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Département «Systèmes Complexes»

Responsable :

Matthieu Latapy Campus Pierre et Marie Curie 25-26/305

Brève présentation

Au sein des sciences expérimentales, l'informatique jouit d'une caractéristique bien particulière : elle engendre elle-même certains de ses objets d'étude les plus centraux, comme l'internet ou les grands logiciels. De facto, elle en connaît donc parfaitement les atomes et les cellules, qu'elle conçoit, documente, construit, et... assemble. Pour l'internet, il s'agit de routeurs, de câbles, de protocoles. Pour les grands logiciels, il s'agit de langages de programmation, de librairies de fonctions, de compilateurs. L'informaticien peut à loisir zoomer sur ces objets ou prendre du champ, du signal électrique au système global, se référer aux documentations, aux cartes définissant l'architecture de l'ensemble, voire aux codes sources. Ces objets centraux de l'informatique sont construits par l'homme, et même par l'ingénieur, "engineered".

Pourtant ces objets sont loin d'être maîtrisés ; si ce n'est peut-être pas évident pour l'internet au premier abord, c'est bien clair pour les grands logiciels, dont les bugs rythment nos interactions avec le numérique et peuvent engendrer des catastrophes. Plus généralement, de nombreuses questions se posent sur leur structure, leur fonctionnement, leus résilience, leurs performances... auxquelles on ne sait pas répondre à partir de la connaissance qu'on a de leur construction. Car en effet, cette construction, loin d'être la réalisation de la vision d'un chef d'orchestre unique et cohérent, est inscrite dans la durée (des dizaines d'années pour l'internet et les grands logiciels), et la plupart des décisions ne sont pas centralisées (elles sont distribuées). De ces processus émergent des systèmes constitués de millions ou milliards de briques a priori simples, mais dont le comportement collectif échappe à notre entendement.

Dans cette situation, la vision naturellement bottom-up (des briques élémentaires au système global) de l'informaticien ne suffit plus. Elle doit être complétée d'une approche top-down, basée sur des mesures, l'envoi de sondes, les expérimentations in silico ou IRL, l'observation. L'histoire de l'informatique a connu plusieurs révolutions issues de telles approches. On peut penser à l'émergence des processeurs RISC dans les années 80, par exemple, suite à une analyse de l'ensemble d'instructions processeurs effectivement utilisées en pratique ; ou aux mesures de l'internet depuis les années 90 qui ne cessent de donner des résultats contre-intuitifs pour ses concepteurs. Mais les approches top-down restent largement sous-considérées en informatique, vues comme une abdication de notre position de Créateurs, très peu présentes dans les filières d'enseignement : l'accent est mis sur la conception monolithique au détriment d'une compréhension plus globale de nos systèmes.

Le département Systèmes Complexes du LIP6 s'attaque à ces défis en rassemblant les approches bottom-up et top-down pour l'étude et la conception d'objets informatiques clés. Sa recherche est conduite par 35 chercheurs permanents répartis en trois équipes : APR (aspects méthodologiques basés sur l'algorithmique et la théorie de la programmation), ComplexNetworks (centrée sur les aspects structurels, avec comme formalisme central les graphes et réseaux) et MoVe (étude, conception, sécurité et vérification des logiciels complexes).

Complexité, Emergence, Interactions, Réseaux sociaux, Grands logiciels, Vérification, Sécurité, Internet, Algorithmique, Web, Pair-à-pair, Programmation, Génération aléatoire, Graphes, Réseaux
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