Les Instituts des Systèmes Complexes, ISCN (Le Havre), ISC-PIF (Paris), XSYS (Toulouse), IXXI (Lyon), et le RNSC s’associent pour organiser un atelier d’écriture collective sur une semaine avec les acteurs de la recherche en science des systèmes complexes. L’objectif est la mise à jour de la feuille de route systèmes complexes, utilisée comme référence dans plusieurs appels à projets “systèmes complexes”.
Les trois éditions précédentes, en 2006, 2009 ( https://hal-polytechnique.archives-ouvertes.fr/hal-00392486 ) et 2011 ont à chaque fois été très importantes pour la visibilité des recherche sur les systèmes complexes et la structuration des réseaux. Elles ont contribué significativement à la mise en place de plusieurs programmes de financement nationaux et internationaux.
Six ans après notre dernière édition, il est important de suivre l’évolution du domaine avec une nouvelle édition et de renforcer le tissu des instituts de recherche en sciences des systèmes complexes ainsi que leur lien avec le RNSC.
Pour la région Île-de-France, cette feuille de route est réalisée avec le soutien du DIM Problématiques transversales aux Systèmes Complexes.
Candidatures
L’ISC-PIF invite les chercheurs et chercheuses en sciences des systèmes complexes à se joindre à cet atelier de co-rédaction. Le nombre de places étant limité, les personnes souhaitant se joindre à cet atelier doivent remplir ce formulaire afin de déposer leur candidature.
Déroulement
L’atelier se déroule sur 5 jours : il commence le lundi 19 juin à 12h30 et se termine le vendredi 23 juin à 12h30. Dans la mesure du possible, les participants-tes restent sur place pour toute la durée de l’atelier.
Le but de la semaine est de livrer une nouvelle feuille de route présentant les grandes questions et grands objets des systèmes complexes, chacun correspondant à un chapitre. Ces chapitres seront rédigés en petits groupes.
Deux sessions de deux jours de rédactions seront ponctuées de sessions de restitution et de discussion collectives.
Lundi 19 juin (session 1)
- 12h-14h : repas
- 14h-16 : brainstorming, identification de thèmes, formation de groupes de travail et des rapporteurs de groupe
- 16h-16h30 : Pause
- 16-30-19h30 : ateliers de rédaction
- 19h45- 21h : repas
- 21h : discussions libres + cyclo (présentations spontanées)
Mardi 20 juin (session 1)
- 9h30-12h30 : ateliers de rédaction
- 12h30-14h : repas
- 14h-16h30 : point d’étape des atelier (présentation informelle) et commentaires (ouvert aux participants extérieurs)
- 16h30 – 17h : pause
- 17h-20h : ateliers de rédaction et finalisation des chapitres
- 20h-21h : repas
- 21h : discussions libres + cyclo (présentations spontanées)
Mercredi 21 (session 1/ session 2)
- 9h30-10h30 : Relectures croisées des chapitres
- 10h30-12h30 : Restitutions et discussions
- 12h30-14h repas
- 14h-16h00 : brainstorming, identification de thèmes, formation de groupes de travail et des rapporteurs de groupe
- 16h30 – 17h : pause
- 17h-20h : ateliers de rédaction
- 20h-21h : repas
- 21h : discussions libres + cyclo (présentations spontanées)
Jeudi 22 (session 2)
- 9h30-12h30 : ateliers de rédaction
- 12h30-14h : repas
- 14h-16h30 : point d’étape des atelier (présentation informelle) et commentaires (ouvert aux participants extérieurs)
- 16h30 – 17h pause
- 17h-20h : ateliers de rédaction et finalisation des chapitres
- 20h-21h : repas
- 21h : discussions libres + cyclo (présentations spontanées)
Vendredi 23 (session 2)
- 9h30-10h30 : Relectures croisées des chapitres
- 10h30-12h30 : Restitutions et discussions
- 12h30-14h : repas
Thèmes de la feuille de route
La feuille de route s’organise autour de grandes questions et grands objets dont voici quelques exemples tirés des précédentes feuilles de route.
Grandes Questions Transversales
Épistémologie formelle, expérimentation, apprentissage automatique
o Outils informatiques pour l’exploration et la formalisation
o Interactions entre humains assistées par ordinateur
Dynamiques stochastiques multi-échelles, instabilités et robustesse
o Le paradigme de la « cascade »
o Systèmes dynamiques aléatoires et bifurcations stochastiques
o Transitions de phase, motifs et comportements émergents
o Échelonnage spatio-temporel en physique et en biologie
Comportement collectif dans les systèmes homogènes et hétérogènes
o Dynamiques collectives des unités homogènes ou hétérogènes
o Dynamiques collectives dans les environnements hétérogènes
o Émergence de l’hétérogénéité et des processus de différenciation, hétérogénéité dynamique et diffusion de l’information
Du contrôle optimal à la gouvernance multi-échelles
o Étendre la portée du contrôle optimal
o Projeter les dynamiques complexes dans des espaces restreints
o Projeter le contrôle optimal dans un espace multi-échelles et de grande dimension
o Étendre le compromis exploration/exploitation jusqu’à la reformulation du problème
o Coadaptation de la gouvernance et des objectifs des parties prenantes
Reconstruction des dynamiques multi-échelles ; processus d’émergence et d’immergence
o Élaborer des cadres conceptuels communs et pertinents pour les sciences de la vie 8/16
o Elaborer des cadres conceptuels pour formaliser les processus d’émergence et d’immergence dans les sociétés humaines
o Assurer la cohérence entre les modélisations d’un même système complexe à différents niveaux d’observation
o Développer des formalismes mathématiques et informatiques pour la modélisation des systèmes multi-niveaux et multi-échelles
Conception de systèmes complexes artificiels
o Utiliser les systèmes complexes artificiels pour comprendre et réguler les systèmes complexes naturels
o S’inspirer des systèmes complexes naturels pour concevoir des systèmes complexes artificiels
o Concevoir des systèmes complexes hybrides
L’émergence en physique : comportement collectif et fluctuations hors équilibre
o Auto-organisation et dynamiques spatio-temporelles de la matière complexe
o Fluctuations hors équilibre
o Matériaux métastables, relaxation lente et dynamique dans les verres
Théorie et mesure des réseaux
o Structure et hiérarchie, classification
o Formalismes, mesures et données
o Réseaux dynamiques : caractéristiques, mesures, propriétés et contrôle
o Exploration et visualisation de réseaux complexes
Perturbation et robustesse
o Analyse et caractérisation des états transitoires dans les systèmes dynamiques multi-échelles
o Identification et validation de la sensibilité aux perturbations des systèmes et de leurs modèles
o Etude du rôle de la variation et de la transition dans l’émergence et la stabilité de motifs (patterns)
Information, thermodynamique et causalité dans les systèmes complexes
o Comment identifier et caractériser l’information dans un système complexe ?
o La causalité dans les systèmes complexes : généralités et spécificités
o Sources d’information multiples dans les systèmes complexes : co-existence, coopération, chevauchement ou compétition ?
« Prédiction » par rapport à « compréhension » dans les systèmes complexes
o Lois et modèles
o Vers une thermodynamique des systèmes complexes ?
Grands Objets Multi-Échelles
La matière complexe
o Physique statistique hors équilibre
o Endommagement et rupture des matériaux hétérogènes
o Dynamiques vitreuses : verres, verres de spin et milieux granulaires
o Bifurcations en milieux turbulents: de l’effet dynamo aux dynamiques lentes
Des molécules aux organismes
o Fluctuations et bruit dans les systèmes biologiques
o Réseaux régulatoires dans le temps et l’espace
o Stabilité et homéostasie
o Approches multi-échelles de la cancérogenèse
o Approches métagénomiques et biologie des systèmes
Fonctions physiologiques
o Intégration de modalités d’observation d’activités physiologiques à différentes échelles spatio-temporelles
o Caractérisation du contexte déterminant l’apparition d’une fonction physiologique, ou sa stabilité et sa modulation
o Étude des relations entre l’ontogenèse d’une fonction physiologique et ses éventuels dysfonctionnements
Complexités écosystémiques
o Développer des systèmes d’observation et d’expérimentation pour la reconstruction des dynamiques à long terme des écosystèmes
o Modéliser les relations entre biodiversité, fonctions et dynamiques des écosystèmes
o Associer la biologie intégrative et l’écologie pour décoder les mécanismes évolutifs
o Simuler des paysages virtuels (intégration et couplage des modèles biogéochimiques et écologiques aux maquettes de paysages dynamiques)
o Concevoir des systèmes d’aide à la prise de décision pour des écosystèmes multi-fonctionnels
De la cognition individuelle à la cognition sociale
o Dynamique multi-échelle du cerveau qui apprend
o Cognition individuelle, contraintes cognitives et processus de décision
o Aide à la décision et l’élaboration de politiques
o Cognition sociale et dynamique des réseaux socio-sémantiques
o Humanités numériques
Individus, structures, sociétés
o Émergence de comportements collectifs dans les populations biologiques
o Evolution culturelle et co-évolution individus/société
o Coévolution des individus, des structures et des territoires
o Hétérarchies, organisations multi-échelles
Innovation, apprentissage et coévolution
o Comprendre les conditions dynamiques de l’innovation
o Modéliser les innovations et leurs rythmes
o Comprendre la relation entre cognition et innovation
o Reconstruction historique des processus sur le temps long
Intelligence territoriale et développement durable
o Comprendre la différenciation territoriale
o Vers une gouvernance territoriale réflexive
o Viabilité et observation des territoires
o Modélisation, simulation et contrôle des systèmes socio-techniques adaptatifs (exemples : systèmes de santé, systèmes de transport, systèmes financiers…)
Intelligence ubiquitaire
o Conception locale et propriétés générales (routage, contrôle et confidentialité)
o Calcul autonome (robustesse, redondance, résistance aux défaillances)
o Nouveaux modèles computationnels (résolution et stockage distribués, fusion d’informations spatiales, temporelles ou multimodales, émergence d’abstractions)
o Nouveaux paradigmes de programmation : création et ancrage des symboles (preuves et validations comprises)
Géosciences et environnement
o Comprendre et réduire les incertitudes
o Physique statistique hors équilibre du système terrestre
o Modèles intégrés des changements climatiques, de l’économie et des dynamiques de populations structurées
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