Simulation: concepts, méthodes & outils

Introduction à la simulation basée sur différentes approches et pour différents domaines d'application. A la fin de ce cours, les apprenants pourront choisir le type de modèle adapté à l'application, construire le modèle, l'implémenter dans différents langages, lancer des expériences et en analyser les résultats.

Trois approches sont étudiées dans ce cours.

La simulation par évènements discrets :

Plus spécifiquement la simulation de flux (flux de personnes dans un établissement public, d'objets dans une chaîne de production ou dans un réseau logistique, etc.). Des connaissances de base en statistiques et probabilités sont utiles pour construire des modèles réalistes et comprendre les résultats des simulations. Le logiciel utilisé à la base est ARENA software.

La simulation par systèmes dynamiques :

Basée sur des systèmes d'équations différentielles. Nous sommes là sur une modélisation dite "agrégée", particulièrement utile pour étudier des phénomènes sur des grands groupes d'individus. Les apprenants doivent au moins connaitre le formalisme des équations différentielles ordinaires (EDO). Ils verront la modélisation par EDO puis leur résolution approchée par discrétisation en temps (Euler, Runge-Kutta). Les modèles étudiées, puis implémentés et enrichis lors des TD/TP, sont les modèles proie-prédateur (Lotka-Volterra), des modèle épidémiologiques (SIR), etc.

La simulation par agents :

Approche dite "individu centrée", avec la découverte du logiciel Netlogo, originellement utilisé plutôt dans le champ des sciences sociales. Cette partie nécessite un minimum de compétences en programmation, la maitrise de la programmation orientée objet en facilitant l'apprentissage. Seront abordés via cette approche les concepts des systèmes multi-agents. Les applications porteront sur les mêmes problématiques que celles abordées avec la simulation par systèmes dynamiques.