Une recherche organisée en 4 thèmes :

Modéliser des phénomènes complexes

Pour modéliser un système complexe, il faut pouvoir appréhender par reconstruction multi-échelles un modèle où les paramètres et processus clefs du système sont plus que la somme des parties, mais où chaque partie peut agir sur le tout ; et même, le fonctionnement du tout rétroagir sur chaque composante, c’est l’objet d’un type d’approche du phénomène d’émergence à la base de la « science des systèmes complexes ».

Depuis plus d’une dizaine d’années, ce terme fait référence à un ensemble de concepts et de méthodes d’investigation qui regroupe des approches variées : méthodes de simulation individus-centrées en dynamique des populations ou au contraire méthodes mathématiques d’agrégation de variables, représentations simplifiées d’espaces géographiques à base d’automates cellulaires, analyses physiciennes de seuils et transition critique en physique
etc.

Thématiques de recherche

Le projet scientifique de l’unité s’articule autour des quatre thèmes suivants, dont les responsables
sont nommés par la Direction de l’UMI.

Thème 1 : Systèmes Dynamiques.

La modélisation en dynamique des populations a pour objectif d’apporter des éléments de compréhension des mécanismes régissant le monde du vivant et de prédire l’évolution de systèmes biologiques. Cette approche couvre à la fois des champs de recherche fondamentale tels que le développement d’outils mathématiques et informatiques pour la modélisation, et des champs de recherche finalisée tels que l’étude de systèmes écologiques ou biologiques ciblés. Les études de modèles théoriques en dynamique des populations contribuent à déplacer les frontières de la connaissance en permettant de mieux comprendre les effets d’interactions entre différentes populations animales ; les modèles appliqués visent à apporter des réponses à des enjeux sociaux, économiques ou culturels à des problèmes concrets identifiés. L’approche théorique permet d’apporter des informations sur un système biologique quand il n’est pas possible d’avoir recours à des expérimentations dans des conditions raisonnables. Cette approche est fortement sollicitée par les acteurs du monde de la recherche (écologistes, biologistes) car elle permet d’étudier des systèmes présentant des interactions nombreuses et complexes. Elle permet également de proposer des simulations de l’évolution d’écosystèmes, notamment dans le contexte d’enjeux écologiques majeurs tels que le changement climatique et l’accroissement de la pression démographique, dans le but d’apporter des outils d’aide à la décision aux acteurs socio-économiques et culturels en particulier au sud.

Thème 2 : Modélisation à base d’Agents.

La Modélisation et la Simulation informatique des dynamiques sociales urbaines et environnementales s’inscrivent dans une optique de développement sociétal et environnemental en vue de proposer de nouveaux instruments de décision basés sur la modélisation, la simulation et la fouille de données. Basés sur le couplage de modèles descriptifs pluridisciplinaires, donnant lieu, par simulation, à de véritables expérimentations virtuelles, ces instruments apporteront une meilleure appréciation du devenir des systèmes simulés. En outre, ils favoriseront la mise en perspective de scénari « what if » permettant d’évaluer des politiques avant leur mise en application, au moyen de simulations massives, de jeux sérieux ou de techniques d’exploration « intelligentes ». Cette équipe s’inscrit dans le vaste domaine des sciences de la complexité et réalise des recherches en informatique fédéré par une ambition commune : la mise en place d’un environnement complet dédié à la modélisation et simulation informatique, ensemble cohérent d’outils conceptuels, méthodologiques et logiciels suffisamment génériques pour permettre leur usage dans la plupart des thématiques scientifiques. Les enjeux principaux de l’équipe consisteront à donner une réalité opérationnelle à ces outils, à résoudre les problèmes scientifiques qu’ils posent à l’informatique et à ses domaines connexes, à les évaluer dans des situations concrètes en liaison avec des partenaires du Sud et à les mettre à disposition des communautés disciplinaires et des décideurs.

Thème 3 : Milieux et Ressources Vivantes.

Dans un contexte international (IPBES http://www.ipbes.net/), national (FRB http://www.fondationbiodiversite.fr/) et régional (LabEx CeMEB http://www.biodiversite-montpellier.org/) favorable aux études portant sur la biodiversité en général, et sur les liens entre la dynamique des milieux et des ressources vivantes en particulier, l’UMI 209 UMMISCO souhaite capitaliser les travaux menés par ses membres sur cette thématique en les structurant sous la forme d’une équipe « Modélisation mathématique et informatique des milieux et ressources vivantes » (équipe 3). Cette équipe partage la même vision que l’équipe « Modélisation mathématique et informatique en épidémiologie » (équipe 4) en mettant en avant le caractère finalisé de ses activités. En se référant à des méthodes mathématiques et informatiques de modélisation, elle s’articule aussi avec les deux équipes « Méthodes mathématiques pour la dynamique des populations » (équipe 1) et « Méthodes informatiques pour la gestion de l’environnement naturel et urbain » (équipe 2) qui, elles, affichent un caractère de recherche davantage fondamentale.

Thème 4 : Santé et Epidémiologie

Les sciences de la santé ont toujours été un champ extrêmement prisé par les théoriciens, principalement parce que ces approches théoriques permettent d’apporter des éléments de réponses dans des situations où la mise en place d’expérimentations se révèle très compliquée, voire impossible. La communauté médicale a ainsi rapidement compris la plus-value importante de ces approches théoriques, permettant à ces deux champs de co-construire des projets de recherche donnant lieu à des innovations méthodologiques permettant de répondre à des questions médicales jusque là inaccessibles. C’est précisément l’objectif de l’équipe proposé.

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Campus Ird France Nord
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Bourses de thèse

UMMISCO est une Unité Mixte Internationnale de Modélisation Mathématique et Informatiques des Systèmes Complèxes. Cette unité évaluée par l’AERES est composé de 63 chercheurs ou enseignants-chercheurs permanents qui mènent des recherches en informatique et en mathématique appliquée à des problématiques réelles touchant l’épidémiologie, l’écologie, et la société.

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UMI 209 UMMISCO
32 Avenue Henri Varagnat
93143 Bondy Cedex
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tel : 01 49 02 69 69

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