On fait l’hypoth`ese de la n´ecessit´e d’utiliser un formalisme sp´ecifique pour repr´esenter les diff´erents niveaux d’organisation d’un syst`eme dans un mod`ele multi-agent. La th`ese se propose d’identifier, d’adapter et de tester un tel formalisme.
La th`ese se propose de bˆatir une r´eflexion m´ethodologique autour de la question suivante : une m´ethode de repr´esentation formalis´ee et explicite des niveaux d’organisation d’un syst`eme constitue-t-elle un support adapt´e au d´eveloppement de mod`eles g´en´eriques de bassins versants irrigu´es ?
Ce travail vise donc `a am´eliorer le passage entre le mod`ele abstrait d’un syst`eme (mod`ele du domaine) et ses versions conceptuelles et op´erationnelles : il n’aborde pas l’analyse des syst`emes - mais pourra aider `a affiner cette analyse - ni l’interpr´etation des simulations. Il n’ira pas non plus jusqu’`a des questions d’interface et d’ergonomie.
L’utilisation d’un formalisme de mod´elisation pour accompagner le passage entre mod`eles du domaine et mod`eles op´erationnels impliquera alors :
– un travail conceptuel : donner une signification ad´equate aux divers ´el´ements du forma- lisme par rapport au domaine de mod´elisation ;
– un travail informatique : pr´eciser au besoin l’impl´ementation des ´el´ements du formalisme de mani`ere `a ce que les mod`eles op´erationnels puissent ˆetre r´ealis´es ;
– un travail m´ethodologique : ´elaborer une m´ethodologie d’utilisation du formalisme qui accompagne la construction des mod`eles conceptuels.
Ces trois axes de travail s’enrichiront mutuellement, la d´efinition d’aspects informatiques poussant plus loin la formalisation des concepts et la structuration de l’analyse, tout ceci menant `
a de nouveaux d´eveloppements m´ethodologiques qui peuvent amener `a revenir sur l’architecture informatique ou la d´efinition des concepts...
[Vanbergue, 2003] fait remarquer que les activit´es de mod´elisation multi-agent ne b´en´eficient pas directement des avanc´ees de la recherche en IAD parce que les propri´et´es des agents n’y sont v´eritablement utilis´ees qu’`a un niveau conceptuel. Toutefois, mˆeme si les mod´elisateurs sous-exploitent l’« intelligence » , individuelle ou collective des agents, ils utilisent fortement les cadres formels d´evelopp´es par les informaticiens pour asseoir la description de leurs syst`emes. Cela rejoint la remarque de [Bousquet, 2001] : « Dans le cadre g´en´eral des sciences de la com- plexit´e, qui propose de reposer les questions scientifiques par l’´etude des interactions entre entit´es ´
el´ementaires et de leurs organisations dans une d´emarche ascendante, les SMA vont participer `
a cette dynamique dans un double mouvement. D’une part les SMA vont constituer une m´ethode pour catalyser la reformulation de certaines questions en sciences sociales ou en sciences de la nature, d’autre part les chercheurs informaticiens vont puiser dans cette interaction les ´el´ements pour mieux pr´eciser les questions et proposer de nouveaux concepts dans leur discipline » .
C’est dans cette double perspective que nous placerons notre approche, en allant chercher dans la recherche informatique des ressources non pas pour cr´eer un mod`ele plus « intelligent » , mais pour mieux formaliser et ainsi mieux comprendre les syst`emes que l’on cherche `a mod´eliser.
Cahier des charges Ce travail vise `a am´eliorer la modularit´e et l’expressivit´e de mod`eles multi-agents pour la grn en proposant un formalisme permettant de manipuler des niveaux d’or- ganisation au sein d’un SMA. Ce formalisme doit fournir des concepts organisationnels r´epondant au cahier des charges suivant :
1. ˆetre suffisamment g´en´erique pour s’appliquer `a des niveaux d’organisation sociaux aussi bien qu’`a des niveaux d’organisation physiques ;
2. ˆetre suffisamment modulaire pour la manipulation et la r´eutilisation ´eventuelle des objets organisationnels ;
3. ˆetre suffisamment souple pour la repr´esentation de niveaux d’organisation transi- toires ;
4. rendre compte de niveaux d’organisation qui se chevauchent, i.e. permette d’instrumenta- liser la mod´elisation d’interactions inter niveaux d’organisation ;
Ce travail est ax´e sur les phases conceptuelles et op´erationnelles de la mod´elisation, et n’abor- dera pas directement les aspects li´es `a l’analyse des syst`emes ou `a l’interpr´etation des mod`eles. Il vise `a am´eliorer modularit´e et expressivit´e du contenu des mod`eles `a travers 3 axes de d´e- veloppement : un axe conceptuel (d´efinition de concepts organisationnels et de leur champ de mod´elisation) ; un axe informatique (impl´ementation de ces concepts afin de les rendre op´erationnels) ; un axe m´ethodologique (outils pour guider l’utilisation de ces concepts). Ce travail s’adresse donc au mod´elisateur plutˆot qu’aux usagers et n’abordera pas les question li´ees `a l’ergonomie ou `a l’interfa¸cage des mod`eles
On se donne pour objectif d’offrir un cadre formel plus adapt´e `a la description d’un syst`eme comprenant des niveaux de gestion imbriqu´es et/ou entremˆel´es. On propose un cahier des charges en 5 points pour ce cadre formel : (1) repr´esenter des niveaux d’organisation physiques aussi bien que des niveaux d’organisation sociaux (2) manipuler de mani`ere modulaire des ob- jets organisationnels (3) repr´esenter des niveaux d’organisation transitoires (4) mod´eliser des niveaux d’organisation qui se chevauchent (5) expliciter r`egles, comportements et interactions dans les niveaux d’organisation.
CONCLUSION DU CHAPITRE
Cette th`ese s’int´eresse `a la construction de mod`eles multi-agent proposant des sc´enarios de mise en œuvre par des individus ou des groupes d’individus de r`egles collectives de gestion de l’eau.
Pour mieux d´ecrire ces syst`emes, on d´efinit le terme de niveau d’organisation comme le point de vue d’un mod´elisateur sur un ensemble d’entit´es du syst`eme accomplissant une certaine fonction `a l’int´erieur d’une unit´e structurelle jug´ee pertinente. Ces niveaux se chevauchent quand ils partagent des entit´es communes.
La th`ese s’attache `a explorer la question suivante : une m´ethode de repr´esentation formalis´ee et explicite des niveaux d’organisation d’un syst`eme constitue-t-elle un support adapt´e au d´eveloppement de mod`eles g´en´eriques de bassins versants irrigu´es ?
La r´eflexion se place donc en amont de l’usage des mod`eles pour se concentrer sur des questions de structuration de mod`eles autour de 3 axes : conceptuel, informatique et m´ethodologique. Les questions d’analyse, d’usage ou d’ergonomie ne seront abord´ees qu’`a travers la lunette de cette structuration.
L’approche adopt´ee se devra de (1) repr´esenter des niveaux d’organisation physiques aussi bien que des niveaux d’organisation sociaux (2) manipuler de mani`ere modulaire des objets organisationnels (3) repr´esenter des niveaux d’organisation transitoires (4) mod´eliser des niveaux d’organisation qui se chevauchent (5) expliciter r`egles, comportements et interactions dans les niveaux d’organisation. Il faut maintenant explorer la mani`ere dont la recherche informatique sur les SMA aborde les questions li´ees `a l’organisation et `a la composition des syst`emes afin d’en d´eterminer un formalisme adapt´e `a nos besoins.
Le choix du formalisme AGR
CONTENU DU CHAPITRE
Ce chapitre aborde les aspects informatiques de la th`ese. Les SMA ont ´et´e introduits au chapitre pr´ec´edent `a travers leur application `a la mod´elisation. Ils constituent une application de l’Intelli- gence Artificielle Distribu´ee. L’intelligence Artificielle ´etudie la mani`ere de donner `a des programmes des comportements exhibant des caract´eristiques d’intelligence (manipuler des concepts abstraits, r´esoudre des probl`emes, apprendre...). L’Intelligence Artificielle distribu´ee poursuit les mˆemes buts, mais introduit la notion d’« intelligence collective » : l’intelligence n’est plus issue des seules ca- pacit´es de repr´esentation de connaissances ou d’inf´erence d’entit´es individuelles, mais des capacit´es d’adaptation et de production collective de formes de ces entit´es.a
Si une partie des recherches autour des SMA continue `a adopter une vision centr´ee sur les agents, une autre adopte une vision plus « sociale » , o`u l’´etude et la sp´ecification de « motifs d’inter- actions » (ensembles d’interactions r´ecurrents) pr´evaut sur celle des comportements individuels et introduit de nouvelles abstractions. On parle alors d’approches organisationnelles des SMA.
Le pr´ec´edent chapitre se conclut sur la d´efinition d’une question de th`ese portant sur la repr´esentation formalis´ee de niveaux d’organisation, et d’un cahier des charges que devrait remplir une approche permettant d’aborder cette question. Ce chapitre d´ecrit pourquoi les approches multi-agents orga- nisationnelles, et plus pr´ecis´ement le formalisme Agent-Groupe-Rˆole pr´esentent des caract´eristiques propres `a r´epondre `a nos attentes.
La premi`ere partie revient sur les caract´eristiques des SMA et d´efinit le concept d’organisation dans ces syst`emes informatiques. La seconde partie red´efinit le cahier des charges en termes de contraintes sur les caract´eristiques des SMA et pr´esente une revue d’approches SMA organisationnelles. Cette partie permet de conclure sur la base des crit`eres du cahier des charges que le formalisme AGR est une approche pertinente pour la probl´ematique de la th`ese. La troisi`eme partie d´ecrit le formalisme AGR et les travaux qui y sont li´es et dresse le bilan des d´eveloppements conceptuels, informatiques et m´ethodologiques n´ecessaires pour l’utiliser dans une application de mod´elisation.
a
d´efinitions et cat´egories issues du Web Dictionary of Cybernetics and Systems,http://pespmc1.vub.ac.be/ ASC/indexASC.html
Sommaire
1 SMA et organisation . . . 44