Une exploration des phénomènes sociaux à l'aide d'outils des systèmes complexes

This thesis explores the problems raised by the aggregation of entities into a global, collective level, an old problem encountered in many fields of science. We work on three projects related to the aggregation problem in social systems, using tools derived from statistical physics, and more generally quantitative tools. The first project focus on a paradigmatic model of the emergence of puzzling macroscopic behavior from simple individual rules, Schelling's segregation model. We hence propose an analytical resolution of this model and we studied analytically and via simulations the effect of several forms of cooperation between individual agents on the collective behavior. These questions are tackled in a mutually beneficial way for both economics and physics. The second project is based on the exploration of huge databases on scientific literature. We hence produce several 'science maps' representing the fields of complex systems (its internal structure and coherence being analysed through the references used by ~140000 relevant articles) and the research carried out in a scientific institution such as the ENS de Lyon. Finally, the third project deals with the elaboration of models of social phenomena based on natural sciences tools but sociologically grounded. We hence present the elaboration process of a model built with a team of sociologists. We then propose an opinion model specifically designed to explore a single question: the existence of lasting structure from non lasting entities.L'objectif principal de la thèse consiste à explorer des problématiques propres aux sciences sociales et à les étudier à l'aide d'outils issus du champ de la physique statistiques et des systèmes complexes. Le travail de la thèse s'est ainsi décliné sur trois grands sujets dont la problématique principale est la question de l'agrégation d'entités individuelles en une structure collective. Le premier sujet est centré sur un exemple paradigmatique de l'émergence d'un comportement collectif macroscopique inattendu à partir de règles individuelles simples: le modèle de ségrégation de Schelling. Nous avons notamment proposé une résolution analytique inédite de ce modèle et nous avons étudié analytiquement et via des simulations l'impact de différentes formes de coopération entre agents individuels sur le comportement collectif global. Cette thématique a été développée à la fois d'un point de vue économique et d'un point de vue physique. Le second sujet porte sur l'exploration de bases de données bibliométriques. Nous avons ainsi produit des 'cartes des sciences' représentant le champ des systèmes complexes (sa structure interne étant décrypté via une analyse des références utilisées par ~140000 articles) ou encore l'état de la recherche au sein d'un établissement tel que l'ENS de Lyon. Enfin, le troisième thème porte sur l'élaboration de modèles basés sur des outils des sciences 'dures' mais sociologiquement fondés. Nous présentons ainsi le processus d'élaboration d'un modèle construit avec une équipe de sociologues. Enfin, nous développons un modèle d'opinion répondant spécifiquement à une question: l'existence de structures qui durent à partir d'entités qui ne durent pas