Ce cours présente différentes approches de modélisation informatique des systèmes complexes. Il complète le cours de modélisation mathématique des systèmes complexes enseigné par M.A. Aziz-Alaoui.

Les supports de cours pour les étudiants sont aujourd’hui sur la plateforme Moodle / Eureka de l’Université Le Havre Normandie.

Enseignant

  • Cyrille Bertelle, LITIS, Université Le Havre Normandie

Contenu

  • Chapitre 1 : introduction, contexte et concepts de l’approche descriptive des systèmes naturels et artificiels dans leur complexité ; pourquoi et comment les modéliser ?
  • Travaux dirigés et pratiques (1) : étude bibliographique à partir d’articles scientifiques
  • Chapitre 2 : automates cellulaires ; définition et application aux systèmes territoriaux ; modèle de criticalité auto-organisé de Per Bak ; modèle de ségrégation de Thomas Schelling.
  • Travaux dirigés et pratiques (2) : apprentissage de NetLogo et applications aux automates cellulaires
  • Chapitre 3 : systèmes multi-agents et automates à multiplicités ; application à la théorie des jeux ; automates génétiques spatialisés ; éco-résolution.
  • Travaux dirigés et pratiques (3) : mise en oeuvre sous NetLogo de modèles de jeux spatialisés
  • Chapitre 4 : Calcul scientifique et résolution d’EDO en Python ; environnement de programmation ; jupyter notebooks.
  • Travaux dirigés et pratiques (4) : modélisation de modèles épidémiologiques en Python
  • Chapitre 5 : les réseaux complexes ; caractéristiques, propriétés topologiques et mesures ; modèle d’Erdös-Rényi pour les réseaux aléatoires ; modèle de Watts-Strogatz et son utilisation pour représenter les réseaux petit-monde ; Modèles d’attachement préférentiel de Barabasi-Albert pour représenter les réseaux invariant d’échelles.
  • Travaux dirigés et pratiques (5) : bibliothèque NetworkX sous Python et introduction à la modélisation épidémiologique sur réseaux.

Bibliographie générale principale

  • Edgar Morin “Introduction à la pensée complexe”, édition du seuil, 2005
  • P. Collard, S. Verel, M. Clergue “Systèmes complexes, une introduction par la pratique”, Presses polytechniques et universitaires romandes, 2013.
  • S.F. Railsback, V. Grimm, “Agent Based and Individual Based Modelling”, Princeton University Press, 2012
  • Netlogo home page
  • Albert Laszlo Barabari “Network Science”, Cambridge University Press, 2015. site web

Travaux de recherche développés sur le sujet

  • M.A. Aziz-Alaoui et Cyrille Bertelle (eds) “Emergent Properties in Natural and artificial Dynamical Systems”, series “Understanding Complex Systems”, Springer, 2006.
  • M.A. Aziz-Alaoui et Cyrille Bertelle (eds) “From System Complexity to Emergent Properties”, series “Understanding Complex Systems”, Springer, 2009.
  • Cyrille Bertelle, Gérard H.E. Duchamp, Hakima Kadri-Dahmani “Complex Systems and Self-organisation Modelling”, series “Understanding Complex Systems”, Springer, 2009.
  • Patricia Sajous, Cyrille Bertelle “Complex Systems, Smart Territories and Mobility”, series “Understanding Complex Systems”, Springer, 2021.