Thèse soutenue

Couplage de modèles multi-niveau de systèmes complexes : application aux systèmes biologiques

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Auteur / Autrice : Dorra Louati
Direction : Narjès Bellamine Ben SaoudChristophe CambierSlimane Ben Miled
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Informatique
Date : Soutenance le 14/12/2017
Etablissement(s) : Paris 6 en cotutelle avec École Nationale des Sciences de l'Informatique (La Manouba, Tunisie)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Informatique, télécommunications et électronique de Paris
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de modélisation mathématique et informatique des systèmes complexes (Bondy, Seine-Saint-Denis ; 2009?-....)
Jury : Président / Présidente : Jean-Pierre Müller
Examinateurs / Examinatrices : Régine Vignes-Lebbe, Tom van Dooren
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Pierre Müller, Lamjed Ben Said

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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L'objectif de cette thèse est de proposer une approche de couplage des niveaux métabolique et écologique dans un système biologique complexe. Cette approche se présente sous la forme d'un modèle formel décrivant le métabolisme d'un organisme vivant, qui grâce au formalisme DEVS (Discret Event System Specification) adopté, permet un couplage avec des modèles d'interaction entre les organismes et entre l'organisme et son environnement. Une étude des différents paradigmes de modélisation, nous a permis d'identifier d'un côté le paradigme adéquat pour chaque niveau et d'un autre côté les facteurs de couplage formés par les variables à l'interface des mondes internes et externes d'un individu. Ce couplage permet d'explorer l'effet de la dynamique du niveau inférieur sur l'émergence des caractéristiques du niveau supérieur. Deux modèles multi-agents, le premier sur l'allocation sexuelle et le deuxième sur la recherche optimale de nourriture, concrétisent le couplage physiologie/écologie et montrent que ce couplage permet de relier le monde interne de l'individu à son monde externe. Le couplage fort, dans le sens de l'intégration des modèles, exploré dans une première phase, a été amélioré par la proposition d'un modèle formel, nommé DEB-DEVS, du modèle métabolique (de la théorie du budget d'énergie dynamique (DEB)) commun aux modèles précédents. Cette proposition est le résultat d'une réflexion sur la représentation de la dynamique interne des agents dans des modèles de l'écologie. DEB-DEVS a été illustré par deux modèles classiques de l'écologie théorique.