De la simulation multi-agents à la simulation multi-niveaux. Pour une réification des interactions.

In this Habilitation Thesis, I present my research activity in the field of multiagent simulation within the SMAC team (LIFL, Université Lille 1), since the beginning of my career of teacher and researcher in 2002. My work focuses on the design and implementation of methods and tools aimed at facilitating the modeling of large-scale complex systems. Therefore, I developped with my colleagues an " interaction-oriented " approach, characterized by the unification of several concepts used in the field of MAS. It is supported by a large methodological and algorithmic elaboration (the IODA method), in which each entity of the model is represented by an agent and each behavior by a rule called an interaction. This method relies upon the separation between declarative and procedural features, which facilitates the acquisition of thematic expertise. In addition, several software tools have been built throughout this research (e.g. the JEDI platform and the IODA exension for the NetLogo platform). This method has also been applied to various fields (cell biology, serious games, marketing, cartography). To conclude, I present my research project for the coming years, which proposes to combine issues raised by recent work: on the one hand, the multi-level simulation (aimed at defining an operational framework for automatizing the change of observation scale or point of view upon the subsystems of a complex phenomenon) ; and on the other hand, the automatic information retrieval from real data, in order to increase the behavioral realism of populations of agents. In addition, a collaboration with the IGN on using those techniques for cartographic generalization opens perspectives towards the transposition of those simulation methods to the field of problem solving.Dans ce mémoire de synthèse d'habilitation à diriger des recherches, je présente les travaux en simulation multi-agents que j'ai menés au sein de l'équipe SMAC (LIFL, Université Lille 1) depuis le début de ma carrière d'enseignant-chercheur en 2002. Ceux-ci portent sur la conception et la mise en application de méthodes et d'outils de simulation destinés à faciliter la modélisation de systèmes complexes à large échelle. Dans ce but, j'ai développé avec mes collègues une approche " orientée interactions " caractérisée par une unification des concepts utilisés dans le domaine des SMA. Elle a donné lieu à une importante élaboration méthodologique et algorithmique (la méthode IODA) dans laquelle toute entité du modèle est représentée par un agent, et tout comportement par une règle appelée interaction. Cette méthode s'appuie sur une séparation entre déclaratif et procédural qui facilite l'acquisition de l'expertise auprès des thématiciens. Par ailleurs de nombreux outils logiciels sont nés de ces recherches (dont la plateforme JEDI et une extension IODA pour la plateforme NetLogo), ainsi que diverses applications dans des domaines variés (biologie cellulaire, serious games, marketing, cartographie). Pour conclure, je présente mon projet de recherche pour les prochaines années qui se propose d'articuler des problématiques issues de travaux récents, d'une part sur la simulation multi-niveaux (qui vise à définir un cadre opérationnel permettant le changement d'échelle d'observation ou de point de vue sur les sous-systèmes d'un système complexe), et d'autre part sur la recherche automatique d'informations dans des données réelles pour augmenter le réalisme comportemental des populations d'agents. Par ailleurs une collaboration avec l'IGN sur l'utilisation de ces techniques pour la généralisation cartographique permet également d'envisager la transposition de ces méthodes de simulation à la résolution de problèmes