Adaptive Agents in Spatial Double-Auction Markets: Modeling the Emergence of Industrial Symbiosis

Matthieu Mastio, Paul Saves (), Gaudou Benoit () and Nicolas Verstaevel ()
Additional contact information
Matthieu Mastio: UT Capitole - Université Toulouse Capitole - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse, IRIT-SMAC - Systèmes Multi-Agents Coopératifs - IRIT - Institut de recherche en informatique de Toulouse - UT Capitole - Université Toulouse Capitole - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - UT2J - Université Toulouse - Jean Jaurès - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique - Toulouse INP - Institut National Polytechnique (Toulouse) - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - EPE UT - Université de Toulouse - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - TMBI - Toulouse Mind & Brain Institut - UT2J - Université Toulouse - Jean Jaurès - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - EPE UT - Université de Toulouse - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse, IRIT - Institut de recherche en informatique de Toulouse - UT Capitole - Université Toulouse Capitole - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - UT2J - Université Toulouse - Jean Jaurès - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique - Toulouse INP - Institut National Polytechnique (Toulouse) - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - EPE UT - Université de Toulouse - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - TMBI - Toulouse Mind & Brain Institut - UT2J - Université Toulouse - Jean Jaurès - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - EPE UT - Université de Toulouse - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse
Paul Saves: IRIT-SMAC - Systèmes Multi-Agents Coopératifs - IRIT - Institut de recherche en informatique de Toulouse - UT Capitole - Université Toulouse Capitole - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - UT2J - Université Toulouse - Jean Jaurès - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique - Toulouse INP - Institut National Polytechnique (Toulouse) - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - EPE UT - Université de Toulouse - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - TMBI - Toulouse Mind & Brain Institut - UT2J - Université Toulouse - Jean Jaurès - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - EPE UT - Université de Toulouse - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse, IRIT - Institut de recherche en informatique de Toulouse - UT Capitole - Université Toulouse Capitole - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - UT2J - Université Toulouse - Jean Jaurès - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique - Toulouse INP - Institut National Polytechnique (Toulouse) - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - EPE UT - Université de Toulouse - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - TMBI - Toulouse Mind & Brain Institut - UT2J - Université Toulouse - Jean Jaurès - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - EPE UT - Université de Toulouse - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse, UT Capitole - Université Toulouse Capitole - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse
Gaudou Benoit: UT Capitole - Université Toulouse Capitole - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse, IRIT-SMAC - Systèmes Multi-Agents Coopératifs - IRIT - Institut de recherche en informatique de Toulouse - UT Capitole - Université Toulouse Capitole - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - UT2J - Université Toulouse - Jean Jaurès - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique - Toulouse INP - Institut National Polytechnique (Toulouse) - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - EPE UT - Université de Toulouse - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - TMBI - Toulouse Mind & Brain Institut - UT2J - Université Toulouse - Jean Jaurès - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - EPE UT - Université de Toulouse - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse, IRIT - Institut de recherche en informatique de Toulouse - UT Capitole - Université Toulouse Capitole - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - UT2J - Université Toulouse - Jean Jaurès - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique - Toulouse INP - Institut National Polytechnique (Toulouse) - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - EPE UT - Université de Toulouse - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - TMBI - Toulouse Mind & Brain Institut - UT2J - Université Toulouse - Jean Jaurès - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - EPE UT - Université de Toulouse - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse
Nicolas Verstaevel: UT Capitole - Université Toulouse Capitole - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse, IRIT-SMAC - Systèmes Multi-Agents Coopératifs - IRIT - Institut de recherche en informatique de Toulouse - UT Capitole - Université Toulouse Capitole - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - UT2J - Université Toulouse - Jean Jaurès - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique - Toulouse INP - Institut National Polytechnique (Toulouse) - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - EPE UT - Université de Toulouse - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - TMBI - Toulouse Mind & Brain Institut - UT2J - Université Toulouse - Jean Jaurès - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - EPE UT - Université de Toulouse - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse, IRIT - Institut de recherche en informatique de Toulouse - UT Capitole - Université Toulouse Capitole - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - UT2J - Université Toulouse - Jean Jaurès - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique - Toulouse INP - Institut National Polytechnique (Toulouse) - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - EPE UT - Université de Toulouse - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - TMBI - Toulouse Mind & Brain Institut - UT2J - Université Toulouse - Jean Jaurès - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse - EPE UT - Université de Toulouse - Comue de Toulouse - Communauté d'universités et établissements de Toulouse

Post-Print from HAL

Abstract: Industrial symbiosis fosters circularity by enabling firms to repurpose residual resources, yet its emergence is constrained by socio-spatial frictions that shape costs, matching opportunities, and market efficiency. Existing models often overlook the interaction between spatial structure, market design, and adaptive firm behavior, limiting our understanding of where and how symbiosis arises. We develop an agent-based model where heterogeneous firms trade byproducts through a spatially embedded double-auction market, with prices and quantities emerging endogenously from local interactions. Leveraging reinforcement learning, firms adapt their bidding strategies to maximize profit while accounting for transport costs, disposal penalties, and resource scarcity. Simulation experiments reveal the economic and spatial conditions under which decentralized exchanges converge toward stable and efficient outcomes. Counterfactual regret analysis shows that sellers' strategies approach a near Nash equilibrium, while sensitivity analysis highlights how spatial structures and market parameters jointly govern circularity. Our model provides a basis for exploring policy interventions that seek to align firm incentives with sustainability goals, and more broadly demonstrates how decentralized coordination can emerge from adaptive agents in spatially constrained markets.

Keywords: Market Analysis; Circular Economy; Industrial Symbiosis; Agent Based Simulation (search for similar items in EconPapers)
Date: 2026-05-25
Note: View the original document on HAL open archive server: https://hal.science/hal-05426172v1
References: Add references at CitEc
Citations:

Published in International Conference on Autonomous Agents and Multiagent Systems (AAMAS 2026), The International Foundation for Autonomous Agents and Multiagent Systems (IFAAMAS), May 2026, Paphos, Cyprus

Downloads: (external link)
https://hal.science/hal-05426172v1/document (application/pdf)

Related works:
This item may be available elsewhere in EconPapers: Search for items with the same title.

Export reference: BibTeX RIS (EndNote, ProCite, RefMan) HTML/Text

Persistent link: https://EconPapers.repec.org/RePEc:hal:journl:hal-05426172

Access Statistics for this paper

More papers in Post-Print from HAL
Bibliographic data for series maintained by CCSD ().