Thèse soutenue

Distribution de Processus Décisionnels Markoviens pour une gestion prédictive d’une ressource partagée : application aux voies navigables des Hauts-de-France dans le contexte incertain du changement climatique

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Auteur / Autrice : Guillaume, Louis, Florent Desquesnes
Direction : Eric Duviella
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Informatique, automatique
Date : Soutenance le 23/10/2018
Etablissement(s) : Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Lille Douai
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : IMT Lille Douai
Jury : Président / Présidente : Nathalie Peyrard
Examinateurs / Examinatrices : Laëtitia Matignon, François Pérès, Guillaume Lozenguez, Arnaud Doniec
Rapporteurs / Rapporteuses : Olivier Bernard Henri Buffet, Joseba Quevedo Casin

Résumé

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Les travaux de cette thèse visent à mettre en place une gestion prédictive sous incertitudes de la ressource en eau pour les réseaux de voies navigables. L'objectif est de proposer un plan de gestion de l'eau pour optimiser les conditions de navigation de l'ensemble du réseau supervisé sur un horizon spécifié. La solution attendue doit rendre le réseau résilient aux effets probables du changement climatique et aux évolutions du trafic fluvial. Dans un premier temps, une modélisation générique d'une ressource distribuée sur un réseau est proposée. Celle-ci, basée sur les processus décisionnels markoviens, prend en compte les nombreuses incertitudes affectant les réseaux considérés. L'objectif de cette modélisation est de couvrir l'ensemble des cas possibles, prévus ou non, afin d'avoir une gestion résiliente de ces réseaux. La seconde contribution consiste en une distribution du modèle sur plusieurs agents afin de permettre son passage à l'échelle. Ceci consiste en une répartition des capacités de contrôle du réseau entre les agents. Chaque agent ne possède ainsi qu'une connaissance locale du réseau supervisé. De ce fait, les agents ont besoin de se cordonner pour proposer une gestion efficace du réseau. Une résolution itérative avec échanges de plans temporaires de chaque agent est utilisée pour l'obtention de politiques de gestion locales à chaque agent. Finalement, des expérimentations ont été réalisées sur des réseaux réels de voies navigables françaises pour observer la qualité des solutions produites. Plusieurs scénarios climatiques différents ont été simulés pour tester la résilience des politiques produites.