IRIT - UMR 5505

English
CNRS
INPT
UPS
UT1
UTM
  Bandeau IRIT
 

  Sibertin-Blanc Christophe


  Statut : Permanent
  Service / Equipe :  Systèmes MultiAgents Coopératifs
  Contact : sibertin@irit.fr
  Localisation : UT1 - Manufacture des Tabacs, ME313
  Téléphone : 05 61 12 87 94
  Publications : Publications

  Professeur d'informatique à l'Université Toulouse 1 - Capitole

  Chercheur à l'IRIT


 

 

 

Recherche

Recherche

Le projet MAELIA : simulation model of a Socio-Ecological System

 Le projet MAELIA (Multi-agent for Environmental Norms Impact Assessment) développe une plateforme de simulation multi-agents à haute résolution pour l'étude des impacts environnementaux, économiques et sociaux des évolutions de la réglementation sur les prélèvements d'eau pour l'irrigation et des changements climatiques prévisibles. Ce projet transdisciplinaire associe 4 laboratoires Toulousains et il intègre un grand nombre de dimensions des systèmes socio-écologiques : hydrologie, agronomie (croissance des plantes, …), agriculture (assolement, itinéraires techniques, …), processus socio-économiques (consommations industrielle et domestique de l'eau, usage des sols, …), climat ainsi que la gestion de la ressource en eau (contraintes réglementaires, arrêtés préfectoraux, gestion des barrages, …). Outre l'acquisition d'une grand variété de connaissances empiriques, l'élaboration d'un tel modèle pose des questions en ce qui concerne :
  • la nécessité d'un méta-modèle qui permette aux différentes disciplines d'intégrer leur connaissances spécifiques dans une représentation homogène et partagée du système, et d'implanter ce modèle dans un simulateur dont le fonctionnement est aussi transparent que possible ;
  • l'instanciation de ce modèle à partir de données brutes incomplètes et hétérogènes en temps, espace et détail ;
  • la calibration de nombreux processus en fortes interactions. Publications

Le projet SocLab : Modelisation des Organisations Sociales

La Sociologie de l'Action Organisée (Crozier et Friedberg, 1977) est une théorie sociologique qui s'attache à découvrir le fonctionnement effectif d'une organisation, au-delà des règles formelles qui la codifient. Largement enseignée et à la base de toutes les méthodes de gestion du changement ou de diagnostique organisationnel, cette théorie permet de rendre compte de la façon dont, dans une organisation, chacun des acteurs instrumentalise les ressources qu’il contrôle pour se donner les moyens d'exercer un certain pouvoir et ainsi se garantir ainsi une relative liberté d’action, même réduite, pour réaliser ses objectifs propres. Le projet SocLab est une recherche transdisciplinaire menée avec des sociologues du LEREPS/CIRESS (Université Toulouse 1) en vue de formaliser cette théorie.
La plateforme SocLab est un outils de diagnostique organisationnel qui permet de :
  • modéliser la structure d'une organisation réelle, en fonction de l'analyse sociologique des moyens et des comportements de ses principaux acteurs, ou d'une organisation virtuelle (thèse de Matthias Mailliard) ;
  • étudier analytiquement les propriétés de sa structure (qui pourrait faire quoi, conflits, alliances, …) ou de certaines configurations remarquables (thèse de Paul Chapron);
  • calculer, par un algorithme qui simule la rationalité limitée des acteurs dans le jeu social, comment il est plausible qu'ils se comportent les uns vis à vis des autres en terme de coopération (thèse de Joseph El Gemayel).
Les travaux les plus récents portent sur la prise en compte dans le comportement des acteurs des émotions sociales  et de leur degrés d'engagement (ou de retrait) dans l'organisation.
Du point de vue de l'informatique, l'importance essentielle reconnue au niveau organisationnel dans les SMA fait aujourd'hui l'objet de nombreux travaux, dont certains s'inspirent de métaphores issues de l'éthologie. La sociologie, et plus particulièrement la Sociologie de l'Action Organisée, constitue une source de métaphores extrêmement riche et bien fondée pour proposer de nouveaux modèles de coordination et d'organisation dans les SMA. Par ailleurs, les techniques développées pour simuler le comportement des acteurs sociaux pourraient être mises en oeuvre pour doter les personnages dans des contextes de réalité virtuelle, ou les avatars, de comportements socialement vraisemblables.
Du point de vue de la sociologie, la rigueur imposée par la formalisation soulève des questions nouvelles qui conduisent à un réel approfondissement de cette théorie. SocLab constitue un laboratoire virtuel d’un grand intérêt scientifique pour une discipline n'ayant aucune possibilité d'expérimentation, que ce soit pour objectiver les attendus et résultats d'une analyse sociologique, pour l'enseignement, le diagnostic d'entreprise ou plus généralement la comparaison et l'évaluation d'organisations. Publications

 

Haut de page

 

Meta-modélisation

L'emploi d'un formalisme de modélisation induit un certain regard sur le système que l'on considère. Tout modèle repose sur un méta-modèle dont les qualités syntaxiques, sémantiques et pragmatiques sont essentielles, tant pour le modèle lui-même que pour le processus de modélisation. Le méta-modèle sous-jacent aux Réseaux de Petri à Objets (RPO) et aux Objets CoOperatifs (COO) est relativement simple : la structure d’un système est constituée d'Entités, d’Acteurs et d'Opérations, à partir desquels peut être défini un ensemble d’Actions comme le fait que « un Acteur réalise une Opération avec des Entités ». Le comportement d’un système, ou l’ensemble des trajectoires possibles dans son espace d’état, est alors déterminé par sa structure de contrôle qui définit les séquences d'occurrences d'Actions (les actes) admissibles par la synchronisation soit de l’activité des Acteurs, soit des processus du système, soit des cycles de vie des Entités. Tout ceci se modélise très élégamment avec des réseaux de Petri, qui permettent la concurrence vraie et les interactions asynchrones. Publications
 

 Coordination dans les SMA

La plupart des propriétés spécifiques des Systèmes Multi-Agents proviennent des « aptitudes sociales » des agents, qui leur permettent d’interagir intensivement les uns avec les autres par des mécanismes de coordination, collaboration, coopération, communication, ou d’autres encore. Dès que les agents interagissent de façon régulée par des contraintes explicites, tous ces mécanismes reposent sur la notion de protocole vu comme ensemble d’actes de communication atomiques causalement reliés les uns aux autres.
La qualité de la spécification, de la validation et de la mise en oeuvre des protocoles est donc un aspect essentiel de l’ingénierie des SMA : elle détermine, par exemple, la possibilité de réaliser des SMA fonctionnellement fiables, flexibles et maintenables, sûrs de fonctionnement même dans un environnement d’exécution ouvert, supportant le passage à l’échelle et l’interopérabilité entre agents hétérogènes. Un enjeu particulièrement important est d’assurer l’autonomie des agents tout en garantissant le respect des règles des protocoles déployés.
Nos recherches considèrent les protocoles comme des entités constitutives des SMA, qui doivent donc être considérés comme telles à tous les niveaux : la spécification, la validation, l’architecture logicielle et l’exécution.
Cela nous a conduit à proposer un méta-modèle des protocoles associé à une technique de spécification par réseaux de Petri, une architecture à base de composants qui permet de considérer les protocoles comme des ressources pour l’interaction, et un modèle d’exécution selon lequel chaque conversation (ou instance d’un protocole) est un processus géré par un composant spécifique et chaque agent a les moyens de coordonner ses participations à plusieurs conversations simultanées. Publications

 

Haut de page

 

WorkFlow Inter-organizationnel

Différents facteurs économiques et socio-techniques conduisent les organisations à constituer des réseaux de collaborations. Pour cela, elles interconnectent leurs Systèmes d'Information, mettent en commun leurs compétences, partagent des ressources (informations, connaissances, processus, ...) et ainsi constituent des systèmes d'information coopératifs, distribués et hétérogènes, qui doivent être coordonnés pour rendre un service global commun.
Dans ce contexte, le workflow inter-organisationnel a pour objectif de coordonner l'exécution de processus (i.e. procédure administrative, procédé industriel, protocole d'interaction) répartis sur des organisations différentes. 
Selon l’approche des Systèmes d’information Orientés Agents, nous avons défini des modèles de coordination constitués :
  • d'une architecture logicielle à base de composants médiateurs (ontologie, match-maker...),
  • d'un langage de spécification de la coordination,
  • de protocoles formels qui gouvernent l'interaction entre les différents composants logiciels de l'architecture.
Les services workflows sont spécifiés à l'aide de Réseaux de Petri à Objets (RdPO), ce qui permet leur analyse et leur simulation, et ensuite dérivés en OWL-S, ce qui permet leur publication et leur invocation sous forme de webservices. Des extensions déontiques des RdP sont en cours. Publications

 Semantics for UML Sequence Diagrams

Sequence Diagrams (SD) are one of the UML diagrams used to model the dynamic dimension of a system. They allow to describe interactions between the system and the actors of its environment or between the component objects of the system. A SD describes the sequence of communications that occur in the course of a selected run of the system, that is the trace of the messages that are exchanged during this run. SD are a very popular language because of their clear graphical layout that gives an immediate intuitive understanding.
However, UML 1.x SD have no formal semantics since the dynamic of interaction is defined as a global ordering of the messages and not as an ordering of the sending and receiving actions performed by the objects. This results in an ambiguous reading of a UML 1.x SD: the representation suggested by the visual layout – the succession of events along the top-to-down lifelines synchronized by the horizontal messages –, that is not in accordance with the unique thread of control gathering all messages in a single sequence.
This lack of a formal semantics is one of the drawbacks of UML 1.x, and the same holds for its standardization as the ISO/IEC 19501 specification. It prevents to deduce from a SD specification the internal behavior of objects, the automatic generation of code, to have a global model of the system, and the use of SD as test cases for the functional validation; from a cooperative engineering point of view, it entails ambiguities in the understanding of SD and thus frustrates the UML objective to ease the communication between the stakeholders of a software project.
The 2.0 version of UML reduces this deficiency by providing SDs with a MSC-like operational semantics, without changing their graphical layout. This change raises questions about the reuse of SDs that have been earlier drawn in a UML 1.x perspective and thus require a new interpretation into the UML 2.0 semantics: to what extent the informal semantics that UML designers have given to UML 1.5 SD may be caught by the UML 2.0 formal semantics of SD?
We have addressed these issues by the proposal of four different operational semantics for UML1.x SD, based on various interpretation of the  following " For each message, its predecessors are the set of Messages whose completion enables the execution of the current message. All of them must be completed before execution begins ", so that designers can avoid the ambiguity of SDs. The respective relevance and the (structural and behavioural) properties of these semantics are studied. Once each SD of a specification has a well-defined semantics, it is possible to build the behavioural model of the whole system and notably to study its realisability.
The reference formalisms used in this work are partial order multisets (pomsets) and Petri nets. Publications

 

Haut de page

 

Enseignement

Genie du Logiciel, M2 Ingénierie et Gestion des Systèmes d’Information
(Informatics and Society, Software Properties and Qualities, Software Processes, Specification, Design, V&V and Tests, Management of Delays and Costs)

Modelisation des systemes sociaux, M2 Economie du developpement des Territoires

The R statistical software, M1 Ecole d'Economie de Toulouse

IModelisation et Ontologies, M2 Droit et Informatique

UML pour le developpement d'applications WEB, Licence Professionnelle Administration de sites Internet

 

Haut de page

 

 Encadrement

SocLab : un environnement pour la modélisation, l'analyse et la simulation des organisations sociales fondé sur la sociologie de l'action organisée : Matthias Mailliard (Thèse de doctorat, en cours)

Introduction du flou dans le modèle des organisations sociales selon Crozier et Friedberg : Vu Quang Anh NGUYEN (stage recherche M2 informatique, juin 2007)

Une plateforme pour jouer au jeu social : Fabien Lavigne, Antoine Letouzey (TER du M1 d'informatique, juin 2007)

Analyse des propriétés et des résultats de simulation dans SocLab : Damien JULIAN, Camille RICHARD, Fabien CROCHET, Sébastien LATRE, Hervé EICHWALD, Fabien BRICOUT (projet 3ème année ENSEEIHT, janvier 2007)

Etude des diagrammes de la dynamique d'UML par les réseaux de Petri : Omar TAHIR (Thèse de doctorat, décembre 2006)

 Sujets de stages de recherche

TITRE : Un modèle de la rationalité des acteurs sociaux orienté vers les équilibres de Nash

Nous avons entrepris depuis 4 ans, en collaboration avec des sociologues de l'Université Toulouse 1, une formalisation de la Sociologie de l'Action Organisée de M. Crozier et E. Friedberg. Cette théorie est largement enseignée et utilisée par les consultants appelés pour analyser l'origine des dysfonctionnements d'une organisation sociale. L'environnement SocLab (cf SourceForge) permet de décrire la structure d'une organisation, de simuler le comportement des acteurs sociaux (par apprentissage selon une rationalité limitée), et d'analyser les résultats produits dans le contexte de l'organisation étudiée.

Le modèle de rationalité qui est implanté dans SocLab est orienté vers la coopération, de façon que le jeu des interactions entre les acteurs se stabilise vers un optimum de Pareto (personne ne peut gagner plus sans que ce soit au détriment d'un autre). L'objet du stage est de trouver un modèle de rationalité des acteurs tel que le jeu se stabilise vers un équilibre de Nash (chaque acteur joue défensif, de façon s'assurer d'obtenir le maximum qu'il puisse quelque soit le comportement des autres). Eventuellement, des modèles d'autres rationalités pourront être recherchés, par exemple tel que le jeu se stabilise vers un état « égalitaire » (l'écart type entre les gains des acteurs est minimal), (anti-)éliste, etc.

TITRE : Introduction du flou dans la rationalité des acteurs sociaux

Nous avons entrepris depuis 4 ans, en collaboration avec des sociologues de l'Université Toulouse 1, une formalisation de la Sociologie de l'Action Organisée de M. Crozier et E. Friedberg. Cette théorie est largement enseignée et utilisée par les consultants appelés pour analyser l'origine des dysfonctionnements d'une organisation sociale. L'environnement SocLab (cf SourceForge) permet de décrire la structure d'une organisation, de simuler le comportement des acteurs sociaux (par apprentissage selon une rationalité limitée), et d'analyser les résultats produits dans le contexte de l'organisation étudiée.

En l'état actuel, la description de la structure d'une organisation nécessite, de la part de celui qui modélise cette organisation, de donner des valeurs numériques pour les taux d'enjeux et de solidarités des acteurs, et de définir des fonctions (linéaires, quadratiques, sigmoïdes, ?) pour décrire l'effet du comportement d'un acteur sur les autres. Pour le modélisateur, il y a une part d'arbitraire donner des valeurs précises, par exemple 0,2 de solidarité de A vers B plutôt que 0,15 ou 0,3. L'objet du stage est d'introduire le flou dans le modèle de la structure d'une organisation, et de présenter au modélisateur des résultats de l'analyse de cette organisation qui tiennent compte de cette « fuzzification ».

 

 Divers

Responsable de la Licence Professionnelle Technologies de l'information et de la communication en Petites et Moyennes Organisations

Participation au projet IsyCri

Participation au projet Cosmagem

Membre de Complex Systems Society

Membre de European Social Simulation Association

 

Haut de page