Les réseaux complexes, une manière simple de modéliser la circulation d’informations

Cet article a été initialement publié sur le site web de Télécom SudParis.

Quel est le point commun entre une fake news aperçue sur Twitter et la capacité à visualiser sa tasse de café matinale ? La transmission d’informations. L’image du récipient s’imprime sur la rétine puis transite du nerf oculaire vers les cortex visuels à l’arrière du cerveau. La fausse information se propage d’utilisateur en utilisateur. Dans les deux cas, le message emprunte un circuit d’une grande complexité. Son parcours interagit alors avec celui des autres signaux.

Depuis deux décennies, la multiplication des données permet l’étude des grands systèmes tels que les réseaux neuronaux ou les réseaux sociaux. Et les applications possibles sont aussi diverses que les grands systèmes sont nombreux. Les chercheurs étudiant ces sujets les cartographient pour comprendre et anticiper les trajets des messages.

Vincent Gauthier, maître de conférences à Télécom SudParis, est l’un de ces chercheurs cartographes. Son compas : les réseaux complexes, modèles abstraits issus de la théorie des graphes en mathématiques. Les données décrivent quant à elles la réalité du système au chercheur.

Un modèle pour comprendre les trajets en Ile-de-France

La mobilité humaine est son terrain de jeu favori. Prenez l’Ile-de-France et les 11 millions de Franciliens qui s’y déplacent chaque jour. Récoltez leurs données téléphoniques de déplacement anonymisées selon les principes du « Privacy By Design ». Un peu de théorie des graphes et d’algorithmie pour traiter les données, et vous obtenez un réseau complexe des principaux flux de déplacement d’Ile-de-France, comprenant tous les modes de transport.

Grâce à ce modèle, il devient possible d’agir sur le réseau. « En identifiant quels sont les trajets favorisés par les Franciliens, les opérateurs de transports publics peuvent désengorger le réseau en créant de nouveaux axes », explique le chercheur. Dans le cadre d’une réduction des émissions de CO², Le Grand Paris Express est un exemple de désengorgement des axes routiers.

Au Pérou, anticiper les crises

L’enseignant-chercheur s’intéresse actuellement aux effets du phénomène climatique « El Niño » au large du Pérou sur la consommation de biens courants. Le réseau complexe est obtenu par l’analyse de données bancaires. « L’enjeu est de comprendre plus généralement si les phénomènes climatiques ont un impact sur les habitudes de consommation des gens, puis d’en mesurer l’impact », précise Vincent Gauthier. Si c’est le cas, les autorités publiques pourront anticiper les effets de la prochaine crise et optimiser la distribution des denrées.