ATELIER THEMATIQUE IDEAS IDEAS for Design, knowledge

ATELIER THEMATIQUE IDEAS
IDEAS for Design, knowledge Engineering
Applied to living complex Systems
17/10/2011 14h00 - 21/1002011 13h
Institut des Systèmes Complexes Paris Île-de-France
57-59 rue Lhomond
F-75005, Paris
France
(accès : http://www.iscpif.fr/tiki-index.php?page=contact-us-fr )
Objectif de l’atelier thématique IDEAS: Les défis actuels de la modélisation sont la
représentation intégrée de connaissances, la prise en compte des aspects multiéchelles, des
données hétérogènes, de l’incertitude pour affiner la compréhension des SC et contribuer à
des prises de décision plus robustes. Des outils de la communauté des SC sont développés
dans le but de répondre à ces défis. L’atelier thématique IDEAS a pour objectifs de présenter
et expérimenter certains de ces outils et de les mettre en pratique en science du vivant sur
l’objet aliment.
Cet atelier s’adresse à des chercheurs, doctorants, ingénieurs, postdocs, … sensibilisés à la
modélisation ayant déjà écrit au cours de leur pratique ou de leur formation de programmes
informatiques même limités et qui souhaitent expérimenter les outils de la communauté des
SC. L’école débutera par un atelier d’introduction à la programmation.
Intervenants lors du séminaire : Cristian Trelea (CT, AgroParistech Malices), Patrick Siarry
(PS, Paris 12), Pierre-Henri Wuillemin (PHW, LIP6), Sophie Martin (SM, CemagrefISC), Isabelle Alvarez (IA, Cemagref), Cedric Baudrit (CB, INRA), Nathalie Perrot (NP,
INRA Malices-ISC), Denis Flick (DF, AgroParisTech), Evelyne Lutton (EL, INRIA),
Paul Bourgine (PB, ISC, Ecole Polytechnique), Romain Reuillon (RR, ISCPIF),
Sebastien Gaucel (SG, INRA Malices), Andres Veijar (AV, ISCPIF, INRA Malices), Julie
Foucquier (JF, INRA), Mathieu Leclaire (ML, ISC PIF), Gérard Brochoire (GB, INBP).
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Programme du séminaire
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Lundi
SEQUENCE 1 INTRODUCTION
14h-15h30 : Introduction au sujet de IDEAS (Tous), Introduction aux systèmes
complexes (PB), et introduction à la problématique concernant l’aliment (NP et PB,
GB).
L’objectif de cette introduction sera de présenter l’ école d’ Automne, de positionner la
problématique à laquelle nous nous confrontons en génie des procédés alimentaires et
de mettre en évidence les verrous et approches méthodologiques qui peuvent être développées
en lien avec la communauté des systèmes complexes.
15h30-18h : Introduction à la programmation en SCALA et TD. Préparation de
l’environnement de calcul pour la suite de l’école (RR, AV, ML, JF)
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Mardi
SEQUENCE 2 CONSTRUCTION DE MODELES DETERMINISTES
Responsables du module : RR et SG
L’objectif de cette séquence sera de présenter le principe d’un modèle déterministe sur un
cas concret et de faire programmer sur PC un algorithme représentant ce modèle. Le calcul et
la prise en compte des incertitudes associés à un tel modèle seront présentés et illustrés.
9h-12h:Construction d’ un modèle déterministe de perte en masse de fromage en cours
d’ affinage en SCALA, TD (RR, SG, DF)
13h45-18h : Calculs et prise en compte des incertitudes associés à un modèle
déterministe
13h45-15h45 : Présentation et illustration du calcul des champs de températures au sein
d’un hâloir et de l’impact sur les entrées du modèle construit. Présentation de
COMSOL. Couplage du modèle à un modèle de représentation de réfrigérateur
ménager. (DF)
16h-18h : Présentation et Illustration du calcul de propagation d’incertitude
(distribution de probabilité, possibilité, fonctions de croyance, P-boxes, ensembles
aléatoires flous) sur un modèle déterministe en partant des champs calculés
précédemment. (CB)
20h SOCIAL EVENT
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Mercredi
SEQUENCE 3: CONSTRUCTION DE MODELES MULTI ECHELLES SOUS
INCERTITUDES AVEC PRISE EN COMPTE DES DIRES D’EXPERTS
Responsables du module : CB
L’objectif de cette séquence sera de présenter le fonctionnement cognitif d’un expert et
des outils pour prendre en compte totalement ou partiellement cette expertise. Un outil de
représentation des systèmes dynamiques incluant l’expertise humaine sera également
présenté. Certains de ces outils seront programmés ou manipulés par les participants avec
comparaison des résultats entre les différentes méthodes implémentées.
9h-12h : Présentation de l’expert et son fonctionnement et comment peut-on prendre en
compte son expertise. TD sur une méthode, la logique floue pour prendre en compte l’
expertise autour de l’affinage de fromage. (NP)
14h-18h : Réseaux Bayésiens Dynamiques (RBD): outils de représentation de systèmes
dynamiques multi échelles (PHW, CB). Présentation et TD, construction d’un RBD sur
un exemple simple associé au modèle déterministe construit, illustration d’un RBD
représentant un modèle multiéchelle d’ affinage de fromage.
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Jeudi
SEQUENCE 4: VIABILITE ET ROBUSTESSE
SYSTEME : DES OUTILS D’AIDE A LA DECISION
Responsable du module : IA
GEOMETRIQUE
D’ UN
L’objectif de cette séquence sera une présentation et mise en pratique des outils de viabilité
et robustesse géométrique pour aider à la décision. Cette séquence sera appliquée au modèle
construit en séquence 2.
9h-12h : Etude de viabilité sur le modèle construit en séquence 2, TD avec définition de la
cible (SM, IA)
14h-18h : Etude de robustesse couplée à la viabilité, Illustration et simulations (IA, RR)
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Vendredi
SEQUENCE 5 : METAHEURISTIQUES POUR AIDER A LA DECISION
Responsable du module : EL
9h-12h30 :Métaheuristiques (recuit simulé, algorithmes évolutionnaires, recherche
tabou,algorithmes de colonies de fourmis, algorithmes d'estimation de distribution,
optimisation par essaim particulaire (OEP), etc.). (PS, EL). L'essentiel sera consacré au
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principe même de ces méthodes, en posant d'abord le cadre général de l'"optimisation
difficile" et des métaheuristiques, censées rechercher de "bonnes" solutions en un temps
de calcul "raisonnable".On pourra insister sur le fait que ces méthodes sont le plus
souvent d'origine discrète, bien que les applications les plus courantes en pratique concernent
l'optimisation en variables continues. D'où l'intérêt pour les approches qui s'intéressent à
l'adaptation des métaheuristiques aux problèmes à variables continues. Une partie de
l'exposé sera donc consacré à ces dernières approches ainsi qu’aux approches de type
algorithmes évolutifs et algorithmes évolutifs interactifs (EL et PS) et TD (CT)
12h30-13h Debriefing
Remarque : construction d’une clé USB qui sera emportée par les participants pour pouvoir
disposer d’outils dans leurs labos. Chacun devra venir avec 1 PC portable et possibilité de
booter sur une clé USB.
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