Nathalie Franchesquin, « Modélisation et simulation multi-agents d’écosystèmes anthropisés : une application à la gestion hydraulique en Grande Camargue », soutenue le 12 décembre 2001.
Manuscrit partie 1, Manuscrit partie 2, Manuscrit partie 3
Résumé
Cette étude porte sur la modélisation et la simulation d’ écosystèmes fortement anthropisés selon une approche multi-agents et traite plus particulièrement de la gestion hydraulique de la Camargue. Cette région, connue pour la qualité et la diversité de ses écosystèmes humides est soumise à des pressions anthropiques conséquence de la valorisation, initialement agricole, du territoire. Pour appréhender la dynamique de cet écosystème et apporter une aide à sa gestion nous proposons d’en construire un modèle et de le simuler. Notre modélisation repose sur deux modèles en interaction le modèle de l’écosystème et le modèle de la gestion hydraulique. La phase d’analyse du modèle de l’écosystème décrit la discrétisation de l’espace retenue et les différentes entités nécessaires à la modélisation de l’eau sur cet espace. La gestion hydraulique de cet écosystème est formalisée comme l’élaboration et la réalisation d’un contrat entre agents. Lors de l’élaboration du contrat les agents négocient des objectifs communs pour l’écosystème, et, lors de sa réalisation, ils définissent les actions à mener pour respecter ce contrat. Pour chacune de ces deux phases du contrat nous avons défini les modèles de négociation associés. La modélisation multi-agents s’appuie sur une méthodologie spécifique structurée en deux étapes. A partir de la description des rôles nécessaires à la gestion de l’écosystème, la première étape conduit à l’élaboration de l’architecture du système multi-agents en définissant les différents types d’agents et leurs interactions. La seconde étape spécifie de façon détaillée les plans comportementaux et les connaissances de chacun de ces agents. Cette modélisation a permis le développement d’un prototype réalisée sur une plateforme multi-agents intégrant le moteur d’inférences CLIPS/JESS. Différents jeux de simulations obtenus avec ce prototype sont présentés et permettent de mesurer l’influence relative des décisions de gestion sur l’état de l’écosystème.
Abstract
This study deals with the modelling and simulation of highly anthropised ecosystems using a multi-agent approach and deals more specifically with the hydraulic management of the Camargue. This region, known for the quality and diversity of its wetland ecosystems, is subject to anthropic pressures as a result of the development, initially agricultural, of the territory. In order to understand the dynamics of this ecosystem and to provide assistance in its management, we propose to build a model and to simulate it. Our model is based on two interacting models: the ecosystem model and the hydraulic management model. The analysis phase of the ecosystem model describes the discretization of the selected space and the different entities necessary to model the water in this space. The hydraulic management of this ecosystem is formalised as the development and implementation of a contract between agents. During the elaboration of the contract, the agents negotiate common objectives for the ecosystem, and during its realisation, they define the actions to be carried out in order to respect this contract. For each of these two phases of the contract we have defined the associated negotiation models. The multi-agent modelling is based on a specific methodology structured in two steps. From the description of the roles necessary for the management of the ecosystem, the first step leads to the elaboration of the architecture of the multi-agent system by defining the different types of agents and their interactions. The second step specifies in detail the behavioural plans and knowledge of each of these agents. This modelling allowed the development of a prototype on a multi-agent platform integrating the CLIPS/JESS inference engine. Different sets of simulations obtained with this prototype are presented and allow us to measure the relative influence of management decisions on the state of the ecosystem.