la vérification et la validation d'un modèle. Ces indicateurs permettent de caractériser acteurs, relations, et transactions dans les termes de la SAO et de comparer différents modèles, d'une même organisation ou d'organisations différentes. Nous présentons ensuite un modèle d'agent adaptatif à base de règles qui rend compte du comportement stratégique des acteurs dont la rationalité est orientée vers la coopération tel que le postule la SAO. Nous présentons par ailleurs une méthodologie de validation des modèles de rationalité. Enfin nous illustrons notre démarche avec un cas d'étude issu du corpus SAO, que nous modélisons, soumettons à diverses hypothèses, que nous interprétons et (in)validons par la simulation. Outre la démarche de formalisation de la SAO et le développement du laboratoire virtuel SocLab, la thèse présente de nombreuses originalités que ce soit au niveau des concepts développés autour de l'échange et de la coopération, au niveau du modèle d'agent stratégique-coopératif, ou au niveau des outils d'analyse produits ou mis en œuvre. L'intérêt principal réside dans le développement d'une démarche rigoureuse couvrant de nombreux aspects de l'utilisation de l'expérimentation virtuelle en sociologie qui devrait permettre au chercheur, à l'étudiant comme aux consultants en organisation de produire des raisonnements solides sur le /phénomène organisation/.

The sociology of the organised action (Crozier, Friedberg) is widely used to make diagnostics of organisational context when some structural difficulties are encountered. However, the results of a SOA analysis is essentially informal, no comparisons or generalisation are possible. This work present a formalisation of this theory as: - a meta-model of social organisations, - techniques for an analytic study of an organisation, - simulation, using a model of the actors' bounded rationality, to compute how the actors' behaviours could be regularised.; Bien souvent utilisée comme outils d'intégration et d'échange entre les différentes parties de projets scientifiques interdisciplinaires, la simulation numérique est en plein essor dans les sciences sociales, et notamment la simulation multi-agents. En effet, la capacité de calcul de plus en plus puissante des ordinateurs et les méthodes de recherche individu-centrées en sciences sociales (micro-économie ou individualisme méthodologique, pour ne citée que celles-ci) ont suscité un intérêt croissant pour la représentation logicielle de processus interagissant les un avec les autres dans le cadre d'un phénomène qualifié de complexe. Notre thèse se positionne ainsi dans ce contexte, plus particulièrement au niveau des relations causales entre des comportements microscopiques en interaction et un phénomène macroscopique émergeant. Notre travail de recherche s'inscrit dans un projet mené en collaboration avec des sociologues qui vise à rendre compte de phénomènes organisationnels. Plutôt que de s'emparer de cas empiriques et de produire des modèles ad'hoc, nous proposons une démarche innovante consistant à formaliser une théorie sociologique : la Sociologie de l'Action Organisée (SAO) de M. Crozier et E. Friedberg. L'intérêt d'une telle modélisation est de disposer d'un méta-modèle sociologiquement fondé permettant de modéliser de façon formelle différentes organisations relevant de son champ d'expertise. Nous proposons de mettre en œuvre cette formalisation via un laboratoire virtuel, SocLab, permettant d'éditer le modèle d'une organisation puis de mener des expériences et tester nos hypothèses. Du méta-modèle de la SAO à l'outil d'expérimentation SocLab, notre thèse propose une démarche méthodologique pour l'analyse organisationnelle assistée par l'expérimentation virtuelle. Dans la perspective d'analyser la causalité émergente des processus organisationnels, nous avons défini une série d'indicateurs numériques qui servent de base aux interprétations indispensables à la vérification et la validation d'un modèle. Ces indicateurs permettent de caractériser acteurs, relations, et transactions dans les termes de la SAO et de comparer différents modèles, d'une même organisation ou d'organisations différentes. Nous présentons ensuite un modèle d'agent adaptatif à base de règles qui rend compte du comportement stratégique des acteurs dont la rationalité est orientée vers la coopération tel que le postule la SAO. Nous présentons par ailleurs une méthodologie de validation des modèles de rationalité. Enfin nous illustrons notre démarche avec un cas d'étude issu du corpus SAO, que nous modélisons, soumettons à diverses hypothèses, que nous interprétons et (in)validons par la simulation. Outre la démarche de formalisation de la SAO et le développement du laboratoire virtuel SocLab, la thèse présente de nombreuses originalités que ce soit au niveau des concepts développés autour de l'échange et de la coopération, au niveau du modèle d'agent stratégique-coopératif, ou au niveau des outils d'analyse produits ou mis en œuvre. L'intérêt principal réside dans le développement d'une démarche rigoureuse couvrant de nombreux aspects de l'utilisation de l'expérimentation virtuelle en sociologie qui devrait permettre au chercheur, à l'étudiant comme aux consultants en organisation de produire des raisonnements solides sur le /phénomène organisation/.

This thesis focuses on modelling of the inner membrane and mitochondrial enzyme complexes of the respiratory chain embedded in the phospholipid bilayer. An alternative to the techniques of molecular mechanics representing biological objects at the atomic level models are grains of atoms, “coarse grained” models, allowing to study biological phenomena at time scales of the tenth of a microsecond and space of the order of a tenth of a micron, which corresponds to values of phenomena such as formation of membrane folds. The proposed model consists in modelling the phospholipids in the form of rigid rectilinear trimers with a implicit solvent. This coarse-grained model gives rise to an agent oriented design implemented as a Multi-Agent System (MAS) called MitoMAS. Several simulations with MitoMAS hold that the phospholipids hydrophobicity can be modeled with an implicit solvent as evidenced by the appearance of micelles from an initial random mixture. A intermolecular potential cutoff of 1nm is proving to be a good compromise between realism and effectiveness of simulations. Under certain constraints of lateral pressure, the bilayer folds are similar to those of the inner membrane. Simulations of heterogeneous systems exhibit the emergence of phospholipid rafts and those of mixed systems phospholipids / proteins confining intramembrane complexes in small folds. Prospects are numerous. Besides the exploration "in silico" of new potentials and their parameters, we can consider mixed models such coarse-grained / mesh surfaces to study the interactome of a cell., Cette thèse porte sur la modélisation de la membrane interne mitochondriale et des complexes enzymatiques de la chaîne respiratoire imbriqués dans cette bicouche phospholipidique. Une alternative aux techniques de la mécanique moléculaire qui représentent les objets biologiques au niveau atomique sont les modèles à grains d'atomes, ou modèles « gros grains », qui offrent la possibilité d'étudier les phénomènes biologiques à des échelles de temps de l'ordre du dixième de microseconde et d'espace de l'ordre du dixième de micromètre, ce qui correspond à des valeurs beaucoup plus proches de celles nécessaires pour l'étude de phénomènes comme la formation de replis de la membrane. Le modèle proposé représente les phospholipides, constituants de la membrane, sous la forme de trimères rigides rectilignes avec un solvant implicitement modélisé. Ce modèle gros grains donne lieu à une conception orientée agent qui est implémentée sous la forme d'un Système Multi-Agents (SMA) appelé MitoMAS. Des différentes simulations réalisées avec MitoMAS, nous pouvons retenir que l'hydrophobie des phospholipides peut être modélisée avec un solvant implicite comme l'atteste l'apparition de micelles à partir d'une mixture initiale. Une distance de coupure (« cutoff » ) pour les potentiels intermoléculaires d'1nm se révèle être un bon compromis entre réalisme et efficacité des simulations. Sous certaines contraintes de pression latérale, les bicouches forment des replis semblables à ceux de la membrane interne. Les simulations de systèmes hétérogènes nous ont permis de retrouver les observations de radeaux (portions membranaires constituées d'un seul type de phospholipide) et celles de systèmes mixtes phospholipides/protéines, le confinement des complexes intramembranaires dans les replis de la bicouche lipidique. Les perspectives sont nombreuses. Outre l'exploration « in silico » de nouveaux potentiels et de leurs paramètres, il est possible d'envisager des modèles mixtes type gros grains / surfaces maillées afin d'étudier l'interactome d'une cellule.

L'objectif de cet article est de définir un langage logique pour exprimer des politiques de partage d'information dans un système multi-agents. Nous proposons d'utiliser un langage fondé sur la logique du premier ordre pour exprimer des politiques via des concepts comme le temps, les actions, le contexte, les rôles dans une organisation et des notions déontiques. Nous définissons alors les propriétés de cohérence et de complétude d'une telle politique. The aim of this paper is to define a logical language to express information sharing policies for multiagent systems, which have to cope with dynamical environments. We propose to use a first-order logic base language to express policies via concepts like time, action, context, roles in organizations and deontic notions. We define then consistency for a sharing policy and propose two definitions for policy completeness.

Decision makers are always more confronted with environmental problems which affect million people. They wish to face these problems with the maximum of objective elements in order to decide rationally by taking account of all the part's interests. Thus they need arguments to explain and justify their choices. In this document, we examine first the decision support systems and the links which exist between the modeling of problem and the decision-making aid. We propose a new approach of the decision support systems which is based on the combined use of a geographical information system and individuals based models built following the multi-agents paradigm. Then we highlight the assets of such a hybrid approach, and we examine which knowledge is required in the decision-making process. According to this approach, we specify which links exist between the multi-agents model and the geographical information system, two representations of the same system cohabiting in one software. Pursuing our research, we propose a new platform's architecture dedicated to the development of decision support systems with a spatial dimension. We implement this platform's architecture reusing an existing multi-agents platform and a standardized geographical information system. According to our hybrid approach, using our platform, we develop a decision support system specially dedicated to the water problem. Thus we validate our work., Les décideurs sont de plus en plus souvent confrontés à des problèmes complexes qui touchent des millions de personnes. Ils souhaitent faire face à ces problèmes avec le maximum d'éléments objectifs et prendre leur décision en tenant compte des intérêts de toutes les parties prenantes. Ces éléments doivent leur permettre de choisir rationnellement la meilleure solution, d'être en mesure d'expliquer et de justifier leur choix. Dans ce document, nous examinons dans un premier temps les systèmes informatiques d'aide à la décision et les liens qui existent entre la modélisation du problème et l'aide à la décision. Nous proposons une nouvelle approche des systèmes informatiques d'aide à la décision qui est basée sur l'utilisation combinée d'un modèle individus centrés construit suivant le paradigme multi-agents et d'un système d'informations géographiques. Après avoir mis en évidence les avantages de cette approche hybride, nous examinons les connaissances qui sont mobilisées dans un processus de prise de décision. Nous précisons quelles sont les relations qui existent dans ce cadre entre le modèle multi-agents et le système d'informations géographiques. Poursuivant nos travaux, nous proposons une architecture de plateforme de développement d'outils d'aide à la décision dédiés aux problèmes ayant une composante spatiale qui prend en compte les comportements individuels. Nous implémentons cette architecture en utilisant une plateforme multi-agents et un système d'informations géographiques existants. Nous validons nos travaux en développant suivant notre approche hybride un système informatique d'aide à la décision dédié au problème de l'eau.

When numerous agents interact, conflicts may arise. To solve them, different ways can be used such as cooperation, voting systems or negotiation. The one which interests us in this thesis is contract-based negotiation over resources. The aim of our work is to conceive a general negotiation model that we have called GeNCA: Generic Negotiation of Contracts API. In order to conceive such a model, we begin by studying the different types of negotiation most used. The analysis of these negotiations leads to the collect of their common points, and provides us a basis to conceive our model. Thanks to the collect of these common points and the study of the progress of these negotiations, we show that it is possible to conceive a general negotiation protocol, parameterable, which offer the possibility to make counter-proposals and which can describe the progress of a particular negotiation., Lorsque de nombreux agents interagissent, des conflits peuvent survenir. Pour les résoudre, différentes méthodes peuvent être utilisées, comme la coordination, les systèmes de vote et la négociation. Celle qui nous intéresse dans cette thèse est la négociation à base de contrats portant sur des ressources. L'objectif de notre travail est de concevoir un modèle général de négociation que nous avons appelé GeNCA : Generic Negotiation of Contracts API. Afin de concevoir un tel modèle, nous commençons par étudier les formes de négociation les plus courantes. L'analyse de ces négociations nous permet de dégager leurs points communs et nous fournit une base pour concevoir notre modèle. Grâce à la collecte de ces points communs et à l'étude du déroulement de ces négociations, nous montrons qu'il est possible de concevoir un protocole général de négociation, paramétrable, qui offre la possibilité de formuler des contre-propositions et qui permet de décrire le déroulement d'une négociation particulière.

National audience; Un des problèmes soulevés par la simulation de systèmes multi-agents (SMA) est celui de leur implémentation sur machine. Il n’existe à l’heure actuelle pas de correspondance entre les modèles que nous décrivons et la manière dont ils doivent être programmés. Notamment,nous décrivons souvent les « interactions entre les agents »sans faire référence à leurs implémentations. Dans cet article nous proposons des éléments d’analyse qui permettent de classer les interactions selon deux catégories : les interactions faibles et les interactions fortes. Nous utilisons ici cette distinction dans le but de mieux cerner les besoins techniques nécessaires à une implémentation satisfaisante

Colloque avec actes et comité de lecture. nationale.; National audience; Nous proposons une nouvelle approche de conception d'agents coopératifs à l'aide de processus décisionnels de Markov (MDPs). Cette méthode de conception tire profit de deux propriétés fondamentales de nos agents : la subjectivité et l'empathie. Tandis que la subjectivité s'intéresse aux problèmes de conception de plan réactif dans des conditions de perceptions incomplètes d'un environnement, l'empathie d'un agent permet de prévoir les incertitudes de comportements de ses compères et de coordonner ses actions. Notre travail sur l'étude théorique de convergence des plans réactifs ainsi calculés a montré que les algorithmes convergeaient dans des conditions favorables vers un équilibre de Nash. || In this paper, we propose a new method for designing cooperative MAS using Markov decision processes (MDPs). Our approach is based on two major agents properties : the sujectivity and the empathy. Whereas the subjectivity helps to compute the reactive pol

Faced with the complex governance of land use management issues, Information Systems and current participatory modeling should not only support an access to information but also help people to supervise fully in their design, process and usage. Since 1997, we have experimented at an operational scale in Senegal with the Self-Design Method that allows people to design themselves a joint-use of Role Playing Games, Geographical Information Systems and Multi Agent Systems, right from the beginning steps of the design. This leads to increase the empowerment abilities of stakeholders, which has already culminated in autonomous land use planning two years after., La démarche d'accompagnement à un processus de décision sur un territoire, acceptant l'incompiétude des analyses ainsi que la subjectivité des choix d'avenir, suggère que l'enjeu n'est pas de déceler la «bonne» solution, en particulier technique, mais de faire émerger un processus de décision qui soit, dans sa forme, le plus alimenté en informations utiles et le plus ouvert possible. Le principe d'auto-conception est alors préféré. Il pose que le système d'information le plus maîtrisable et le plus adapté à un acteur sera celui qu'il a conçu lui-même. C'est ce principe qui a été appliqué dans un programme d'expérimentations au Sénégal, pour la conception endogène d'un support d'accompagnement à la gestion concertée territoriale qui associait SIG, Systèmes Multi-Agents et jeux de rôles., d'Aquino Patrick, Le Page Christophe, Bousquet François, Bah Alassane. Du jeu de rôle à la simulation : pour des systèmes d'information à référence spatiale conçus directement par les acteurs. In: L'information géographique, volume 66, n°4, 2002. pp. 310-324.

Approach and tools for determining the specifications of a complex automatic device : structuration and hierarchization tools for displaying functional specifications, grafcet, an exemple of an application to the control of a distillation process. PETRI networks and their use for describing and analyzing parallel-evolution systems, grafcet and RDPI. computer assisted implementation, the MAS system., Approche et outils pour la spécification du cahier des charges d'un automatisme complexe : structuration et hiérarchisation, outils de représentation des spécifications fonctionnelles, le grafcet, exemple d'application à la commande d'un procédé de distillation. Les erseaux de PETRI, et leur utilisation pour la description et l'analyse des systèmes à évolutions parallèles, grafcet et RDPI. mise en œuvre assistée par ordinateur, le systeme MAS.

On propose un outil de description fonctionnelle permettant une description rigoureuse de spécification fonctionnelle. L'accent étant mis sur : la possibilité d'une description progressive; la possibilité de décrire des systèmes complexes repartis et à fonctionnement parallèle (entre les différents sous-systèmes et a l'intérieur d'un sous-système); la possibilité de vérification fonctionnelle (blocages, conflit, etc.)