Mémoire Thèse Olivier CHATOR _final

195 Pages·2015·1.94 MB·French

by  Olivier Chator

THÈSE

PRÉSENTÉE A

L’UNIVERSITÉ de BORDEAUX

ÉCOLE DOCTORALE DES SCIENCES PHYSIQUES ET DE L'INGENIEUR

Par Olivier CHATOR

POUR OBTENIR LE GRADE DE

DOCTEUR
SPÉCIALITÉ : Automatique, productique, signal et image, ingénierie cognitique

Système Multi-Agents centré sur les Compétences

Directeur de recherche : Jean-Marc SALOTTI

Soutenue le : 27 Mars 2015

Devant la commission d’examen formée de :

M. Luigi LANCIERI Professeur Université de Lille 1 Rapporteur
M. Jean-Louis ERMINE Professeur Institut Mines-Télécom Rapporteur
M. Vincent LIQUETE Professeur Université de Bordeaux Président
M. Jean-Marc SALOTTI Professeur Bordeaux INP Examinateur
M. Pascal SALEMBIER Professeur Université de Troyes Examinateur
M. Pierre-Alexandre FAVIER Maître de Conférences Bordeaux INP Examinateur
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Dédicace

Serrez vos grands-parents dans vos bras et dites :
« Merci d'avoir fait ce que tu as fait pour que je
puisse exister ! ».
Alex Haley

Personne ne peut faire pour les enfants ce que font
les grands-parents. Ceux-ci répandent une espèce
de poudre d’étoiles sur leurs vies.

Alex Haley

A Renée & Lucien
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Remerciements

Heinrich disait : « il a suffi que 2 hommes se
haïssent pour que la haine, de proche en proche,
gagne tout l’univers ».

Et moi, je le dis, en vérité il suffit qu’un homme
aime tous les hommes d’un amour sans partage
pour que cet amour s’étende de proche en proche
à toute l’humanité.

Jean-Paul SARTRE

Je vais certainement omettre de citer quelqu’un dans ce paragraphe, mais je n’oublie
pourtant personne. Je remercie tout particulièrement :
• M. Luigi LANCIERI et M. Jean-Louis ERMINE d’avoir accepté d’être les
rapporteurs de ma thèse
• M. Vincent LIQUETE, M. Pierre-Alexandre FAVIER et M. Pascal SALEMBIER
pour avoir accepté d’en être les examinateurs
• M. Jean-Marc SALOTTI, mon Directeur de thèse, pour la confiance qu’il m’a
témoignée et la persévérance dont il a fait preuve pour m’amener aujourd’hui à bon
port. Je ne me risquerai pas ici à reprendre toute l’histoire, mais le démarrage d’une
thèse fut un parcours semé d’embuches, et ce sur plusieurs années… Pourtant, il a
toujours été présent et disponible lorsque j’ai fait appel à lui. Qu’il en soit
sincèrement et chaleureusement remercié.

Merci à toute la chaîne de direction du Conseil Général de la Gironde sans qui la
réalisation de cette thèse n’aurait pas été envisageable : M. Philippe MADRELLE (son
Président), M. Gérard MARTY puis M. Laurent CARRIÉ (son Directeur Général des
Services), M. Marc FAUVEAU (Directeur Général Adjoint aux Finances, à
l’informatique et aux affaires juridiques).

Je souhaiterais remercier aussi Mme Julie CHABAUD (Directrice de la Mission
Agenda 21) et Mme Nathalie LAURENT (Directrice du Système d’Information), toutes
deux pour m’avoir permis de mener ces travaux à bien.

Merci également à M. Frédéric BEVIA (mon chef de service) et à Mme Julie
ROTURIER (mission Agenda 21) pour leurs encouragements tout au long de ces 3
années.
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Merci à toutes celles et ceux qui ont souffert souvent en silence, à mes côtés, lors de ces
années de rude combat... Et croyez-moi, ils ont eu du mérite ! Je pense particulièrement
à tous les membres de mon entourage familial. Mention spéciale et des plus affectueuses
pour Sylvie, mon épouse, chère à mon cœur. Une pensée particulière pour Patricia qui a
passé de longues heures à relire ce mémoire.

Merci également à Stéphane, Philippe, Jean-Paul et leurs compagnes, mes amis fidèles
depuis tant d’années, d’être tout simplement tels qu’ils sont…

Enfin, plus légèrement, merci, du fond du cœur au conseiller d’orientation que j’ai
rencontré en fin de terminale, au Lycée Pierre Caraminot d’Egletons (Corrèze), en 1989.
Lors d’une rencontre aussi chaude que les -273 degrés Celsius du zéro absolu, ce brave
homme que la nature a doté d’un flair extraordinaire et d’une diplomatie digne de ce
que l’on enseigne à Normale Sup, me dit tout de go : « Mon pauvre Monsieur, vous
n’aurez jamais votre bac ! Quant à envisager des études supérieures… ». CQFD !

Olivier CHATOR
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Table des matières
THÈSE ........................................................................................................................................ 1
PRÉSENTÉE A .......................................................................................................................... 1
L’UNIVERSITÉ de BORDEAUX ............................................................................................. 1
ÉCOLE DOCTORALE DES SCIENCES PHYSIQUES ET DE L'INGENIEUR .................... 1
Par Olivier CHATOR ................................................................................................................. 1
Système Multi-Agents centré sur les Compétences ................................................................... 1
Soutenue le : 27 Mars 2015 ........................................................................................................ 1
Introduction .............................................................................................................................. 17
Contexte de cette thèse ......................................................................................................... 17
Problématique ....................................................................................................................... 21
Cadre de réponse théorique proposé ..................................................................................... 23
Structure de ce mémoire de thèse ......................................................................................... 24
1 CHAPITRE 1 - Etude de l’existant .................................................................................. 25
1.1 Introduction .............................................................................................................. 25
1.2 Problématique ........................................................................................................... 25
1.2.1 Le cas CG33 : spécifications du besoin ................................................................ 25
1.2.2 Généralisation ....................................................................................................... 26
1.3 Analyse & proposition de réponse............................................................................ 27
1.4 Définitions, concepts & notions clé .......................................................................... 30
1.4.1 Connaissance ........................................................................................................ 30
1.4.2 Savoir .................................................................................................................... 32
1.4.3 Expérience ............................................................................................................ 32
1.4.4 Savoir-faire ........................................................................................................... 33
1.4.5 Compétence .......................................................................................................... 33
1.4.6 Compétence élémentaire....................................................................................... 35
1.4.7 Domaine de compétence ....................................................................................... 35
1.4.8 Relations entre compétences ................................................................................ 36
1.5 Systèmes multi-agents .............................................................................................. 38
1.5.1 Intérêt des SMA pour notre problématique .......................................................... 38
1.5.2 Paradigme agent ................................................................................................... 39
1.6 Gestion des compétences et SMAs ........................................................................... 43
1.7 Panorama de méthodes d’apprentissage dans les SMAs .......................................... 46
1.7.1 Pourquoi exploiter des techniques d’apprentissage ? ........................................... 46
1.7.2 Définition .............................................................................................................. 47
1.7.3 Les différents modes d’apprentissage................................................................... 47
1.7.4 L’apprentissage dans un SMA .............................................................................. 48
1.7.5 Processus Décisionnel de Markov ........................................................................ 49
1.7.6 Apprentissage par Renforcement.......................................................................... 50
1.7.7 La théorie des jeux ................................................................................................ 52
1.7.8 Apprentissage bayésien ........................................................................................ 55
1.7.9 Case Base Learning .............................................................................................. 56
1.7.10 Apprentissage symbolique ................................................................................ 59
1.7.11 Apprentissage incrémental ............................................................................... 63
7
1.7.12 Apprentissage statistique .................................................................................. 64
2 CHAPITRE 2 – Modèle théorique des agents compétence .............................................. 67
2.1 Rappel synthétique de notre problématique ............................................................. 67
2.2 Analyse & proposition de réponse............................................................................ 68
2.3 Fondements théoriques ............................................................................................. 71
2.4 Définitions ................................................................................................................ 71
2.4.1 Environnement ou contexte .................................................................................. 71
2.4.2 Objectif et projet ................................................................................................... 71
2.4.3 Domaine d’objectif ............................................................................................... 73
2.4.4 Critère d’efficacité et compétence élémentaire .................................................... 73
2.5 Modèle agent proposé ............................................................................................... 77
2.5.1 Introduction .......................................................................................................... 77
2.5.2 Proposition ............................................................................................................ 78
2.5.3 Modèle de données ............................................................................................... 79
2.5.4 Les 3 composantes clé .......................................................................................... 83
2.5.5 Ressources ............................................................................................................ 87
2.5.6 Cycle de vie .......................................................................................................... 88
2.5.7 Modèle comportemental ....................................................................................... 91
3 CHAPITRE 3 – Implémentation & Résultats................................................................. 109
3.1 Introduction ............................................................................................................ 109
3.2 Architecture globale ............................................................................................... 110
3.3 Couche N°1 : Application Web côté utilisateur ..................................................... 111
3.4 Couche N°2 : Base de données ............................................................................... 113
3.5 Couche N°3 : Le SMA (Moteur de R&D) .............................................................. 113
3.5.1 Généralités .......................................................................................................... 113
3.5.2 Arborescence des composants logiciels ............................................................. 114
3.5.3 Framework de développement des plugins comportementaux........................... 120
3.5.4 Lancement, arrêt et mécanisme de traces du moteur de R&D ........................... 121
3.5.5 Traces & fichiers de log...................................................................................... 122
3.6 Mise en œuvre du cycle de vie ............................................................................... 122
3.7 Mise en œuvre du modèle comportemental ............................................................ 123
3.8 Mémorisation .......................................................................................................... 124
3.9 Comportement N°1 : s’auto définir ........................................................................ 126
3.10 Comportement N°2 : sélectionner des acteurs ........................................................ 126
3.10.1 Introduction .................................................................................................... 126
3.10.2 Ecran de paramétrage de la demande utilisateur ............................................ 127
3.10.3 Echanges de flux ............................................................................................. 128
3.10.4 Apprentissage ................................................................................................. 129
3.11 Comportement N°3 : identifier des liens inter ACs ................................................ 130
3.11.1 Introduction .................................................................................................... 130
3.11.2 Cas N°1 : Demande explicite de l’utilisateur ................................................. 131
3.11.3 Cas N°2 : identification récurrente des liens .................................................. 133
3.11.4 Apprentissage ................................................................................................. 136
3.12 Comportement N°4 : participer à un nouveau projet .............................................. 139
3.12.1 Introduction .................................................................................................... 139
3.12.2 Cas N°1 : utiliser un objectif existant ............................................................. 139
8
3.12.3 Cas N°2 : proactivité des Agents Compétence ............................................... 143
3.13 Simulateur automatisé de sélection des acteurs ...................................................... 147
3.13.1 Introduction .................................................................................................... 147
3.13.2 Scénarios de simulation .................................................................................. 147
3.13.3 Eléments clés de simulation ........................................................................... 149
3.13.4 Résultats obtenus ............................................................................................ 149
3.13.5 Proposition d’interprétation ............................................................................ 150
3.14 Exercice d’application ............................................................................................ 151
3.14.1 Contexte .......................................................................................................... 151
3.14.2 Scénarios de simulation globale ..................................................................... 158
3.14.3 Résultats expérimentaux ................................................................................. 159
Conclusion & perspectives ..................................................................................................... 171
Discussion ........................................................................................................................... 171
Conclusion .......................................................................................................................... 172
Perspectives ........................................................................................................................ 175
Valorisation de la Recherche .................................................................................................. 177
Résumé de thèse ..................................................................................................................... 193
Thesis summary ...................................................................................................................... 195

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