Modelisation de dynamiques de flux par agents. Application aux processus de ruissellement, infiltration et erosion

L'etude de dynamiques de flux est une question centrale dans la modelisation des milieux naturels, physiques et sociaux. Ce travail de these expose une recherche methodologique et pratique sur la modelisation informatique de telles dynamiques a l'aide de systemes multi-agents. L'idee centrale consiste a decrire de tels processus en termes d'agents heterogenes interagissant dans un espace continu, l'introduction de couplages entre differents processus s'interpretant comme l'identification de regles d'interaction entre ces agents. En dotant les agents de moyens de reconnaissance de situations d'interaction remarquables, des mecanismes generiques ont ete mis au point d'agentification des modes d'organisation qui emergent en cours de simulation. Ces idees se sont concretisees dans une thematique particuliere d'etude de dynamiques de flux : les processus de ruissellement, d'infiltration et d'erosion en hydrologie, a travers la construction du simulateur rivage. Ce travail dans le domaine de l'hydrologie montre que le choix d'une description particulaire pour la dynamique de circulation de l'eau, sous la forme d'entites en mouvement dans un espace continu, presente certaines qualites : possibilite de conduire des analyses de trajectoires individuelles, souplesse de gestion de conditions aux limites complexes, ouverture a la prise en compte de differents situations de couplages entre processus, prise en compte de differents niveaux d'agregation de ces dynamiques. Des pistes de transposition a d'autres thematiques ont pu etre identifiees, notamment la modelisation de dynamiques de foules et la representation spatiale et hierarchique de flux d'information. Enfin, ce travail a montre que les systemes multi-agents, en federant approches particulaires et individus-centrees, constituent dans ce cadre un outil de fond tout a fait interessant. En mettant en avant un certain nombre de concepts cles, comme interaction, groupe et organisation, les systemes multi-agents proposent un cadre de conception sur lequel peut s'appuyer la construction de modeles informatiques qui deviennent des outils d'analyse et d'interpretation de systemes complexes.