Thèse préparée par Miriam Zawadi Muchika

Titre : Combiner Système Multi-Agent et Graphe de Connaissances pour résoudre des problèmes décentralisés en suivant une approche de Jumeaux Numériques dans un Système Cyber-Physique Ouvert

Début de thèse : 2023
Fin de thèse : 2026

Résumé :L’intégration des technologies numériques avec les systèmes physiques a donné naissance aux Systèmes Cyber-Physiques, où les composants informatiques communiquent entre eux et interagissent avec le monde physique via des capteurs et des actionneurs dans une boucle de rétroaction. Dans ce contexte, les Jumeaux Numériques (JNs) ont émergé comme une solution d’intégration de la modélisation numérique d’une entité avec sa dimension physique. En considérant une synchronisation en temps réel entre ces deux dimensions, les JNs permettent une surveillance et un contrôle des actifs physiques. Cependant, malgré leur utilisation répandue comme outils d’aide à la décision dans diverses applications, les JNs actuels présentent une limitation : ils ne possèdent pas de capacités de prise de décision autonome et dépendent d’entités externes pour déterminer les actions à entreprendre afin de contrôler leurs homologues physiques. Cette dépendance limite leur potentiel, dans des systèmes où la capacité à réagir rapidement aux imprévus et à s’adapter en temps réel est cruciale pour maintenir son efficacité – par exemple dans la logistique urbaine, où un retard dans la prise de décision face à un embouteillage inattendu peut impacter toute la chaîne de livraison.
Ce projet de thèse vise donc à développer une nouvelle génération de Jumeaux Numériques dotés de leur propre processus de prise de décision et participant à une décentralisation de la prise des décisions entre les différentes entités du système. Il s’appuie sur les systèmes multi-agents pour renforcer l’autonomie décisionnelle et sur les graphes de connaissances pour structurer la représentation des données et favoriser l’interopérabilité entre les différentes partie prenantes.
Le domaine de la logistique urbaine, et plus particulièrement de la livraison du dernier kilomètre, servira d’étude de cas pour valider cette approche. La livraison du dernier kilomètre fait face à des défis majeurs dans les villes denses comme la congestion routière, les restrictions d’accès, le volume croissant de livraisons et la prise en compte de contraintes environnementales. L’intégration de jumeaux numériques autonomes permettrait non seulement une surveillance en temps réel des actifs physiques (ex. Camion de livraison), mais aussi une gestion décentralisée des opérations avec une capacité de réaction en temps réel face aux perturbations.

Mots clés : Jumeaux Numériques, Système Multi-Agents, Graphe de Connaissances

Date de soutenance prévue : Janvier 2026

Encadrement :