Recherche

Je suis membre du laboratoire de recherche ERIC (Entrepôts, Représentation et Ingénierie des Connaissances) depuis 2009.

Laboratoires fréquentés précédemment :

• LIRIS (Laboratoire d'InfoRmatique en Image et Systèmes d'information) de 2007 à 2008,
• LASS (Laboratoire d'Analyse des Systèmes de Santé) de 1998 à 2006,

Une recherche pluridisciplinaire

La complexité des systèmes est liée à la nature des relations entre les éléments, à l'évolution imprévisible du comportement global, au volume important des données ou encore aux limites mathématiques des modèles sous-jacents. J'ai appréhendé ces systèmes complexes au travers de travaux comme :

• la modélisation prétopologique des relations entre individus,
• l'étude du processus de négociation,
• la simulation de la dynamique de propagation de la pollution,
• la caractérisation de trajectoires patients dans le système de santé,
• la modélisation et l'extraction de connaissances par l'apprentissage incrémental de réseaux bayésiens,
• la simulation de modèles de réassurance sociale,
• l'identification d'opinion sur le web,
• ...

Actuellement, je travaille plus particulièrement sur des problèmes d'optimisation et sur les liens entre optimisation et apprentissage.

Dans ce cadre, j'ai:

• encadré la thèse d'Ahmed Kafafy (thèse soutenue en 2013 et co-encadrée par Ahmed Bounekkar) sur des problématiques d'optimisation multiobjectif. Dans ce travail, nous avons développé des algorithmes basés sur des métaheuristiques évolutionnaires.
• développé, dans le cadre d'une collaboration industrielle avec la société Seripress, deux algorithmes basés sur deux métaheuristiques différentes (le recuit simulé et les algorithmes génétiques) pour la résoluation du "2D Cutting Stock Problem with Setup Cost".
• travaillé avec Gérald Gavin (membre d'ERIC) sur l'exploitation de l'algorithme MCTS (Monte Carlo Tree Search) pour la résolution de problèmes d'optimisation, mais aussi à l’intégration de l'apprentissage dans ce même algorithme pour résoudre des problèmes d’optimisation combinatoire.
• encadré Jérémy Roos en thèse CIFRE à la RATP (thèse soutenue en 2018 et co-encadrée par Gérald Gavin) où nous avons abordé la problématique de la prévision à court terme des flux de voyageurs par une approche basée sur les réseaux bayésiens dynamiques à mélanges gaussiens. Son package GMGM (Gaussian Mixture Graphical Model Learning and Inference) est disponible sur le CRAN: https://CRAN.R-project.org/package=gmgm.

Je co-encadre (avec Ahmed Bounekkar) Renan Manceaux en thèse CIFRE depuis le 1er septembre 2024 au sein de la société WALTERRE. Renan travaille sur des problèmes d'optimisation de dépenses énergétiques des systèmes CVC (Chauffage, Ventilation et Climatisation). L'objectif est de combiner certains modèles issus du Machine Learning et des modèles physiques liés aux systèmes énergétiques.

J'encadre également Gildas Ye en thèse CIFRE depuis le 20 janvier 2025 au sein de WIMOVA. Gildas travaille sur des problèmes d'optimisation de déplacements de flottes de taxis et de VTC. L'objectif est de combiner des techniques d'optimisation combinatoire et d’apprentissage.

En parallèle, je m'intéresse aux différents aspects du text mining (Topic Modeling, Opinion Mining, Sentiment Analysis, ...). J'ai encadré Miguel Palencia Olivar en thèse CIFRE au sein de la société LIZEO IT (thèse soutenue en 2023 et co-encadrée par Alexandre Aussem). Le titre de cette thèse: "A topical approach to capturing customer insight in social media".

Animation scientifique

• Directeur adjoint du laboratoire de recherche ERIC, de 2010 à 2019.
• Responsable de l'équipe de recherche "Décision et Complexité" d'ERIC, de 2009 à 2011.
• Co-animateur du groupe de travail "Systèmes Complexes et Décision Distribuée" (de 2003 à 2009) associé à la ROADEF et au GDR MACS.
• Co-animateur de l’association "PretopologiCS" (de 2007 à 2010) qui a pour but la promotion, la valorisation et la diffusion de la recherche en prétopologie et modélisation des systèmes complexes.
• Organisateur, en tant que "General Chair", de la conférence EA’2015 (Artificial Evolution) sur Lyon en octobre 2015 (https://ea2015.inria.fr/).
• Organisateur, avec Alexandre Aussem (Professeur à Lyon 1), des 4èmes Journées Francophones sur les Réseaux Bayésienss à Lyon en mai 2008. Ces journées ont réuni l’ensemble des chercheurs francophones travaillant sur les réseaux bayésiens.
• Organisateur, dans le cadre des journées d’études de l’association PretopologiCS, des secondes journées d’études en octobre 2007 sur Lyon.

Projets institutionnels

Imagiweb

Années : 2012-2015

ImagiWeb est un projet financé par l'ANR et coordonné par Julien Velcin (membre d’ERIC). L'objectif est d'analyser l'image (au sens de leur représentation) d'entités de diverses natures (entreprises, hommes politiques, ...) telle qu'elle est émise et perçue sur Internet.
J'ai travaillé avec Julien Velcin, Young-Min Kim et Marian-Andrei Rizoiu sur la caractérisation et la modélisation de la dynamique de l'image d'une entité sur le Web. Ces travaux ont été réalisés à partir d'une base de tweets précédemment étiquetés à l’aide d’interface spécialement construite pour le projet :

• Temporal Multinomial Mixture for Instance-oriented Evolutionary Clustering. Y.-M.Kim, J.Velcin, S.Bonnevay, M.-A. Rizoiu. 37th European Conference on Information Retrieval, Vienna (Austria), pages 593-604, March, 2015.
• Investigating the Image of Entities in Social Media: Dataset Design and First Results. J.Velcin, Y.-M.Kim, C.Brun, J.-Y.Dormagen, E.Sanjuan, L.Khouas, A.Peradotto, S.Bonnevay, C.Roux, J.Boyadjian, A.Molina, M.Neihouser. 9th International Conference on Language Resources and Evaluation, Reykjavik (Iceland), pages 818-822, May, 2014

FluResp

Années : 2011-2014

FluResp est un projet Européen intitulé : "Cost-effectiveness assessment of European influenza human pandemic alert and response strategies". Ce projet a pour but d'étudier, de décrire et de redéfinir, au niveau européen, les scénarios et les stratégies de réponse lors de pandémies de grippes.
J'ai été chargé, avec Ahmed Bounekkar (membre d'ERIC) du Work-Package 6, qui correspond à l'analyse multicritère des stratégies de réponse pour l'aide à la prise de décision et qui a donné lieu à deux publications dans un workshop lié au projet :

• Cost-effectiveness of public health interventions against human influenza pandemics in France: a methodological contribution from the FLURESP European Commission project. A. Beresniak et al., The European Journal of Public Health, Oxford University Press, vol 30(1), pages 43-49, May, 2019.
• Assessment of human influenza pandemic scenarios in Europe. C.Napoli et al., Eurosurveillance, vol 20(7), February, 2015.
• Interest of multi-criteria analyses for assessing performance of public health interventions. A.Bounekkar, S.Bonnevay. FLURESP European Project, Luxembourg, March, 2014.
• The FLURESP online Prioritization tool. S.Bonnevay, A.Bounekkar. FLURESP European Project, Luxembourg, March, 2014.

J'ai également supervisé le développement d'une application en ligne "Online Educational Priorization Tool" :

Social Reinsurance

Années : 2000-2006

J’ai contribué au projet Social Re (qui a évolué en Micro Insurance Academy), qui est un projet international débuté après le gain du premier prix d’un concours de la Banque Mondiale (à Washington DC) et piloté par David Dror du Bureau International du Travail à Genève. L’objectif était de créer un modèle de stabilisation financière d’assurance sociale dans des pays pauvres (aux Philippines, puis en Inde). Nous avons construit le modèle mathématique et développé l’ensemble des outils de simulation nécessaires au fonctionnement et à l’exploitation du modèle. Ce modèle prend en compte les facteurs d’instabilité financière spécifiques aux petits systèmes d’assurance santé et montre selon quel mécanisme la réassurance peut compenser ces vulnérabilités spécifiques. Dans ce modèle, l’expression analytique de la probabilité de ruine du réassureur social est impossible à calculer (produit de convolution de lois tronquées) compte tenu des lois de probabilité des gains des microassurances. Cette complexité, inhérente au modèle, nous a obligé à développer un outil de simulation de survenue de risques santé pour pouvoir estimer cette probabilité de ruine. Cette simulation est basée sur des méthodes de Monte-Carlo.

Ce projet a donné lieu à plusieurs publications internationales dont la principale qui explicite le modèle de réassurance et qui présente les résultats des simulations :

• A Simulation Model to Examine the Sustainability of Health Insurance. J.P.Auray, S.Bonnevay, G.Duru, M.Lamure, D.Dror. International Microsimulation Conference on Population Ageing and Health, Camberra (Australia), December, 2003.
• Un modèle de micro assurance et de réassurance. S.Bonnevay, D.Dror, G.Duru, M.Lamure. Réassurance sociale, Coordonné par David M. Dror et Alexander S. Preker, Editions ESKA, pages 155-186, Octobre, 2003.
• Solvency as a limiting factor on the outreach and efficiency of community health schemes. D.Dror, S.Bonnevay, G.Duru, M.Lamure. 4^th International Health Economics Association Congress, San Francisco (USA), June, 2003.
• Policy Insights from Math: Modelling Reinsurance of Community Health Schemes. M.Lamure, J-P.Auray, S.Bonnevay, D.Dror, G.Duru. 4^th International Health Economics Association Congress, San Francisco (USA), June, 2003.
• A Model of Microinsurance and Reinsurance. S.Bonnevay, D.Dror, G.Duru, M.Lamure. Social Re Insurance, David M. Dror and Alexander S. Preker editors, ILO & World Bank, pages 153-186, February, 2002.

Base de Connaissances Coeur/Cerveau

Années : 2000-2003

J’ai participé au projet régional BC3 (Base de Connaissances Coeur/Cerveau) dont les objectifs étaient :

• l’amélioration de la prise en charge de patients cérébro-lésés,
• l’analyse fonctionnelle de données dynamiques du coeur,
• la constitution d’une banque de données anatomo-fonctionnelle aidant à la compréhension des mécanismes cérébraux chez l’homme.

De ces données de base, une première étude a permis d’affecter à chaque patient la liste des zones du cerveau qui sont plus ou moins touchées, ainsi que la liste des fonctions cognitives également plus ou moins lésées. Ces données sont à la fois anatomiques obtenues à partir des images IRM précisant localisation et la description de la lésion, et fonctionnelles résultant des tests neuropsychologiques mettant en évidence les déficits de certaines fonctions cognitives comme le langage, la mémoire, ... .
Un des objectifs était donc la fusion des données anatomiques décrivant le siège de la lésion et des données cognitives. Nous avons proposé plusieurs approches dont le but commun est de construire de la connaissance anatomo-fonctionnelle. Nous avons développé des travaux sur l’extraction de règles, sur l’exploitation d’un réseau bayésien et sur des méthodes d’apprentissage. Nous avons également élaboré un premier modèle anatomique en utilisant une structure prétopologique pour représenter les zones élémentaires du cerveau et les différents types de liaisons entre ces zones (liaisons topologiques, physiologiques, neuronales).
Nous avons développé un autre modèle basé sur la fusion de graphes. Ce modèle est basé sur l’étude d’un graphe anatomique et d’un graphe fonctionnel. D’un côté, chaque élément anatomique du cerveau correspond à une entité du modèle caractérisée par un ensemble de propriétés anatomiques. Ces entités élémentaires sont reliées entre elles. Ces relations peuvent être topologiques, physiologiques, connexionnistes, ... . La donnée de ces entités et de ces relations constitue un graphe anatomique. D’un autre côté, chaque fonction cognitive élémentaire (mémoire sémantique, vision spatiale, raisonnement inductif verbal, ...) est caractérisée par des propriétés et est en relation avec les autres. Cet ensemble d’éléments fonctionnels en relation forme également un graphe fonctionnel. A partir de ces deux graphes, nous avons construit un graphe commun, basé dans un premier temps sur des règles anatomo-fonctionnelles communément admises. Le but de ce graphe est de permettre d’extraire de la connaissance anatomo-fonctionnelle nouvelle contribuant ainsi à l’amélioration de la compréhension du système cognitif. Ce dernier modèle a été implémenté afin de fournir aux experts un outil de test et de validation, car ce modèle est adaptatif. Cela signifie que les experts peuvent créer et/ou changer les relations entre les entités élémentaires du modèle en fonction, soit de récentes découvertes, soit des connaissances parfois contradictoires dans ce domaine encore très exploratoire. Ces changements peuvent évidemment modifier complètement les sorties du modèle anatomo-fonctionnel et donc changer la connaissance ainsi construite.
Dans le cadre de ce projet, j’ai co-rédigé les rapports et co-encadré, avec Michel Lamure, les thèses de Bénédicte Batrancourt et Denis Clot. L’ensemble de ces travaux a donné lieu à différentes publications, dont un ouvrage que j’ai co-dirigé :

• Création d'une base de connaissances anatomo-fonctionnelles : application au cerveau et au coeur. S.Bonnevay, M.Lamure. Santé et Systémique, Vol.7, N.3-4, Editions Hermès - Lavoisier, 184 pages, 2003.
• Using PCA paradigm to mine functional data. D.Clot, S.Bonnevay, L.Lamure. Information Processing and Management of Uncertainty, Annecy (France), Vol.1, pages 139-146, July, 2002.
• An Anatomofunctional Brain Knowledge. B.Batrancourt, S.Bonnevay, M.Lamure, B.Dubois, R.Lévy. Fusion, Washington (USA), pages 1269-1276, July, 2002.
• Fusion anatomo-fonctionnelle et neuropsychologique pour l'étude des fonctions cognitives de patients cérébro-lésés. B.Batrancourt, S.Bonnevay, F.Feschet, M.Lamure, C.Marsault, B.Dubois. Model Driven Acquisition, Novembre, 2000.
• Proposal for a modelling of brain activation in cognitive functions.
  B.Batrancourt, S.Bonnevay, A.Bounekkar, M.Lamure. Information Processing and Management of Uncertainty, Madrid (Spain), Vol.2, pages 1016-1020, July, 2000.
• Approche des corrélations anatomo-cliniques, par la modélisation mathématique et la constitution d'une banque de connaissances. B.Batrancourt, B.Dubois, S.Bonnevay, F.Feschet, M.Lamure, M.Jeannerod, M.Thevenet, I.Lavallée, M.Bui. Société d'Anatomie Fonctionnelle Cérébrale, May, 2000.

Autres projets

PARAD (Patients en difficulté avec l’Alcool, à Risque, Abuseurs et Dépendants) : modélisation du concept de trajectoire patient au sein d’un réseau de soin pour une évaluation médico-économique de ce réseau. Ce travail a donné lieu à une publication dans ICSSHC 2004.

MOUSSON : Programme Interdisciplinaire de Recherches (PIR) CNRS/CNRST Burkina-Faso qui a pour but de mettre en place un système d’alerte à la pollution à Ouagadougou au Burkina Faso. L’objectif est de modéliser la dynamique de la diffusion de la pollution dans l’air et d’étudier l’impact de cette pollution sur la santé humaine. Ce travail a permis de développer des modèles prétopologiques stochastiques.

SAPFO : projet Européen de développement et de mise en place d’une architecture d’enseignement à distance pour le personnel de l’hopital de Mytilène en Grèce.

Financement ANVAR pour le développement d’une plateforme de décision distribuée avec Rebol.