Isabelle ALVAREZ

Chercheur

Née le 3 août 1963

Université de Paris VI, LIP 6, B.P. 169, 4 place Jussieu, 75252 PARIS CEDEX 05
IRSTEA (ex-Cemagref) LISC Gpt Clermont-Ferrand, 24 avenue des Landais, BP. 50085 63170 AUBIERE
Tél  : 33.(0)1.44.27.87.38
Mail : isabelle.alvarez[arob.]irstea.fr irstea

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Formation

Recherches

Activités

Projets

Stages et CDD proposés en 2018-2019

Thèse en cours

Publications

Mots-Clés
 
Explication des résultats des systèmes d'aide à la décision et des modèles
Promotion des modèles pour l'agriculture et l'environnement
Modèles de viabilité


Formation
 
Ecole d'été du Santa Fe Institute sur les systèmes complexes (Juin 1994)
Doctorat en Informatique (1992)
DEA Intelligence Artificielle Reconnaissances des Formes (1988)
Ecole Nationale du Génie Rural, des Eaux et des Forêts (1986-1988)
Ecole Polytechnique (1983-1986)


Recherches

L'utilisation effective des systèmes d'aide à la décision dépend en particulier de la fiabilité et de la pertinence des informations apportées à l'utilisateur. Ce problème est encore plus marquant en ce qui concerne l’utilisation des modèles pour l’environnement par les gestionnaires et les « écologues ».

Méthodes Géométriques pour l'Explication des Résultats

Je m’intéresse à la qualification et à l’explication des résultats de ces systèmes et modèles, dans le domaine de l’environnement et de l’agriculture. Je propose des méthodes de qualification des résultats dans certains systèmes de discrimination (système d’aide au diagnostic, arbres de décision), qui ne sont pas basées sur la trace du raisonnement, mais sur une description géométrique de la situation : détermination des tests les plus sensibles, distance relative à la surface de décision, distance à un prototype de sa classe, etc. Ces méthodes ont été utilisées lors des premiers travaux sur le système de diagnostic automatique Scorpio (1993), et formalisées dans ma thèse. Elles ont été développées lors de la thèse de Juliette Agabra (1999), co-encadrée avec P.Brézillon (LIP6), et surtout par la suite, pour les arbres de décision et les systèmes discriminants. Cette information de distance peut ensuite être utilisée pour définir une notion de robustesse à des perturbations, puis comme critère d’optimisation.

Pour en savoir plus :
sur les arbres de décisions...
Références

Liens entre viabilité, robustesse, résilience et risque

En ce qui concerne les modèles pour l’environnement, je m’intéresse à la recherche de comportements typiques et à l’interprétation de ces comportement en fonction d’indicateurs compréhensibles par les utilisateurs.
Je m'ntéresse particulièrement aux possibilités offertes par la théorie mathématique de la viabilité (Aubin, 91) pour la gestion environnementale. Je m'intéresse à la stabilité des résultats obtenus, d'une part d'un point de vue théorique, et aussi d'un point de vue pratique. Certaines caractéristiques géométriques des noyaux de viabilités sont pertinentes :
- la taille de la boule maximale incluse dans l'ensemble,
- les lignes de niveau (de la distance à la frontière).
La distance à la frontière apporte des informations concernant la robustesse du système (sa capacité à rester dans un comportement souhaitable). Il est possible de définir des trajectoires qui restent loin de la frontière.

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Le transfert vers l’utilisateur final est une préoccupation importante pour moi. Elle s’est traduite par des projets appliqués d’envergure (par exemple, la réalisation d’un banc de diagnostic pour les moteurs de tracteurs agricoles, projet européen du programme Innovation BED IN10004, achevé en 2000). C'est ce souci qui m'amène à considérer actuellement les liens entre viabilité individuelle et collective. Sans cette désagrégation il sera difficile d’utiliser les analyses de viabilité pour la gestion de l’environnement.



Projets auxquels je participe
 
Projet APP Risques Irstea RAZ13 : indicateurs pour la gestion des risques d'inondations.
Projet européen DREAM : ce projet, suite de Incalin, va permettre de développer des algorithmes de calcul de noyau de viabilité permettant de traiter des problèmes de plus grande dimension.
Projet GEPATE : ce projet, en cours de montage avec le LIP6, à pour objectif d'étudier l'impact des modèles de l'environnement, et des travaux en théorie de la décision, sur le processus de gestion participative d'un territoire.
Projet DEDUCTION : ce projet contribue à la formalisation des concepts du développement durable.
Je m'intéresse particulièrement à la robustesse géométrique des résultats proposés. Ainsi, les politiques de régulation peuvent acquérir une certaine légitimité (elles restent bonnes en cas de perturbation ou d'incertitude).
Projet PATRES
Projet Incalin : Ce projet vise à améliorer la qualité alimentaire par la prise en compte de connaissances de natures diverses (connaissances expertes, données d'expérience) et par l'utilisation des méthodes issues de la théorie de la viabilité.
Autres projets du LISC
Modélisation des arrêts de fermentation dans la vinification (projet terminé)


Activités
 
Ingénieur

J'ai exercé plusieurs métiers au cours de ma carrière. Tout d'abord ingénieur au Cemagref d'Antony, dans un laboratoire d'électronique et d'intelligence artificielle, je me suis intéressée aux problèmes de diagnostic en machinisme agricole. J'ai réalisé un système expert de diagnostic de moteurs de tracteurs, pour l'intégrer par la suite dans un banc d'essai de moteurs de tracteurs.
J'ai aussi suivi plusieurs expériences de systèmes à base de connaissances certains pour le compte du ministère de l'agriculture (diagnostic de saucisson, maltage, arrêt de fermentation, etc.)


Chef de projet

J'ai co-dirigé un projet de développement de banc d'essai de tracteur de 1993 à 1995, puis j'ai assuré l'animation et le pilotage scientifique d'un projet européen de transfert de technologie, de 1995 à 2000, coordonné avec l'assistance de Sylvie Huet. Ces projets comprenaient une part d'étude et de recherche, mais aussi des actions de développement informatique, électronique et mécanique, en concertation avec des PME. Ce projet de banc de diagnostic, le BED, issu de la réflexion autour de ma thèse, des essais réalisés de 1990 à 1993, et du développement du prototype, est un exemple de boucle d'interaction entre la recherche et sa mise en œuvre pratique, qui génère des travaux complémentaires. Ce projet a permis la dissémination du système de diagnostic automatique. Ce système était encore utilisé en 2006, pour effectuer le contrôle préventif des tracteurs de la région Bretagne!


Chercheur

Confrontée à des problèmes d'utilisation de systèmes à base de connaissances en situation réelle, je me suis très vite intéressée à la qualification et l'explication des résultats dans les systèmes d'aide à la décision. Au sein du LISC, laboratoire d'ingénierie pour les systèmes complexes du Cemagref de Clermont-Ferrand, et du LIP6, de l'Université Pierre et Marie Curie, j'ai développé des méthodes géométriques pour l'explication des résultats. Lors de mon post-doctorat aux Instituts Solvay, puis au LISC, je me suis intéressée aux modèles des dynamiques environnementales, toujours sous l'angle de l'explication des résultats. En particulier, pour les modèles de l'environnement, ou de procédés, qui s'appuient sur la théorie de la viabilité, je propose des méthodes géométriques pour vérifier la stabilité des résultats produits.


Stages proposés en 2018-2019

stage M2 de 6 mois: "Jeu sérieux pour l'évaluation d'indicateurs innovants en gestion des risques d'inondations"


Archives

post-doc de 12 mois: "décision multi-acteurs : apport de la modélisation mathématique"


Publications
 
Explication des résultats et approche géométrique









S. Mesmoudi, I. Alvarez, S. Martin, R. Reuillon, M. Sicard, N. Perrot. "Coupling geometric analysis and viability theory for system exploration. Application to a food living system". Journal of Process Control, vol. 24 (12), pp. 18--28, 2014.
Download:  http://dx.doi.org/10.1016/j.jprocont.2014.09.013 Extended version









I. Alvarez, S. Martin. "Geometric robustness of viability kernels and resilience basins". Chapter in Viability and resilience of complex systems: concepts, methods and case studies from ecology and society , pp. 193--218, Spinger. 2011.
Download:  http://dx.doi.org/10.1007/978-3-642-20423-4 Extended version









I. Alvarez, S. Martin et S. Mesmoudi. "Describing the Result of a Classifier to the End-User: Geometric-based Sensitivity". In European Conference on Artificial Intelligence, Frontiers in Artificial Intelligence and Applications , Vol 215, pp. 835--840, IOS Press. 2010.
Download (free):  http://dx.doi.org/10.3233/978-1-60750-606-5-835









I. Alvarez et S. Martin. " Explaining a Result to the End-User: A Geometric Approach for Classification Problems". IJCAI 2009 Wokshop on explanation, Exact09, Pasadena, pp. 102-109. 2009.
Download:  









S. Mesmoudi, I. Alvarez, S. Martin, S. Mariette et P.-H. Wuillemin. "Geometric Analysis of a Capture Basin: Application to cheese ripening process". In European Conference on Complex Systems. 2009.
Download:  









I. Alvarez, S. Bernard and G. Deffuant. "Keep the Decision Tree and Estimate the Class Probabilities using its Decision Boundary". In proceedings of the 20th International Joint Conference on Artificial Intelligence, pp. 654--659. 2007.
Download: http://www.ijcai.org/papers07/Papers/IJCAI07-104.pdf









I. Alvarez et S. Bernard. "Ranking Cases with Decision Trees: a Geometric Method that Preserves Intelligibility". In Proceedings of the 19th International Joint Conference on Artificial Intelligence 2005, pp. 635--641. 2005.
Download: http://ijcai.org/Past+Proceedings/IJCAI-05/PDF/1502.pdf









Alvarez I. Sensitivity Analysis of the Result in Binary Decision Trees. Proceedings of the 15 th European Conf. on Machine Learning, Lecture Notes in Artificial Intelligence, Vol 3201, pp. 51--62, Springer-Verlag. 2004.   https://link.springer.com/content/pdf/10.1007%2F978-3-540-30115-8_8.pdf









Alvarez I. Explaining the Result of a Decision Tree to the End-User. Proceedings of the 16 th European Conf. on Artificial Intelligence, pp. 411--415, IOS Press. 2004. Download: http://www.frontiersinai.com/ecai/ecai2004/ecai04/pdf/p0411.pdf  









Alvarez I. Explication géométrique du résultat dans les arbres de décision. Revue d'Intelligence Artificielle, Vol 18, N°3, pp. 411--441, 2004.








Alvarez I. Morphological explanation: a strategy based on the study of the case to explain, actes du ECAI-92 Workshop "Improving the use of Knowledge-based systems with explanations", 1992, pp 75-81.








Alvarez I. Explication morphologique : un mode d'explication fondé sur la géométrie, Thèse de l'Université de Paris VI , 1992.









Alvarez I. Explication comparative dans les systèmes-experts, actes de la XI° Conference Internationale sur les SE et leurs applications, S.E. de 2ème génération, Avignon, 1991, pp173-184.

Modèles de viabilité et promotion des modèles

S.Martin, I. Alvarez, J-D. Kant. "Micro/Macro Viability Analysis of Individual-based Models: Investigation into the Viability of a Stylized Agricultural Cooperative". Complexity. Vol. 21 (2), p. 276--296, 2015.
Download: Complexity . Extended version
I. Alvarez, R. de Aldama, S. Martin, R. Reuillon : "Assessing the Resilience of Socio-Ecosystems: Coupling Viability Theory and Active Learning with kd-Trees. Application to Bilingual Societies", 23rd International Joint Conference on Artificial Intelligence, IJCAI'13, Beijing, China, pp. 2776-2782 (2013)
Download: http://ijcai.org/Proceedings/13/Papers/409.pdf
W.Wei, I. Alvarez, S.Martin. "Sustainability analysis: Viability concepts to consider transient and asymptotical dynamics in socio-ecological tourism-based systems". Ecological Modelling. vol. 251, p. 103-113, 2013.
Download: http://dx.doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2012.10.009
G. Deffuant, I. Alvarez, O. Barreteau, B. De Vries, B. Edmonds, N. Gilbert, N. Gotts, F. Jabot, S. Janssen, M. Hilden, O. Kolditz, D. Murray-Rust, C. Rougé, P. Smits "Data and models for exploring sustainability of human well-being in global environmental change". European Physical Journal-Special Topics. 214, 2012.
Download: http://dx.doi.org/10.1140/epjst/e2012-01704-2
A. Sordoni, J.-P. Briot, I. Alvarez, E. Vasconcelos, M. Irving et G. Melo. "Design of a participatory decision making agent architecture based on argumentation and influence function: application to a serious game about biodiversity conservation". Recherche Opérationnelle - RAIRO, Vol 44, N°4, pp. 269--284. 2010.
Download: doi: 10.1051/ro/2010024
J.-P. Briot, A. Sordoni, E. Vasconcelos, M. Irving, G. Melo, V. Sebba Patto et I. Alvarez. "Design of a decision maker agent for a distributed role playing game - Experience of the SimParc Project". In Agents for Games and Simulations, Lectures Notes in Artificial Intelligence, Vol 5920. Springer-Verlag. 2009.

Applications

N. Sicard, N. Perrot, R. Reuillon, S. Mesmoudi, I. Alvarez, S. Martin "A viability approach to control food processes: Application to a Camembert cheese ripening process". Food Control, Vol 23, N°2, Pages 312–319, 2012.
Download: http://dx.doi.org/10.1016/j.foodcont.2011.07.0073
Alvarez, Isabelle and Huet, Sylvie. "Automatic Diagnosis of Engine of Agricultural Tractors: the BED Experiment". Biosystems Engineering, Vol 100, N°3, pp. 362--369. 2008.
Download: http://dx.doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2008.04.003
Goreaud, François and Alvarez, Isabelle and Courbeaud, B. and De Coligny, F. "Long term influence of the spatial structure of an initial state on the dynamics of a forest growth model. A simulation study using the Capsis platform.". Simulation, Vol 82, N°7, pp. 475--495. 2006.
Download: http://sim.sagepub.com/cgi/content/abstract/82/7/475
Alvarez I. et S. Huet "Final Report of the Innovation European Program PTT IN10004I BED: Test and engine fault diagnosis bench for tractors and agricultural machinery". 2000. [Publications Cemagref : 00/0664].
Grenier P., Alvarez I., Roger J.M., Steinmetz V., Barré P., Sablayrolles J.M., 2000. L'intelligence artificielle en oenologie. J. Int. Sci. Vigne Vin, vol. 34, n° 2, 2000, p. 61-66.
Agabra J., Alvarez I. et Brézillon P., "Contextual knowledge based system: A study and design in enology", First International and Interdisciplinary Conference on Modeling and Using Context (CONTEXT-97), Rio de Janeiro, Brésil (1997), vol. 1,  pp. 351-362.
 I. Alvarez : "Recueil d'expertise pour des systèmes à base de connaissances dans l'agro-alimentaire : études de cas". Ministère de l'Agriculture, de la Pêche et de l'Alimentation, 1996.
Alvarez I., Bertrand J.J. et Méchineau D.Automated diagnosis of engines of agricultural tractors, actes de la Conference AIFA on Artificial Intelligence for Agriculture and Food, 1993,  pp 137-144, Nîmes, France.
Alvarez I. : L'aide au diagnostic des anomalies de fonctionnement des moteurs de tracteurs, SITMA-liaison n°25/1, avril 1993, pp22-26.
Alvarez I., 1991. Scorpio : un systeme expert pour le diagnostic de moteurs de tracteurs. BTMEA, n° 56.


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Révision : 2014.
 
 

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