1.3 La simulation multi-agents
1.3.3 Organisation et simulation
Diff´erents points de vue sont possibles lorsqu’on s’int´eresse `a la d´efinition de l’organi- sation dans les simulations multi-agents. Les deux cas principaux sont : 1/ l’organisation est une composante initiale du mod`ele, i.e. le mod`ele est con¸cu `a partir d’un mod`ele or- ganisationnel (AGR [Michel et al., 2001b], Moise [H¨ubner et al., 2007]) ; 2/ l’organisation est per¸cue comme r´esultat de l’ex´ecution du mod`ele dans le simulateur alors elle n’est pas une composante initiale du mod`ele multi-agents. Dans le chapitre 4, nous traitons le cas 1 pour valider une organisation. Pour le moment, nous nous int´eressons au cas 2 o`u la notion organisation est li´ee `a la mani`ere dont le mod`ele op´erationnel a ´et´e r´ealis´e et aux propri´et´es du simulateur. La simulation va permettre alors de tester la formation d’organisations `a partir d’un mod`ele op´erationnel, voire de faire ´emerger des structures organisationnelles qui n’avaient pas ´et´e pr´evues.
L’avantage premier du paradigme multi-agents est sa richesse de repr´esentation, et ´
egalement la volont´e de comprendre les relations entre des niveaux d’abstraction diff´e- rents et les interrelations qui les unissent. Les agents sont la repr´esentation du niveau microscopique. Des interactions entre les agents et de l’´evolution des agents dans l’envi- ronnement r´esultent la formation d’organisations et l’´emergence de structures qui sont le niveau macroscopique du syst`eme. Ce niveau macroscopique s’´evalue g´en´eralement par le biais d’observations et de mesures sur la population des agents. Dans [Minsky, 1986],
Minsky d´efinit la notion de ph´enom`enes ´emergents comme :
Apparition inattendue, `a partir d’un ph´enom`ene complexe, d’un ph´enom`ene qui n’avait pas sembl´e inh´erent aux diff´erentes parties du syst`eme. Ces ph´e- nom`enes ´emergents ou collectifs montrent qu’un tout peut ˆetre sup´erieur `a la somme de ses parties.
Un exemple de structures ´emergentes est la formation de plus court chemin lors de la recherche de nourriture chez les fourmis, en n’impl´ementant strictement que des compor- tements simples chez les fourmis qui sont le d´epˆot de ph´eromones dans l’environnement lorsqu’elles ont d´ecouvert de la nourriture et qu’elles rentrent `a la fourmili`ere, et la per- ception de ph´eromones qui permet de suivre le plus court chemin entre la fourmili`ere et leur nourriture.
Nous pr´esentons deux projets Archisim et Rivage, qui illustrent l’int´erˆet d’observer la formation d’organisation `a partir d’interactions entre agents.
Le projet Archisim [Espi´e et al., 1994] [Champion et al., 2002] [Hadouaj et al., 2000] [Bonte et al., 2006] propose deux types de mod´elisation. Le premier type de mod´elisa- tion consiste `a ´etudier le comportement du conducteur en fonction du trafic environnant. Ainsi, les strat´egies de conduite sur autoroute peuvent ˆetre ´etudi´ees comme le choix de file de circulation par rapport aux infrastructures pr´esentes et `a l’´etat du trafic, ou plus individuellement le mode de r´ealisation des manoeuvres de changement de file par un conducteur. Le deuxi`eme type de mod´elisation correspond `a la mod´elisation du trafic “sub”microscopique afin de valider des situations routi`eres. Par exemple, le simulateur propose d’´etudier la conduite en file et leurs implications en fonction de l’´etat du trafic. S. Espi´e et al argumentent que le mod`ele impl´ement´e dans Archisim est un mod`ele compor- temental car leur attention se porte individuellement sur le comportement des conducteurs et l’adaptation des comportements de chaque conducteur en fonction de leurs interactions avec les autres v´ehicules et l’infrastructure. Au niveau microscopique, les agents mod´elis´es sont les conducteurs avec un but initial (suivi d’un itin´eraire), un champ de perception avec ses accointances, ... Archisim mod´elise tous les ´el´ements de l’infrastructure `a l’aide d’agents. Archisim ambitionne une mod´elisation globalement r´ealiste et individuellement cr´edible. Le mod`ele est impl´ement´e au niveau microscopique avec les diff´erents v´ehicules et conducteurs et permet des observations au niveau macroscopique tel que la densit´e du trafic routier (mesures) et la formation de congestion sur le r´eseau (structures ´emergentes). Le projet Rivage [Servat, 1998] [Servat, 2000a] [Servat, 2000b] s’int´eresse `a l’´ecoulement de l’eau sur un sol h´et´erog`ene et aux modifications sur cet ´ecoulement par l’action d’autres dynamiques comme l’´erosion ou l’am´enagement. L’un des objectifs est de mod´eliser les fluides en mouvement de mani`ere discr`ete. Dans ce cadre, trois types d’agents sont iden-
1.3. La simulation multi-agents
tifi´ees : 1/ l’agent terrain qui est unique, caract´erise l’espace de ruissellement avec une propri´et´e qui permet de connaˆıtre l’altitude en chaque point ; 2/ les agents paquets d’eau repr´esentent un paquet ou une boule d’eau mobile avec sa masse, sa position et sa vitesse ; et 3/ les agents mares et ravines qui correspondent `a la r´eification de structures macrosco- piques ´emergentes. Ces structures sont identifi´es par un algorithme, et sont d´etermin´ees par la liste des paquets d’eau la formant. Quant aux interactions entre paquets d’eau, elles sont le fruit de forces de r´epulsion qui sont fonction de la distance. Les interactions entre agents boules d’eau et diff´erents types d’objets (zone de sol, mur) correspondent aux cou- plages entre processus hydrologiques. Ainsi, Rivage permet `a partir de l’impl´ementation au niveau microscopique de paquets d’eau (agents) de calculer au niveau macroscopique le flux `a l’exutoire (mesure) et d’observer la formation de mares ou ravines (structures ´
emergentes). De la coordination de ces diff´erentes entit´es, une organisation va ´emerger qui sera observ´ee `a partir de la formation de mares et ravines.
Ainsi le paradigme multi-agents permet d’avoir un niveau de mod´elisation microsco- pique o`u sont sp´ecifi´es l’architecture de l’agent, les interactions potentielles avec l’environ- nement et les autres agents du syst`eme, tout en explorant lors de l’ex´ecution du mod`ele dans le simulateur les m´ecanismes d’´emergence de dynamique et de formes qui d´efinissent les organisations entre agents.