Thèse soutenue

Algorithmes mémétiques de détection de communautés dans les réseaux complexes : techniques palliatives de la limite de résolution
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Auteur / Autrice : Olivier Gach
Direction : Dominique PyJin-Kao Hao
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Informatique
Date : Soutenance le 03/12/2013
Etablissement(s) : Le Mans
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences et technologies de l'information et des matériaux (Nantes)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'informatique de l'Université du Mans - Laboratoire d'Etudes et de Recherche en Informatique d'Angers - LIUM

Résumé

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Les réseaux complexes, issus de relevés de terrain d’origines trèsvariées, en biologie, science de l’information ou sociologie,présentent une caractéristique remarquable dénommée structurecommunautaire. Des groupes, ou communautés, à l’intérieur duréseau, ont une cohésion interne forte et des liens entre eux plusfaibles. Sans connaissance a priori du nombre de communautés, ladifficulté réside dans la caractérisation d’un bon partitionnement encommunautés. La modularité est une mesure globale de qualité departitionnement très utilisée qui capture les contraintes de cohésioninterne forte et de liens externes faibles. Elle transforme le problèmede détection de communautés en problème d’optimisationNP-difficile. Elle souffre d’un défaut, la limite de résolution, qui tendà rendre indétectables les très petites communautés d’autant plusque le réseau est grand. L’algorithme le plus efficace pour optimiserla modularité, dit de Louvain, procède par fusion de communautés.Cette thèse s’attache à modifier cet algorithme pour qu’il réalisemajoritairement des fusions pertinentes, qui n’aggravent pas lalimite de résolution, en utilisant une condition de fusion. De plus, enl’associant à un algorithme mémétique, les partitions proposéessont très proches des partitions attendues pour des graphesgénérés par un modèle qui reproduit les caractéristiques desréseaux complexes. Enfin, cet algorithme mémétique réduitfortement l’inconsistance de solution, défaut de la modularité selonlequel deux partitions trouvées à partir d’un examen des noeudsdans un ordre aléatoire, pour le même graphe, peuvent êtrestructurellement très différentes, rendant leur interprétation délicate.