Ce projet s'inscrit dans le cadre du TIPE 2022-2023 en classe préparatoire aux grandes écoles sur le thème "La Ville", et explore la modélisation des écosystèmes urbains à travers l'étude des populations de rats.

Développer un modèle de simulation multi-agents pour comprendre la dynamique des populations de rats dans un environnement urbain, en intégrant les contraintes écologiques, sanitaires et urbaines.

tipe_ville/
├── assets/                 # Images
├── main.py                 # Programme principal
├── rats.py                 # Logique des agents rats
├── environnement.py        # Gestion de l'environnement urbain
├── affichage.py            # Visualisation
└── README.md

Le système repose sur une simulation multi-agents où l'environnement urbain est représenté par une grille 2D contenant différents types d'infrastructures. La ville est modélisée avec plusieurs types de ressources distribuées : des maisons, des poubelles, des points d'eau fixes et de la nourriture. L'environnement présente une dynamique temporelle avec l'apparition de ressources éphémères comme les flaques d'eau après la pluie ou la nourriture abandonnée, recréant ainsi les conditions réelles d'une ville.

Chaque rat est un agent autonome doté de caractéristiques individuelles complètes. Ils possèdent une position dans la grille urbaine et se déplacent selon des algorithmes de décision. Leur état physiologique est suivi en temps réel, comprenant la faim, la soif, l'âge et pour les femelles, l'état de gestation. Les comportements émergent de l'interaction entre leurs besoins internes et l'environnement, incluant la recherche de nourriture, la reproduction et l'évitement des dangers. Le cycle de vie complet est simulé, de la naissance à la mort, en passant par la croissance et la reproduction.

Le déplacement intelligent des rats constitue le cœur du modèle. Les algorithmes de décision prennent en compte les besoins physiologiques prioritaires : un rat affamé sera naturellement attiré vers les sources de nourriture, tandis qu'un rat assoiffé recherchera l'eau. L'attraction vers les ressources comme la nourriture et l'eau est pondérée par l'urgence des besoins. Le système intègre également l'évitement des zones dangereuses, bien que cette fonctionnalité soit encore en développement. La reproduction est conditionnée par la proximité entre rats de sexe opposé et remplissant les conditions d'âge et de santé.

La dynamique de population suit des règles biologiques réalistes. La reproduction nécessite des conditions spécifiques d'âge (au moins 30 jours), de genre (un mâle et une femelle) et de proximité immédiate. Les femelles suivent un cycle de gestation de 21 jours aboutissant à la mise bas d'un nouveau rat. La mortalité est influencée par plusieurs facteurs : la faim et la soif après plusieurs jours de privation, la vieillesse au-delà de 300 jours, et l'intervention des dératiseurs dans les maisons. La croissance est modélisée par un vieillissement quotidien et une maturation permettant la reproduction après 30 jours.

Les métriques de simulation permettent d'analyser l'évolution démographique de la population, la distribution spatiale des rats dans la ville, les taux de reproduction et de mortalité, ainsi que l'impact des ressources disponibles sur la survie de l'espèce. Ces données offrent une vision quantitative des dynamiques écologiques en milieu urbain.

git clone https://github.com/naima-beck/tipe_ville.git
cd tipe_ville

python >= 3.8
numpy
matplotlib

python main.py

@naima-beck - MPSI Baimbridge - [2022/2023]