A Quantitative Theory of Social Cohesion

par Adrien Friggeri

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Éric Fleury.

Soutenue le 28-08-2012

à Lyon, École normale supérieure , dans le cadre de École Doctorale d'Informatique et Mathématiques (Lyon) , en partenariat avec Laboratoire de l'informatique du parallélisme (Lyon) (laboratoire) et de DNET / ENS / LIP Laboratoire de l'Informatique du Parallélisme / INRIA Grenoble Rhône-Alpes (laboratoire) .

Le président du jury était Anne-Marie Kermarrec.

Le jury était composé de Éric Fleury, Anne-Marie Kermarrec, Vincent Blondel, Santo Fortunato, Pierre Mercklé, Guillaume Chelius.

Les rapporteurs étaient Vincent Blondel, Santo Fortunato.

  • Titre traduit

    Une théorie quantitative de la cohésion sociale


  • Résumé

    La notion de communauté, transverse à  l'analyse des réseaux sociaux, a attiré une attention grandissante à  travers les sciences ces dix dernières années. Les nombreuses tentatives pour modéliser aussi bien l'incarnation sociologiquedu concept aussi bien que sa manifestation structurelle dans le réseau social n'ont jusqu'à  présent que vaguement convergé. Aucun consensus formel n'a été atteint sur les aspects quantifiables de la communauté, et ceci malgré lesliens forts la reliant aux dimensions dynamique et topologique du réseau sous-jacent.Présentant une approche novatrice à  l'évaluation des communautés, cette thèse introduit et se base sur la cohésion, une métrique qui capture la qualitéintrinsèque, en tant que communauté, d'un ensemble de sommets dans un réseau. Il a été montré au travers d'une experience à  large échelle, dans laquelle les individus sondés ont pu noter l'aspect communautaires de groupes d'amis leur étant présentés, que la cohésion, définie en lien avec la notion de triades sociales, est fortement correlée à  la perception subjective de la communauté. Reflétant la complexité des interactions sociales, il est démontré que leproblème de trouver des communautés maximalement cohésive est NP-dur. En utilisant une heuristique approximant les résultats de ce problème, un certain nombre d'applications de la cohésion à  des données réelles sont mises en avant: de son application à  la visualisation de réseaux complexes, à  l'étude de l'évolution des groupes d'agrément du sénat états-unien, à  la compréhesion des liens entre psychologie et structure du réseau social.L'utilisation de la cohésion apporte un éclairage non trivial dans l'étude de la structure des grands réseaux de terrain et dans la relation entre structure et sémantique.


  • Résumé

    Community, a notion transversal to all areas of Social Network Analysis, has drawn tremendous amount of attention across the sciences in the past decades. Numerous attempts to characterize both the sociological embodiment of the concept as well as its observable structural manifestation in the social network have to this date only converged in spirit. No formal consensus has been reached on the quantifiable aspects of community, despite it being deeply linked to topological and dynamic aspects of the underlying social network. Presenting a fresh approach to the evaluation of communities, this thesis introduces and builds upon the cohesion, a novel metric which captures the intrinsic quality, as a community, of a set of nodes in a network. The cohesion, defined in terms of social triads, was found to be highly correlated to the subjective perception of communitiness through the use of a large-scale online experiment in which users were able to compute and rate the quality of their social groups on Facebook. Adequately reflecting the complexity of social interactions, the problem of finding a maximally cohesive group inside a given social network is shown to be NP-hard. Using a heuristic approximation algorithm, applications of the cohesion to broadly different use cases are highlighted, ranging from its application to network visualization, to the study of the evolution of agreement groups in the United States Senate, to the understanding of the intertwinement between subjects' psychological traits and the cohesive structures in their social neighborhood. The use of the cohesion proves invaluable in that it offers non-trivial insights on the network structure and its relation to the associated semantic.


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