Couplage dynamique et passage à l'échelle de modèles socio-environnementaux complexes

Résumé

Les systèmes socio-environnementaux présentent une complexité multi-échelle nécessitant des approches de modélisation capables de capturer simultanément des phénomènes opérant à différents niveaux d'organisation. Bien que les modèles à base d'agents multi-niveaux (ML-ABM) offrent un paradigme adapté, leur mise en œuvre pratique demeure confrontée à des défis méthodologiques concernant la coordination sémantique entre niveaux hétérogènes, la synchronisation spatio-temporelle, et la gestion dynamique des transitions entre échelles. Partant de l'étude de trois modèles représentatifs (ESCAPE pour la gestion des risques urbains, COMOKIT pour la modélisation épidémiologique, et SIMPLE pour l'éducation environnementale) et d'un état de l'art des systèmes socio-environnementaux, cette thèse développe un cadre méthodologique unifié pour la modélisation multi-niveaux au sein de la plateforme GAMA, transcendant les limitations des approches existantes de comodeling et de capture/release. L'originalité réside dans la réconciliation des paradigmes de couplage fort et faible via un langage unifié permettant de couvrir le continuum des design patterns multi-niveaux et de faciliter les transitions fluides entre ces patterns. L'usage de COMOKIT comme modèle fil rouge illustre concrètement l'application de cette approche unificatrice à travers l'intégration dynamique des niveaux micro, méso et macro au sein d'une simulation épidémiologique cohérente. La contribution s'articule autour de deux composantes~: un cadre de contraintes sémantiques formalisées assurant la cohérence conceptuelle des interactions inter-niveaux, et un système de coordination spatio-temporelle automatisée. L'implémentation prend la forme d'une extension du langage GAML offrant une syntaxe déclarative intuitive qui masque la complexité technique tout en préservant l'expressivité nécessaire

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