Dissertationen zum Thema „Tarification et réseaux“

My thesis focusses on two applications of network flow problems. We emphasize on networks modelling energy or fluid distribution and telecommunication services. We study two differents aspects:The first aspect consists of the sensitivity analysis of flows in distribution networks. That is the analysis of the effects of one or more capacity variations on the all pairs maximum flow values. Moreover, we evaluate the importance of an edge in the network. Our contributions begin with a correction of the unique method in the literature that dealed with the case of a single capacity variation. We then propose simple and efficient algorithms to solve the same case, before proposing a generalization to the case of more than one capacity variation. Our algorithms and methods are based on Gomory-Hu cut trees. Given an undirected network in which capacities lambda_1, \lambda_2, \lambda_3, \ldots \lambda_k are varying. We show that ^k Gomory-Hu cut tree computations are sufficient in order to determine the all pairs maximum flow values. As far as link importance analysis is concerned, we show that two Gomory-Hu cut tree computations are sufficient to determine the set of all vertex pairs for which any maximum flow saturates the studied link. The second aspect concerns resource allocation in a telecommunicationnetwork with an objective of demands satisfaction. To do so, we study this problem using pricing in order to handle network congestion while taking into account users behaviour and the operator's profit maximization objective. We use a bi-level programming approach to solve the problem. With an Augmented Lagrangian method, we solve the resource allocation problem by associating the Lagrangian multipliers to the network link prices. We then use the Karush-Kuhn-Tucker optimality conditions to verify about the multipliers (prices) unicity. In case the multipliers are not unique, we show that a second optimization problem over the multipliers (prices) can be solved in order to improve the network revenu
La thèse se focalise sur des applications des problèmes de flots dans des réseaux modélisant, d'une part des réseaux de distribution de fluide ou d'énergie et d'autre part des réseaux de télécommunication. Nous nous sommes intéressés à deux aspects :Le premier aspect consiste en une analyse de sensibilité des flots sur les réseaux de distribution, c'est à dire, l'étude de l'impact de la variation de la capacité d'une ou de plusieurs arêtes sur l'ensemble des valeurs de flot maximum entre toutes les paires de sommets du réseau. En outre, nous nous sommes intéressés à la rentabilité d'une arête donnée dans un réseau. Nous avons d'abord apporté des corrections à l'unique méthode qui existait dans le cas d'une capacité d'arête qui varie et nous avons proposé des algorithmes simples et efficaces pour résoudre le cas de plusieurs capacités qui varient. Nos méthodes sont basées sur les arbres de coupes de Gomory et Hu. 'Etant donné un réseau non orienté ayant capacités qui peuvent varier avec des paramètres lambda_1,\lambda_2, \lambda_3, \ldots \lambda_k, nous avons montré que 2^k calculs d'un arbre de coupes de Gomory et Hu étaient suffisants pour déterminer les valeurs de flot maximum entre toutes les paires de sommets dans le réseau. En ce qui concerne le problème de la rentabilité d'un lien, nous avons montré que juste 2 calculs d'un arbre de coupes de Gomory et Hu suffisaient pour déterminer l'ensemble des paires de sommets pour lesquelles tout flot maximum sature le lien cible. Le second aspect concerne l'allocation de ressources dans un réseau de télécommunication pour la satisfaction de requêtes d'utilisateurs. Pour ce faire, nous avons étudié ce problème par le biais de la tarification pour gérer la congestion tout en tenant compte du comportement des utilisateurs et de la volonté de profit del'opérateur. Nous avons utilisé une approche bi-niveaux pour résoudre le problème. Avec la méthode du Lagragien augmenté, nous résolvons le problème d'allocation de ressources en associant les multiplicateurs de Lagrange aux prix sur les liens du réseaux. Nous utilisons ensuite les conditions d'optimalité de Karush-Kuhn-Tucker pour vérifier si les ultiplicateurs (prix) sont uniques ou pas. Au cas de non unicité nous montrons comment on peut résoudre un deuxième problème d'optimisation sur ces multiplicateurs (prix) afin d'améliorer le revenu sur le réseau

IP multicast constitue une solution efficace pour transmettre des flux vidéo à un ensemble de récepteurs. Technologie maintenant indispensable dans les réseaux privés et cloisonnés comme ceux des opérateurs, IP multicast ne dispose pas d'un déploiement à grande échelle sur le réseau ouvert Internet. Dans cette thèse, nous traitons deux problèmes limitant le déploiement du multicast à grande échelle : la possibilité d'effectuer une tarification et contrôle d'accès, et la possibilité de sécuriser le contenu tout en étant tolérant aux pertes de paquets. Ainsi, nous proposons une architecture sécurisée de tarification pour la diffusion de contenus en multicast. Nous proposons aussi un schéma de chaînage de hash-code per-mettant d'amortir la surcharge d'une signature numérique sur un grand nombre de paquets et ainsi assurer l'authentification et la non répudiation de la source des données même en présence de pertes de paquets Importantes
IP multicast is an effective way to distribute vidéo content to large group of receivers. This technology is now widely used in the closed and private networks of the telecoms operators. However, IP multicast is not widely deployed over the Internet which is by nature an open network. In this thesis, we deal with two issues preventing wide deployment of IP multicast : ability to perform accounting and access control, and ability to secure the content distributed to large groups. We define a generic Authentication, Authorization and Accounting architecture for multicast content distribution which is based on the Diameter base protocol standardized by the IETF. We also define a new hash-code chaining scheme which allow to amortize the overhead of a digital signature on many other packets. This scheme allows data origin authentication and non-repudiation even with high packet loss ratio

L'objectif de cette thèse est d'étudier la concurrence entre réseaux de télécommunications dans une optique aussi bien normative que positive. Nous choisissons d'analyser plus précisement les interactions stratégiques entre les firmes. La première partie de la thèse est consacrée d'une part à l'étude empirique et factuelle des mouvements de libéralisation (chapitre 1), et d'autre part, à une revue de la littérature de l'économie des réseaux permettant d'apporter des éléments pertinents de réponse aux questions alors posées (chapitre 2). La seconde partie de la thèse s'insère dans le cadre de la problématique de l'interconnexion des réseaux. Nous étudions dans le cadre d'un modèle de différenciation verticale l'incitation qu'à l'opérateur à laisser entrer un concurrent sur le marché des services (chapitre 3). Nous présentons également un modèle qui analyse l'aspect stratégique du choix de la qualité de l'infrastructure et du service par l'opérateur monopoleur en amont (chapitre 4). Enfin, la troisième et dernière partie de la thèse s'intéresse à la structure de réseaux presenté dans les activités aval. Nous examinons la problématique de l'interconnexion dans le cadre d'un accès mutuel entre les opérateurs en tenant compte explicitement des effets de réseaux (chapitre 5). Le dernier chapitre de la thèse est consacré à l'étude des conséquences des externalités de congestion sur la concurrence entre réseaux (chapitre 6)
In this thesis we study the competition between telecommunications networks in a normative and positive views. We analyse more precisely firm's strategies. The first part of this thesis studies the liberalization in telecommunications (chapter 1). We present a survey of network economy (chapter 2). The second part of this thesis analyses the network interconnection in the case of one way access. We present a model of vertical differentiation in which the incumbent is vertically integrated. We study the strategy of the incumbent when he is faced with competitor in dowstream market (chapter 3). The chapter 4 present a model in wich we examine the strategic aspect of qualities choices. The next part of this thesis studies the network structure in dowstream. We examine network interconnection in a two way access with network externalities (chapter 5). The chapter 6 analyses the effects of congestion on network competition

Jusqu’ici, peu d’attention a été portée à la gestion du revenu appliquée aux services vocaux dans la téléphonie mobile. La majorité des travaux existants s’intéresse à résoudre les problèmes de congestion et de contrôle du trafic. Cependant, même si un système de gestion du revenu est une bonne solution pour maîtriser la congestion, il peut être également un excellent outil pour augmenter les revenus générés par les opérateurs mobiles. Le but de cette thèse est d’étudier des stratégies de tarification dynamique pour le secteur des télécommunications avec pour objectif principal d’augmenter les revenus, en considérant le contrôle de congestion comme une seconde priorité. Il s’agit de proposer des outils et méthodes efficaces pour optimiser la tarification d’une nouvelle offre commerciale. De manière systématique, ce service commercial propose une tarification dynamique en temps réel, en fonction de l’heure, du lieu et de la charge du réseau. Le prix proposé au consommateur peut changer toutes les 30 minutes et diffère d’une antenne à l’autre. Pour cela, tous les jours, une nouvelle règle simple est utilisée pour calculer les prix : un même prix est appliqué à 2 instants différents quand la charge subie par le réseau est identique. Ainsi, le challenge est d’utiliser jour après jour une estimation temporelle et spatiale du trafic et de sa sensibilité au prix, dans le but d’optimiser l’offre en calculant avec précision les prix les plus opportuns à appliquer dans la journée. Une approche déterministe a été choisie pour estimer la demande et la charge, pour formuler le problème de maximisation du revenu et pour résoudre le problème de tarification dynamique. La charge et la demande ont été modélisées comme des fonctions du temps, de l’espace (différentes zones de couverture formées par plusieurs cellules) et du prix. A partir de ces fonctions d’estimation de charge et de demande, plusieurs modèles de programmation quadratique en variables mixtes (MIQP) ont été proposés, étudiés et résolus
Revenue management for mobile voice telecommunications has not attended much attention up to now. Among the few existing works, most have focused on solving the network congestion issue and on controlling traffic. However, for mobile telecommunications operators, even if congestion control is a good reason for considering a revenue management system, it also represents a good tool for increasing carrier revenue. Therefore, in this thesis we investigate dynamic pricing strategies for voice telecommunication industry with economical perspectives considering network resource control as a second priority. The challenge is to propose efficient tools and methods to optimize pricing of the new commercial service. The offer systematically sets a dynamic pricing in real time, depending on time, space and network load. The price offered to the customers typically changes every 30 minutes and differs from an antenna to another one. A simple daily rule is used to compute prices, setting a same price at two different times instants when their network loads are at a same level. The challenge is to optimize pricing for this new offer using an estimation of the traffic and its price sensitivity day by day to accurately compute the prices in a timely fashion. A deterministic approach has been adopted to estimate demand and load, to formulate the revenue maximization problem and to solve the dynamic pricing problem. Load and demand are modeled as functions of time, cells, and price. Using these models several mixed integer quadratic programs (MIQP) have been proposed

Les services émergeants basés sur des applications à temps réel comme la voix sur IP, les vidéo¬conférences, la vidéo à la demande sont de plus en plus populaires. La nature même de ces services impose une gestion efficace des ressources afin de répondre à leurs besoins en terme de qualité de service. D'un autre coté, la qualité de service a un prix et la tarification doit être un moyen de discrimination afin d'offrir " les services qu'il faut aux requêtes qu'il faut ". Dans ce sens un fournisseur de service doit proposer des schémas de tarification qui incitent à une utilisation efficace des ressources. Nos contributions dans ce contexte concernent les problèmes d'allocation et de tarification auxquels un fournisseur de service est confronté. Nous considérons d'abord une approche centralisé afin d'analyser la complexité du problème global d'admission des requêtes de service en fonction de leurs budgets. Nous identifions des instances particulières et présentons des méthodes de résolution. Nos résultats s'appuient sur les propriétés des matrices uni-modulaires. Nous présentons ensuite DiMA un modèle qui permet de distribuer la décision d'admission des requêtes au fur et à mesure qu'elle arrivent. Cette décision s'appuie sur des enchères de second prix et permet une différentiation du service économiquement efficace. Nous présentons une analyse de complexité de ce modèle distribué ainsi qu'une évaluation de son efficacité à travers divers scénarios simulés. La dernière partie s'ouvre sur une vision macroscopique des problèmes engendrés par l'interconnexion entre différents opérateurs. Nous nous intéressons aux incitations qui peuvent influencer les décisions de routage inter-domaine. Nous présentons un modèle pour la fixation des prix de transit entre les différents opérateur et nous présentons certaines stratégies qui peuvent être adoptées par chacun des opérateurs. L'analyse de l'impact de ces stratégies sur la stabilité du système montre l'intérêt de la dimension économique dans la gestion des services d'interconnexion
The emergent services based on real-time applications becomes more and more popular. The nature of these services requires efficient ressource management in order to satisfy their needs in term of quality of service. Furthermore, the quality of service has its price and then pricing should be used in order to give " the right services to the right requests ". Ln this context, a service provider should propose pricing schemes that include some incentives to efficcient usage of ressources. Our contribution in this field concern allocation and pricing problems to which a service provider is faced. We consider first a centralised approach in order to analyse the complexity of the global allocation problem in which requests are accepted according to their willingness to pay. We identify some partieular polynomial instances and give some resolution methods. Our results are based on some properties of unimodulary matrices. We then present our DiMA model that enables a distributed decision making about on-line requests admission. This decision is based on second price auctions and thus provides an economically efficient service differentiation. We analyse the complexity of this model and evaluate its efficiency trough simulation scenarios. The last part consists on a macroscopic vision of problems due to interconnection between different operators. We foeus on incentives that can influence the interdomain routing decisions. We present a model where each operater fixes its transit prices to its neighbours and foeus on partieular strategies that can be adopted by these opeators. The analyse of the impact of these strategies on the system stability shows the importance of the economic dimension on the interconnection service management

Un opérateur de télécommunications souhaite déterminer les tarifs et la bande passante allouée à ses services, tandis que ses clients souhaitent acheter le service leur convenant le mieux. Ce problème est modélisé par un programme biniveau. Reformulé sous la forme d'un programme linéaire mixte, on ne peut résoudre que de petites instances du problème. Nous introduisons une méthode permettant de reformuler le problème sans différentiation tarifaire, sous la forme d'un problème d'allocation des ressources avec une fonction objectif particulière. Cette méthode permet d'obtenir des solutions exactes sur des instances de grande taille. Nous étendons cette méthode dans le cadre d'une différentiation tarifaire et proposons une méthode de résolution approchée, permettant d'obtenir des bornes inférieures de bonne qualité. Nous présentons enfin des expérimentations numériques sur une formulation non linéaire continue du problème sans différentiation tarifaire.

Depuis une dizaine d’années, les pouvoirs publics ont soutenu la filière photovoltaïque pour répondre à des objectifs de réduction d’émissions de gaz à effet de serre. Les politiques de soutien mises en place se sont traduites par un développement sans précédent de cette filière entrainant une baisse significative des coûts de production. La baisse a été telle que, dans de nombreux pays, les coûts de production photovoltaïque sont inférieurs au prix de détail de l’électricité. Les ménages sont désormais incités à investir dans une centrale photovoltaïque pour autoconsommer une partie de leur consommation. Ce phénomène que l’on nomme autoconsommation dépend en grande partie de la structure du tarif de réseau. Actuellement, ce tarif est basé principalement sur l’énergie soutirée sans différentiation temporelle. Or, ce type de tarif ne reflète pas les coûts des gestionnaires de réseaux électriques qui sont essentiellement fixes à court et moyen terme. La baisse des recettes induit par l’autoconsommation engendre un déficit pour les gestionnaires de réseau qui doit être recouvert par une hausse du tarif réseau. Cet effet entraine des subventions croisées des consommateurs standards vers les autoconsommateurs.L’objectif de cette thèse est de répondre à cette problématique et elle se compose de 4 chapitres. Dans le premier chapitre, une analyse des politiques de soutien à l’autoconsommation a été réalisée pour les pays suivants : l’Allemagne, le Royaume-Uni, le Danemark, l’Espagne et la France. Cette étude repose sur un travail de recherche bibliographique et documentaire afin d’identifier les forces et les faiblesses de ces politiques. Dans le 2e chapitre, on étudie les coûts indirects du développement de l’autoconsommation pour les consommateurs. Pour cela, une estimation des subventions croisées en France entre 2017 et 2021 est proposée. Cette estimation repose sur le calcul des volumes d’autoconsommation agrégés à la maille nationale à partir de la reconstitution des courbes de charge de différents profils de consommateurs et d’entreprises. Dans le chapitre 3, le mécanisme de soutien actuel est évalué selon 2 critères qui sont les revenus générés par l’autoconsommation et les coûts de soutien pour la collectivité. Un modèle de simulation a été développé pour déterminer la rentabilité d’une installation photovoltaïque couplée avec une batterie sous différents tarifs réseaux. Dans le chapitre 4, une estimation des gains liés à l’effacement de consommation est réalisée. Un modèle d’optimisation de la charge de la batterie a été développé dont l’objectif est la maximisation des revenus issus de l’effacement pour l’autoconsommateur.La thèse montre que les politiques de soutien à l’autoconsommation ont négligé les coûts indirects liés à la tarification des réseaux. Il est nécessaire de modifier la structure du tarif réseau pour, d’une part, limiter les subventions croisées et, d’autre part, pour profiter des bénéfices que peut apporter l’autoconsommation pour le réseau ou pour le système électrique en général. Des signaux tarifaires sont nécessaires pour augmenter la valeur de l’autoconsommation mais cela n’est possible que par la modification du schéma actuel de subvention qui n’encourage pas à l’adoption de batteries. Les résultats montrent qu’une prime à l’investissement de la batterie serait moins couteux pour la collectivité mais limiterait le développement de l’autoconsommation
Over the past ten years, the public authorities have supported the photovoltaic industry to meet greenhouse gas emission reduction targets. The support policies have resulted in unprecedented development of this sector, leading to a significant reduction in production costs. This trend combined with the increase of the retail rates enabled to reach the grid parity in some European countries. Households are now encouraged to invest in a photovoltaic power plant in order to consume a part of their consumption. These households are called prosumers. The photovoltaic investment depends mainly on the grid pricing. This tariff is based mainly on the energy withdrawal from the grid. However, this kind of tariff does not reflect the costs of the electricity grid operators, which are mainly fixed in the short and medium term. The drop in revenue due to self-consumption leads to a deficit for the grid operators, which must be covered by an increase in the grid tariff. This situation leads to cross-subsidies from standard consumers to self-consumers.The objective of this thesis is to answer this problem and it consists of 4 chapters. In the first chapter, an analysis of policies supporting self-consumption was carried out for the following countries: Germany, the United Kingdom, Denmark, Spain and France. This study is based on bibliographical and documentary research to identify the strengths and weaknesses of these policies. In the second chapter, we study the indirect costs of the self-consumption development for the consumers. For this purpose, an estimate of cross-subsidies in France between 2017 and 2021 is proposed. This estimate is based on the calculation of the volumes of self-consumption aggregated at the national level by modelling the load curves of different consumers and company profiles. In Chapter 3, the current support mechanism is evaluated according to two criteria, namely the revenue generated by self-consumption and the support costs for the ratepayers. A simulation model has been developed to determine the profitability of a photovoltaic installation coupled with a battery under different grid tariffs. In chapter 4, an estimation of the profits related to the self-supply is made. A battery charge optimisation model has been developed with the objective of maximising the revenue from the consumption savings for the prosumer.The thesis shows that self-consumption support policies have neglected the indirect costs related to network pricing. It is necessary to modify the grid pricing in order, on the one hand, to limit cross-subsidies and, on the other hand, to take advantage of the benefits that self-consumption can bring to the network. Signals need to be sent in order to increase the value of self-consumption. Nevertheless, this is only possible by changing the current subsidy scheme, which does not encourage battery adoption. The results show that a premium for battery investment would limit the cross-subsidies but would limit the development of self-consumption

L’objectif de cette thèse est de développer et étudier des modèles mathématiques d’échanges économiques, basés sur la flexibilité de la demande, entre fournisseurs et consommateurs d’électricité. D’une part, des fournisseurs d’électricité offrent des prix dépendant de l’heure de consommation. D’autre part, des consommateurs adaptent leur usage, minimisant leur facture et le désagrément lié aux changements de consommation induits. La structure de ces problèmes correspond à des problèmes d’optimisation bi-niveau. Trois types de modèles sont étudiés. Tout d’abord, l’interaction entre un fournisseur et un opérateur de smart grid est modélisée par un problème à un seul meneur et un seul suiveur. Pour cette première approche, le niveau de détails du suiveur est particulièrement élevé, et inclut notamment une gestion stochastique de la production distribuée. La meilleure réponse d’un fournisseur dans un modèle à plusieurs meneurs et plusieurs suiveurs fait l’objet de la seconde partie de la thèse. Celle-ci intègre aussi la possibilité d’avoir des agrégateurs comme suiveurs. Deux nouvelles méthodes de résolution reposant sur la sélection d’équilibres de Nash entre suiveurs sont proposées. Enfin, dans une troisième et dernière partie, on se focalise sur la recherche d’équilibres non coopératifs pour ce modèle à plusieurs meneurs et plusieurs suiveurs.Tous les problèmes abordés dans cette thèse le sont non seulement d’un point de vue théorique, mais également d’un point de vue numérique
The objective of this thesis is to develop and study mathematical models of economical exchanges between energy suppliers and consumers, using demand-side management. On one hand, the suppliers offer time-of-use electricity prices. On the other hand, energy consumers decide on their energy demand schedule, minimizing their electricity bill and the inconvenience due to schedule changes. This problem structure gives rise to bilevel optimization problems.Three kinds of models are studied. First, single-leader single-follower problems modeling the interaction between an energy supplier and a smart grid operator. In this first approach, the level of details is very high on the follower’s side, and notably includes a stochastic treatment of distributed generation. Second, a multi-leader multi-follower problem is studied from the point of view of the best response of one of the suppliers. Aggregators are included in the lower level. Two new resolution methods based on a selection of Nash equilibriums at the lower level are proposed. In the third and final part, the focus is on the evaluation of noncooperative equilibriums for this multi-leader multi-follower problem.All the problems have been studied both from a theoretical and numerical point of view

Ce mémoire de thèse comprend trois parties, formées chacune de deux chapitres. La première partie est consacrée aux évolutions réglementaires
récentes dans le secteur électrique, leurs modalités et leurs enjeux. La seconde traite des questions d'efficacité tarifaire des prix d'accès. La troisième enfin aborde la question de la réglementation et, plus généralement, de la régulation d'un système électrique ouvert.
Le premier chapitre vise à décortiquer in concreto les relations de dépendance mutuelle, d'interpénétration entre les considérations économiques et les considérations extra économiques (i.e. réglementaires au sens large ou même politiques) dans l'organisation industrielle traditionnelle (on peut parler de modèle) du secteur électrique dans les sociétés développées.
Nous analysons le rôle essentiel du couple interconnexion/ intégration dans cette organisation.
C'est cet équilibre complexe qui est globalement remis en cause par les évolutions réglementaires récentes, auxquelles est consacré le deuxième
chapitre. La perspective adoptée dans l'analyse nous permet d'expliciter les principaux enjeux de ces évolutions : promotion de l'efficacité économique
(au sens large) ; préservation des conditions d'exercice de différentes missions 'de service public' (ou 'd'intérêt économique général'). Nous tentons de
préciser le plus finement possible les termes économiques dans lesquels ces enjeux se présentent aux réglementeurs du secteur électrique.
Le troisième chapitre débute l'étude plus normative du problème des prix d'accès. La notion de coût marginal de court terme de transport, qui
soulève ici des problèmes conceptuels inusités, y est présentée et discutée. Nous étudions en particulier les limitations à l'efficacité de ces coûts
marginaux qui résultent de la présence d'externalités, de problèmes informationnels et de l'existence de coûts de transaction.
Nous poursuivons cette démarche dans le quatrième chapitre, en étudiant d'une part les conséquences pratiques en termes d'efficacité des indivisibilités dans les fonctions de coût de réseau, et d'autre part celles de la variabilité-imprévisibilité des coûts marginaux de court terme de transport.
Nous proposons différents critères et principes pour limiter en pratique les inefficacités induites.
Dans le cinquième chapitre, nous abordons le problème de la réglementation sous un angle plus concret que ne le font les modèles théoriques, et en tenant compte des principales interdépendances entre les coûts de production et les coûts de réseau. Nous insistons sur les aspects du problème spécifiques à l'électricité (par rapport aux modèles théoriques généraux).
Le sixième chapitre est consacré à une discussion moins formalisée de l'équilibre réglementaire à long terme nécessaire à la régulation d'un système
électrique ouvert. Il met en perspective certaines pratiques réglementaires observées. Il pose la question essentielle de l'arbitrage entre consommateurs 'domestiques' et industriels.
Enfin la conclusion récapitule l'essentiel des résultats de l'étude, en évalue la portée et propose des voies de recherche

Ce travail a pour but d'analyser les effets de la tarification sur l'évolution des demandes résidentielles en eau fournie par les réseaux publics de distribution et d'assainissement, le cadre d'étude pratique concernant une économie en transition, la République Slovaque. Les autorités slovaques ont choisi de remettre en cause le mode de gestion des réseaux, jusque là caractérisé par une politique de gestion d'un monopole naturel au coût marginal, entraînant des déficits, et dont la tarification, via l'existence de subventions croisées entre groupes d'usagers, cherchait jusque là justement à protéger les consommateurs résidentiels des effets de la transition. L'analyse économétrique de la demande résidentielle slovaque, menée sur deux échantillons différents (1994-1998 et 1999-2001), et utilisant des méthodes spécifiques de traitement des données de panel, fait apparaître un coefficient d'élasticité-prix faible pour chacun d'eux (respectivement -0,21 et -0,41), toutefois en hausse dans le temps. Le premier échantillon fait néanmoins apparaître un surprenant coefficient d'élasticité-revenu, également négatif, et beaucoup plus important (-0,53), dont l'origine pourrait résider dans le fait que l'élévation rapide du niveau de vie général aurait permis aux ménages de renouveler un stock d'appareils utilisateurs d'eau beaucoup plus économes. L'analyse, également menée en termes de classe de revenu, fait apparaître, sur les deux échantillons, que l'élasticité-prix de la demande aurait tendance à diminuer avec le niveau de revenu, indiquant ainsi que ce sont les consommateurs les plus modestes qui seraient les plus réceptifs aux fortes variations de tarifs visant à équilibrer les comptes déficitaires de la compagnie nationale de gestion des réseaux publics. Ces résultats infirment ainsi ceux tirés de l'analyse théorique des réactions de la demande des biens multifonctions, mais qui s'inspiraient des comportements des individus au sein d'une économie traditionnelle de marché. Les changements dans la tarification sont alors susceptibles de renforcer les inégalités sociales, sans pour autant permettre de gérer plus durablement la ressource et de développer les infrastructures dans les zones les plus délaissées.

Ce travail vise à analyser les conditions d'émergence et de traitement des projets d'interconnexion transfrontalière de services techniques urbains organisés en réseaux à travers une démarche comparative prenant en compte plusieurs de ces services publics (transports publics, assainissement et ordures ménagères) dans l'agglomération constituée par Genève et les communes françaises voisines. Au-delà de sa définition juridique, la frontière est ici envisagée comme la limite spatiale de légitimité de systèmes politiques et administratifs. Après avoir appréhendé la genèse des besoins d'interconnexion comme le résultat du décalage entre des modes de production socio-techniques territorialement cloisonnés et l'évolution du système urbain franco-genevois, l'accent est porté sur les modes de régulation mis en oeuvre. On distingue ainsi un mode de régulation portant sur les éléments techniques des services urbains et un mode de régulation affectant le cadre institutionnel et territorial dans lequel ces services publics locaux en réseaux sont gérés et planifiés. Il en ressort que les capacités d'adaptation technique des services urbains en réseaux à un nouvel environnement territorial sont réelles. Cependant, en l'absence de cadre juridique, technique et institutionnel, l'interconnexion transfrontalière de ces équipements collectifs est soumise à la constitution d'un système d'acteurs reposant sur la confrontation de différents codes, de différentes normes socio-techniques et sanctionne un rapport de forces. Le système d'action collective porte sur la maîtrise de l'interconnexion des réseaux techniques urbains qui sont envisagés comme des outils de légitimation à l'échelle d'un territoire transfrontalier déterminé sur la base de leur inscription spatiale.

L’objet de cette thèse est de définir et d’identifier les effets des politiques de différenciation tarifaire sur l’usage et l’organisation d’un réseau de transport de voyageur urbain ou interurbain. Par différenciation tarifaire, on entend la capacité à faire payer à l’utilisateur un service à des prix différents, en tenant compte de plusieurs critères que nous définirons : l’usage, la distance parcourue…. La tarification différenciée est également appelée discrimination tarifaire de deuxième niveau dans les pays anglo-saxons. La politique tarifaire d’un réseau de transport public répond à trois objectifs qui sont souvent contradictoires. Le premier est la collecte de la recette et la couverture des coûts, le second est l’orientation des usages sans détériorer la fréquentation. Enfin le troisième présente la politique tarifaire comme un instrument possible de politique urbaine. Quels sont les éléments d’une politique tarifaire qui peuvent avoir une influence sur le comportement des utilisateurs en termes de déplacement sur un territoire ? Est-ce qu’un tarif multimodal va générer plus de déplacements combinés, un meilleur taux de fréquentation ? Peut-on observer des changements de comportements suite à l’introduction de tarifications spécifiques comme les tarifs heures de pointe/heure creuses ? Les moyens de paiement comme les facilités d’accès au service font également partie de la stratégie tarifaire : les cartes prépayées, le post paiement, les cartes à valeur permettant de débiter le prix des trajets en fonction des pratiques sont autant de supports permettant l’accès à des bouquets de services. Des tarifications parfois extrêmement sophistiquées ne sont pas perçues comme telles par les utilisateurs. La première partie a pour objectif de définir les enjeux autour de l’élaboration du tarif et de la différenciation tarifaire. Les mécanismes et les composantes de la différenciation tarifaire seront définis et les travaux déjà réalisés sur les relations entre tarification et usage d’un service seront passés en revue de manière à dégager un état des lieux des pratiques tarifaires existantes et hiérarchiser celles pouvant avoir un impact direct sur l’usage spatial du réseau. Dans une deuxième partie, l’étude portera sur la dimension spatiale du tarif à travers l’étude des relations entre les différentes tarifications à la distance et la morphologie spatiale des territoires considérés. L’efficacité des pratiques tarifaires eu égard aux politiques de planification urbaine sera évaluée à partir d’exemples de villes ayant des formes urbaines de type mono-centrique, polycentrique ou composite. La relation entre tarification et morphologie urbaine sera confirmée. L’objet de la troisième partie est de simuler le comportement des utilisateurs lors de modifications tarifaires à partir des données de fréquentation disponibles grâce aux validations billettiques. Dans un premier temps à partir des données de validations des réseaux urbains et interurbains de Belfort ainsi que du département de l’Oise et de la Drôme, nous montrerons qu’il est possible de faire des analyses ciblées. Puis, à partir des données réelles collectées sur le réseau d’Ile de France, et en se projetant à l’introduction d’une ligne structurante nouvelle comme la ligne 15 du Grand Paris, nous chercherons à simuler l’impact d’une tarification différenciée sur la fréquentation globale des deux réseaux. En utilisant un algorithme de répartition des flux selon un modèle de répartition entre deux itinéraires concurrents, Il s’agira d’explorer une méthode de construction d’une grille tarifaire qui fixerait des niveaux de recette globale tout en orientant les usages sur des objectifs définis : niveau d’utilisation de la nouvelle ligne, tranche horaire, courts et long trajets
The purpose of this thesis is to define and identify the effects of price discrimination policies on the use and organization of urban public transports. Price discrimination is the possibility to price a service with different level of tariff. At first, we will define the issues around public transport fares, whose complexity is now mitigated by existing smart cards and other payment tools. Then, the spatial dimension of the fare will be given special attention through the study of the relationships between fee structure and spatial morphology of 10 cities around the world. The relationships between urban morphology and pricing will be confirmed. Knowing that usage of public transport are diverse, it is essential to have a good knowledge of users habits. Smard Card data reconstruction provides geographical and statistical information that can be re used for urban planning and for pricing policy. How ?Grand Paris orbital line 15, will be launched in 2020. It is an example of introducing a new metro line inducing significant time savings for commuters. Passengers will be given a real alternative between their usual route and the new one. The new route can offer several advantages: gain of time spent during the trip, gain in terms of number of transfers, comfort gain, security gain, price advantages. This could be an opportunity for an agency to review its fare policy. Our model is based on existing travel flows derived from the itinerary reconstruction from Navigo Smart Card pass. It establishes the principles of a fare grid based on travelers’ preferences and current travel patterns. For this research, we used data from public transport pass users in the Paris’ Metropolitan area, for one month. Finally, we show that price discrimination is related to "mobility" and not to “public transport”. If we consider the mobility needs of the user, pricing is no longer that of “transportation” but a package of services enabling access to different forms of mobility. Therefore it is transport governance that can be a problem. How to federate all mobility stakeholders in France? This dimension is essential for public transport authorities. It is a key success factor for achieving ambitious and sustainable urban planning policies

Les objectifs de nos travaux de recherche sont multiples. Tout d’abord, ils balaient le champ de la théorie économique appliquée au secteur de l’énergie. De façon spécifique, il s’agit de revisiter les questions de régulation, de tarification et du bien être dans le contexte africain subsaharien où le secteur de l’énergie est en crise. Par la suite, nos recherches ouvrent un spectre sur les défis du continent que sont l’atteinte des objectifs du développement durable, l’économie mobile et l’innovation grâce à l’accès pour tous à l’électricité. Enfin, cette thèse s’articule au croisement de la recherche théorique et appliquée en se basant sur des études de cas réels au Bénin. En conséquence, la nécessité d’enrichir la recherche en Afrique de façon générale et au Bénin de façon spécifique constituent un éventail des défis et opportunités à l’issue de ces travaux
Our research objectives are multiple. Front of all, we cover literature review in the fields of energy and economics. Specifically, we revisit regulation, pricing and well-being theories in sub-Saharan context where electricity sector is in crisis for a while. Subsequently, our results open up a deeper reflexion spectrum concerning sustainable development, mobile banking and innovation through access for all to clean energy. Finally, this thesis is articulated at the crossraods of theorical and applied research based on real study cases in Benin. Consequently, there is a strong need to expand applied research in African, and in Benin specifically because it constitutes a large scope of challenges and opportunities path beyond this work

Nous étudions les systèmes de véhicules en libre service en aller-simple : avec emprunt et restitution dans des lieux éventuellement différents. La publicité promeut l'image de flexibilité et d'accessibilité (tarifaire) de tels systèmes, mais en réalité il arrive qu'il n'y ait pas de véhicule disponible au départ, voire pire, pas de place à l'arrivée. Il est envisageable (et pratiqué pour Vélib' à Paris) de relocaliser les véhicules pour éviter que certaines stations soient vides ou pleines à cause des marées ou de la gravitation. Notre parti-pris est cependant de ne pas considérer de ``relocalisation physique'' (à base de tournées de camions) en raison du coût, du trafic et de la pollution occasionnées (surtout pour des systèmes de voitures, comme Autolib' à Paris). La question à laquelle nous désirons répondre dans cette thèse est la suivante : Une gestion via des tarifs incitatifs permet-elle d'améliorer significativement les performances des systèmes de véhicules en libre service ?
One way Vehicle Sharing Systems (VSS), in which users pick-up and return a vehicle in different places is a new type of transportation system that presents many advantages. However, even if advertising promotes an image of flexibility and price accessibility, in reality customers might not find a vehicle at the original station (which may be considered as an infinite price), or worse, a parking spot at destination. Since the first Bike Sharing Systems (BSS), problems of vehicles and parking spots availability have appeared crucial. We define the system performance as the number of trips sold (to be maximized). BSS performance is currently improved by vehicle relocation with trucks. Our scope is to focus on self regulating systems through pricing incentives, avoiding physical station balancing. The question we are investigating in this thesis is the following: Can a management of the incentives increases significantly the performance of the vehicle sharing systems?

Dans la première partie du travail, consacrée aux définitions, la notion de prix de l'eau est clarifiée. L'étude des documents réglementaires permet d'avoir une image assez objective et consensuelle de la qualité du service, rendue très dépendante de l'observateur par le nombre des acteurs présents dans ce secteur. Ensuite, les outils d'observation spécifiques qui ont été développes pour effectuer les évaluations de qualité et de prix sont présentés. Ils tournent autour d'un panel national de 500 services d'eau : enquêtes auprès des services, recueil des résultats du contrôle sanitaire et enquête d'opinion auprès de 1250 usagers. Les outils développés permettent d'obtenir des données concernant l'opinion des usagers sur leur service, la qualité de l'eau potable sur le plan sanitaire ainsi qu'une image unique et fiable des prix pratiqués par les quelques 16500 services d'eau en France. Des éléments d'explication aux très fortes différences de prix d'un service à l'autre sont dégagés et l'élasticité des consommations domestiques au prix du service est évaluée. La complémentarité de ces outils permet également des rapprochements originaux entre les différentes caractéristiques des services, l'opinion des usagers desservis et la qualité de l'eau distribuée. Une étude de la distribution d'eau en Grande-Bretagne suite à la privatisation de 1989 et de la distribution d'électricité en France sur le plan de la qualité et du prix du service complète l'analyse. La dernière partie analyse les processus complexes de formation du prix de l'eau en France, dans lesquels la qualité du service n'apparaît jouer qu'un rôle limité. Très fortement en relation avec le prix, la qualité bactériologique de l'eau s'avère constituer un indice de qualité qui va bien au-delà de la simple présence ou absence de témoins de contamination fécale dans l'eau.

Le problème de tarification qui nous intéresse ici consiste à maximiser le revenu généré par les usagers d'un réseau de transport. Pour se rendre à leurs destinations, les usagers font un choix de route et utilisent des arcs sur lesquels nous imposons des tarifs. Chaque route est caractérisée (aux yeux de l'usager) par sa "désutilité", une mesure de longueur généralisée tenant compte à la fois des tarifs et des autres coûts associés à son utilisation. Ce problème a surtout été abordé sous une modélisation déterministe de la demande selon laquelle seules des routes de désutilité minimale se voient attribuer une mesure positive de flot. Le modèle déterministe se prête bien à une résolution globale, mais pèche par manque de réalisme. Nous considérons ici une extension probabiliste de ce modèle, selon laquelle les usagers d'un réseau sont alloués aux routes d'après un modèle de choix discret logit. Bien que le problème de tarification qui en résulte est non linéaire et non convexe, il conserve néanmoins une forte composante combinatoire que nous exploitons à des fins algorithmiques. Notre contribution se répartit en trois articles. Dans le premier, nous abordons le problème d'un point de vue théorique pour le cas avec une paire origine-destination. Nous développons une analyse de premier ordre qui exploite les propriétés analytiques de l'affectation logit et démontrons la validité de règles de simplification de la topologie du réseau qui permettent de réduire la dimension du problème sans en modifier la solution. Nous établissons ensuite l'unimodalité du problème pour une vaste gamme de topologies et nous généralisons certains de nos résultats au problème de la tarification d'une ligne de produits. Dans le deuxième article, nous abordons le problème d'un point de vue numérique pour le cas avec plusieurs paires origine-destination. Nous développons des algorithmes qui exploitent l'information locale et la parenté des formulations probabilistes et déterministes. Un des résultats de notre analyse est l'obtention de bornes sur l'erreur commise par les modèles combinatoires dans l'approximation du revenu logit. Nos essais numériques montrent qu'une approximation combinatoire rudimentaire permet souvent d'identifier des solutions quasi-optimales. Dans le troisième article, nous considérons l'extension du problème à une demande hétérogène. L'affectation de la demande y est donnée par un modèle de choix discret logit mixte où la sensibilité au prix d'un usager est aléatoire. Sous cette modélisation, l'expression du revenu n'est pas analytique et ne peut être évaluée de façon exacte. Cependant, nous démontrons que l'utilisation d'approximations non linéaires et combinatoires permet d'identifier des solutions quasi-optimales. Finalement, nous en profitons pour illustrer la richesse du modèle, par le biais d'une interprétation économique, et examinons plus particulièrement la contribution au revenu des différents groupes d'usagers.
The network pricing problem consists in finding tolls to set on a subset of a network's arcs, so to maximize a revenue expression. A fixed demand of commuters, going from their origins to their destinations, is assumed. Each commuter chooses a path of minimal "disutility", a measure of discomfort associated with the use of a path and which takes into account fixed costs and tolls. A deterministic modelling of commuter behaviour is mostly found in the literature, according to which positive flow is only assigned to \og shortest\fg\: paths. Even though the determinist pricing model is amenable to global optimization by the use of enumeration techniques, it has often been criticized for its lack of realism. In this thesis, we consider a probabilistic extension of this model involving a logit dicrete choice model. This more realistic model is non-linear and non-concave, but still possesses strong combinatorial features. Our analysis spans three separate articles. In the first we tackle the problem from a theoretical perspective for the case of a single origin-destination pair and develop a first order analysis that exploits the logit assignment analytical properties. We show the validity of simplification rules to the network topology which yield a reduction in the problem dimensionality. This enables us to establish the problem's unimodality for a wide class of topologies. We also establish a parallel with the product-line pricing problem, for which we generalize some of our results. In our second article, we address the problem from a numerical point of view for the case where multiple origin-destination pairs are present. We work out algorithms that exploit both local information and the pricing problem specific combinatorial features. We provide theoretical results which put in perspective the deterministic and probabilistic models, as well as numerical evidence according to which a very simple combinatorial approximation can lead to the best solutions. Also, our experiments clearly indicate that under any reasonable setting, the logit pricing problem is much smoother, and admits less optima then its deterministic counterpart. The third article is concerned with an extension to an heterogeneous demand resulting from a mixed-logit discrete choice model. Commuter price sensitivity is assumed random and the corresponding revenue expression admits no closed form expression. We devise nonlinear and combinatorial approximation schemes for its evaluation and optimization, which allow us to obtain quasi-optimal solutions. Numerical experiments here indicate that the most realistic model yields the best solution, independently of how well the model can actually be solved. We finally illustrate how the output of the model can be used for economic purposes by evaluating the contributions to the revenue of various commuter groups.