Le rôle épistémique de certaines simulations informatiques fondamentales en théorie de l'évolution

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Simulation sociale et simulacre structural

La simulation sociale est un domaine de recherche dont les principes explicites sont la formalisation informatique des processus sociaux. Il s’agit ici d’interroger cette méthode d’« expérience de pensée » assistée par informatique, où des agents « autonomes, hétérogènes, et à la rationalité limitée en interactions locales dans un espace défini » (Epstein, 1999) reproduisent des phénomènes dynamiques dits « bottom-up ». En éclairant, ici, l’histoire et les ambitions de la simulation sociale, ..

Formalisation Multi-Agents de la Sociologie de l'Action Organisée

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/

Programmation dynamique avec approximation de la fonction valeur

L'utilisation d'outils pour l'approximation de la fonction de valeur est essentielle pour pouvoir traiter des problèmes de prise de décisions séquentielles de grande taille. Les méthodes de programmation dynamique (PD) et d'apprentissage par renforcement (A/R) introduites aux chapitres 1 et 2 supposent que la fonction de valeur peut être représentée (mémorisée) en attribuant une valeur à chaque état (dont le nombre est supposé fini), par exemple sous la forme d'un tableau. Ces méthodes de résolution, dites exactes, permettent de déterminer la solution optimale du problème considéré (ou tout au moins de converger vers cette solution optimale). Cependant, elles ne s'appliquent souvent qu'à des problèmes jouets, car pour la plupart des applications intéressantes, le nombre d'états possibles est si grand (voire infini dans le cas d'espaces continus) qu'une représentation exacte de la fonction ne peut être parfaitement mémorisée. Il devient alors nécessaire de représenter la fonction de valeur, de manière approchée, à l'aide d'un nombre modéré de coefficients, et de redéfinir et analyser des méthodes de résolution, dites approchées pour la PD et l'A/R, afin de prendre en compte les conséquences de l'utilisation de telles approximations dans les problèmes de prise de décisions séquentielles

Allocation de ressources et ordonnancement multi-utilisateurs : une approche basée sur l'équité

Grid and Cloud computing make possible the sharing of computer system resources, such as storage or computation time, among a set of users, according to their requests, thereby creating an illusion of infinite resources. However, as soon as those resources are insufficient to meet users’s expectations, conflicts of interest arise. Therefore, unlimited access to limited resources may lead to inefficient usage which penalizes the whole set of users. In such environments, arbitration becomes necessary in order to settle those conflicts and ensure a fair allocation to all users. We present two classes of problems : multi-user resource allocation under uncertainty and multi-user periodic task scheduling. We tackle these problems from the point of view of fairness.Les grilles de calcul et le “cloud computing” permettent de distribuer un ensemble de ressources informatiques, telles que du stockage ou du temps de calcul, à un ensemble d’utilisateurs en fonction de leurs demandes en donnant l’illusion de ressources infinies. Cependant, lorsque l’ensemble de ces ressources est insuffisant pour satisfaire les exigences des utilisateurs, des conflits d’intérêts surgissent. Ainsi, un libre accès à des ressources limitées peut entraîner une utilisation inefficace qui pénalise l’ensemble des participants. Dans de tels environnements, il devient nécessaire d’établir des procédures d’arbitrage afin de résoudre ces conflits en garantissant une distribution équitable aux différents utilisateurs. Nous présentons une nouvelle classe de problèmes : celle des ordonnancements multi-utilisateurs. Cette thèse aborde la notion d’équité au travers de problèmes d’allocation de ressources sous incertitudes et d’ordonnancement de tâches périodiques

Méta-Stratégies pour le Dilemme Itéré du Prisonnier

International audienceWe present in this paper two methods to evaluate and differentiate the general behaviours of cooperation and aggressiveness of strategies in the iterated prisoner's dilemma (IPD). The first method involves taking classes of strategies , sometimes with thousands of items ("complete classes" technique), grouping strategies into subclasses based on their cooperative or aggressive "temperament" then comprehensively assess these subclasses. Four kind of behaviour are confronted and compared. The second method is to operate transformations that "soften" or "harden" strategies of a given set and compare them with the results obtained with the initial set. Although examined classes of initial strategies are different, the results are remarkably stable and convergent. The conclusions that allow us to make precise comments about several kind of kindness and aggressiveness, have therefore a general scope. These methods can be then assimilated to experimental proofs.Nous présentons deux méthodes basées sur des notions différentes de méta-stratégies, permettant d'évaluer et de différencier les comportements généraux de coopération et d'agressivité des stratégies au dilemme itéré du prisonnier (IPD). La première méthode consiste à prendre des classes de stratégies comportant parfois plusieurs milliers d'éléments (technique des "classes complètes"), à regrouper les stratégies en sous-classes selon leurs "tempéraments" coopératifs ou agressifs puis à évaluer globalement ces sous-classes. Quatre types de comportements sont confrontés et comparés. La seconde méthode consiste à opérer des transformations , sortes de méta-stratégies, qui "adoucissent" ou "endurcissent" les stratégies d'une classe fixée et à comparer la classe initiale avec les classes transformées. Bien que les classes de stratégies initiales envisagées soient variées, les résultats obtenus sont remarquablement stables et convergents. Les conclusions obtenues qui permettent des commentaires fins sur les divers types de coopération et d'agressivité ont donc une valeur générale. Les méthodes sont ainsi assimilables à des preuves expérimentales