Résumé Thèse Javier Gil-Quijano


1. Objectifs et problématique:
L'objectif principal de nos recherches a été de comprendre les dynamiques de la mobilité résidentielle à Bogotá à l'aide de simulations. Pour cela, nous sommes partis de l'hypothèse selon laquelle Bogotá, comme toute autre grande ville, est un système complexe en raison de son grand nombre d'habitants, qui prennent des décisions individuelles, et qui ont des interactions non linéaires avec les différents composants : espace, ménages, logements, planificateurs. Traditionnellement, la mobilité résidentielle est modélisée au niveau individuel. Mais la majorité de ces modèles, trop détaillés, sont très difficiles à comprendre. Or, ce résultat est contraire à l'idée de base de tout processus de modélisation qui consiste à trouver une simplification pertinente de la réalité. Pour réduire la complexité, il est judicieux d'utiliser des abstractions et de travailler à différents niveaux de représentation. Notre travail repose sur deux principes fondamentaux : le processus de décision peut se trouver au niveau méso qui est défini par des groupes pertinents d'individus ; la distribution totale de la population peut être expliquée à partir des interactions entre ces groupes. à partir de ces principes, nous avons proposé de développer un modèle de simulation basé sur des systèmes multi-agents qui a pour objectif de répondre à deux questions fondamentales. Est-on capable de reproduire et d'expliquer, par simulations, la formation et l'évolution des groupes de logements et de ménages à partir des comportements individuels ? Est-on capable de modéliser le processus de décision et les interactions au niveau des groupes pour simuler et expliquer les dynamiques de la distribution de la population en éliminant l'hypothèse d'équilibre?.

2. Méthodologie et mise en oeuvre:
Traditionnellement la création des groupes (typologies) se fait par des méthodes statistiques, telles que l'analyse multi-variée. La principale limite de ces méthodes est qu'elles ne permettent pas de modéliser les dynamiques de l'évolution des groupes dans le temps. L'intérêt et l'originalité de notre travail est donc d'utiliser des systèmes multi-agents pour modéliser la formation des groupes, retracer leur évolution et leur disparition. Ainsi nous proposons un modèle qui combine deux systèmes multi-agents différents qui interagissent. Le premier permet de passer du niveau micro au niveau méso par la simulation de la formation et l'évolution des groupes et le second agit au niveau méso en simulant les interactions entre ces groupes pour modéliser la mobilité résidentielle en localisant le processus de décision à ce niveau.

3. Résultats et validation des simulations :
Nous avons utilisé des données réelles pour valider la pertinence des modèles implémentés. Nous avons produit de nombreux résultats liés à différentes expérimentations : ces résultats démontrent notamment une bonne stabilité des mécanismes développés et une bonne capacité de reproduction de la distribution spatiale de la population à la fin de la période de simulation. Nous avons développé des méthodes de validation basées sur la corrélation entre données réelles et données simulées sur des modes statistique et cartographique. Ces méthodes de validation nous ont permis de calibrer les paramètres du modèle. Nous avons ainsi développé un système de simulation complet depuis la conception jusqu'à la validation et au calibrage. Les deux modèles ont été développés en C++. Les résultats des simulations sont des fichiers en format XML qui sont transformés par des programmes écrits en XSLT en vue de la création automatique de cartes (format SVG), tableaux et graphiques comparatifs ainsi que des descriptions synthétiques des groupes (par le calcul des valeurs test ) et de leur dynamique.