Thèse Modèle dynamique de transport basé sur les activités

De système le plus simple (cellule) au système le plus complexe (humain), le
phénomène d’auto-organisation se manifeste universellement. Nous pouvons citer des
exemples tels que les comportements collectifs émergeant et disparaissant spontanément
dans les groupes d’animaux ou d’insectes sociaux. Un système comme la colonie de fourmis
montre comment les fourmis organisent automatiquement leur société et effectuent les
travaux selon leurs rôles respectifs et en suivant des règles très simples.
Dans le domaine des transports, l’étude basée sur le phénomène d’auto-organisation
ouvre une nouvelle perspective sur la dynamique de flux de véhicules et de piétons. De
nombreuses recherches ont été réalisées par Helbing et ses collaborateurs (voir
http://www.helbing.org/). Helbing et al. (Helbing, 1997a, b) montrent que la formation de
pistes de piétons s’interprète par le processus d’interaction entre les mouvements des piétons,
l’orientation des individus et le changement de l’environnement.
Dans le domaine socioéconomique, le phénomène d’auto-organisation a donné
naissance à un nouveau volet de recherche pour analyser la structure et le processus de
formation du comportement humain. Une nouvelle discipline « econophysique » est apparue
à laquelle une revue spécifique est dédiée. Généralement, l’auto-organisation est un
phénomène commun dans tous les systèmes complexes. Dans de tels systèmes, le
comportement global se caractérise par les propriétés de ses composantes mais il est
également influencé par les conditions à l’extérieur et l’intervention d’autres systèmes.
Historiquement, le terme « auto-organisation » a été proposé en 1947 par le psychiatre
et ingénieur W. Ross Ashby. La majorité des travaux de recherche sur la théorie et la
modélisation de l’auto-organisation est due à Hermann Haken en 1970. Dès lors ce
phénomène devient un terme très actif dans le domaine des systèmes complexes. La
définition de l’auto-organisation peut varier selon les contextes. Schweitzer (Schweitzer,
2003) a donné une définition générale :
“Self-organisation is defined as spontaneous formulation, evolution and
differentiation of complex order structures forming in nonlinear dynamic system by
way of feedback mechanisms involving the elements of the systems, when these
systems have passed a critical distance from the statistical equilibrium as a result
of the influx of unspecific energy, matter, or information”
Dans cette définition, plusieurs notions sont abordées : la structure de formation,
l’évolution du système, et l’état critique auto-organisé. Ces caracteristiques sont importantes
dans le cas d’un système complexe. Pour mieux comprendre le phénomène
d’auto-organisation, nous mettons l’accent sur les problématiques liées à la formation
dynamique du modèle du système et les conditions d’émergence du phénomène
d’auto-organisation. Cette section se divise en deux parties. Dans un premier temps, nous
allons étudier les propriétés de l’auto-organisation en faisant le lien entre microscopique et
macroscopique dans un système dynamique. L’accent est mis sur le concept du « synergie »
qui nous permettra de mieux comprendre la structure générale de la formation des propriétés
macroscopiques. Dans un second temps, nous présenterons le schéma d’agrégation de
Muncaster (Muncaster, 1983) visant à généraliser le processus d’agrégation d’un niveau
microscopique au niveau macroscopique d’un système.
4.1. Les propriétés du phénomène d’auto-organisation
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