Dissertations / Theses on the topic 'Design systémique'

Les modèles théoriques proposés par les STIC ont été à ce jour révisés par les protagonistes des Design Studies. Ils proposent entre autres de vérifier leur validité et leur viabilité comme modèles de communication pour les systèmes, services, biens et situations de plus en plus complexes. C’est dans cette lignée que nous inscrivons notre projet. L’idée étant de construire un modèle interprétatif constituant un nouveau cadre théorique. Il aura comme principal objectif de saisir le potentiel communicatif des produits au carrefour de leurs potentiels d’actions, d’habitudes et de croyances matérialisés en eux. Notre cadre théorique et notre outil analytique s’articuleront autour de l’approche sémiotique peircienne et de la théorie systémique (dénommée seconde systémique par Morin) qui permettra aussi de développer une perception écologique de l’objet comme système cohérent et interactif avec son environnement
The theoretical models proposed by STIC (Information and Communication Sciences) have been revised to date by the protagonists of Design Studies. They suggest among others to check their validity and viability as communication models for the systems, services, goods and situations, which are getting more and more complex.It is in this vein that we register our project. The idea is to build an interpretative model constituting a new theoretical framework. The main objective is to seize the communicative potential of the products at the crossroads of potential actions, habits and beliefs embodied in them. Our theoretical framework and our analytical tool will revolve around the peirce semiotic approach and the systemic theory (second systemic as called by Morin), which will also develop an ecological perception of the object as a coherent and interactive system with its environment

Dans le domaine de la conception d’Interfaces Homme-Système (IHS), un des concepts clés est celui de la Conception Centrée Utilisateurs (CCU), qui place les utilisateurs au centre de la démarche. Bien que cette démarche constitue une avancée considérable pour proposer des solutions qui répondent aux besoins et aux attentes des utilisateurs finaux, elle n’est pas totalement adaptée lorsque ces derniers présentent des déficiences multiples. Egalement, malgré les bénéfices de la CCU, il est constaté que les concepteurs demeurent peu nombreux à appliquer cette démarche, l’utilisation d’approches plus classiques restant encore dominante. Les concepteurs sont peu sensibilisés à la prise en compte des utilisateurs finaux, encore moins lorsque ceux-ci présentent des déficiences.Face à ces constats, notre travail s’est articulé selon deux axes réalisés en parallèle. Nous avons élaboré et formalisé une méthode de conception systémique d’IHS : AMICAS (Approche Méthodologique Innovante de Conception Adaptée Systémique), afin de permettre la conception d’outils et services adaptés aux utilisateurs finaux, quelles que soient leurs spécificités. Cette méthode a été testée auprès d’enfants en situation de multihandicap dans un contexte scolaire et de personnes âgées en institution. En parallèle, nous avons élaboré un système d’aide à la décision, à destination des concepteurs d’IHS, afin de les sensibiliser à la prise en compte des utilisateurs finaux et de leurs déficiences dans les démarches de conception. Au regard des résultats obtenus, nous proposons en synthèse une version améliorée de la méthode de conception AMICAS et une mise en ligne de notre système d’aide
In the field of Human-System Interface (HSI) design, one key concept is the User-Centred Design (UCD), an approach that considers the user as the centre of the design process. Although this approach is a significant advance to provide solutions that meets the needs and expectations of end-users, it is not totally suitable for end-users with multiple disabilities. Moreover, despite the benefits of the UCD, only few designers apply this approach. The use of standard approaches remains dominant. There is a general lack of awareness among designers on how take account of end-users, even less when the end-users have multiples disabilities.In view of these observations, our work has been structured to two main axes, conducted in parallel. We have elaborated and formalized design method of HSI, named AMICAS (Innovative Methodological Approach of Adapted Systemic Design), in order to design tools or services adapted for users, whatever their disabilities are. This method has been tested to children with multiple disabilities in educational context and with elderly in care homes. Also, we have developed a decision support tool. The purpose of this tool is to help designers to take into account end-users and their disabilities into the design stage. Based on the results, we suggest in synthesizing an improved version of AMICAS and we have published the decision support tool online

Pour répondre aux enjeux du développement durable, une transition systémique est nécessaire. Notre proposition est d’appliquer, au niveau de l’entreprise, des principes issus d’une approche hybride, entre forecasting (tendances) et principled backcasting. Ces principes proposent des lignes directrices pour chacune des cinq dimensions du développement durable (politique, territoire, Homme, environnement et économie). La méthode développée s’appuie sur le processus stratégique (analyse, choix et déploiement) pour intégrer des dimensions complémentaires dans la conception de produit à travers le réseau interne de création de valeur de l’entreprise étendue. Deux trajectoires ont étés explorées : l’intégration de l’environnement (cas d’études) et du territoire (théorie) dans la conception de produit grâce à l’innovation organisationnelle portée par le renouveau de la gouvernance stratégique et opérationnelle. Cette recherche interdisciplinaire pose les fondations pour le développement d’une méthode permettant de supporter la transition de l’entreprise industrielle vers le développement durable à 5 dimensions, par l’intégration dans le processus de conception de produit de dimensions jusqu’alors peu ou pas exploitées
System transition is required.to meet sustainability challenges. Our proposal is to apply general principles from a hybrid approach between forecasting (trends) and principled backcasting to industrial companies. These principles provide guidelines for each of the five dimensions of sustainability (political, territorial, social, environmental and economic). The developed method is based on the strategic process (analyze, choose, deploy) to include additional dimensions in the design of the product through the value constellation of the extended company. Two trajectories are explored: the integration of the environment (case studies) and the territory (theory) in product design through organizational innovation driven by the renewal of strategic and operational governance. This interdisciplinary research lays the foundation for the development of a method to support the transition of industrial companies towards the 5-dimensions sustainable development by integrating new dimensions hitherto little or no exploited in the product design process

Face aux enjeux environnementaux actuels, s’investir dans les énergies renouvelables au nom de la « transition énergétique » est l’alternative la plus adoptée par de nombreux pays. Les énergies renouvelables, en particulier l’énergie photovoltaïque, sont ainsi devenues des secteurs concurrentiels innovants en pleine expansion. Dans ce contexte, il est donc nécessaire de s'assurer que les nouvelles technologies PV, qui sont complexes et issues de plusieurs étapes de fabrication, répondent aux critères d'un produit peu impactant pour l’environnement, dénommé ici éco-conçu. L’état de l’art sur l’éco-conception montre que la prise en compte des contraintes environnementales dans les projets de R&D à échelle TRL « Technology Readiness Level » bas est encore un phénomène émergent, pour les raisons suivantes : d’une part l’évaluation de l’impact environnemental est relativement complexe pour une technologie non mature en cours de développement (TRL bas) ; ses caractéristiques et procédés de fabrication n’étant pas encore tous connus ; d’autre part les outils identifiés présentent plusieurs écueils qui limitent leur intégration dans les organismes PV de R&D.Ce travail de recherche vise donc à développer une méthodologie pour permettre l’intégration pérenne de l’éco-conception dans les organismes de R&D, pour accompagner leurs partenaires industriels dans leur effort d’innovation et de compétitivité.La méthode développée est ainsi basée sur le principe d’estimation des taux d’évolutions techniques, économiques et environnementales d’une nouvelle technologie (TRL bas) par l’intermédiaire d’une base de données de référence. La construction de cette dernière s’appuie sur l’Analyse du Cycle de Vie (ACV) comme outil de pilotage pour fournir des résultats fiables, malgré le faible niveau TRL.Pour intégrer de façon pérenne cette approche au sein des organismes de R&D, la méthode développée a été implémentée dans un outil informatique « ECO PV » dédié aux systèmes PV en silicium cristallin, qui constituent plus de 90% du marché PV actuel. Basé sur le principe de démocratisation des connaissances environnementales et de la capitalisation des informations, cet outil est accessible non seulement aux experts en ACV mais aussi à l’ensemble des ingénieurs du domaine PV.Ce travail de recherche a enfin permis d’une part de générer des premiers résultats à la fois fiables, simples et quantifiés, et de développer une méthodologie d’éco-conception pour orienter les choix technologiques des projets dans les phases amont de R&D, afin de développer des systèmes PV plus respectueux de l’environnement
Faced with current environmental challenges, investing in renewable energies in the name of the "energy transition" is the alternative most adopted by many countries. Renewable energies, in particular photovoltaic solar (PV) energy, have thus become innovative and competitive sectors in full expansion. In this context, it is therefore necessary to ensure that new PV technologies, which are complex and the result of several manufacturing stages, meet the criteria of a product with low environmental impact, referred here as eco-designed.The state of the art on eco-design shows that the consideration of environmental constraints in R&D projects with low TRL "Technology Readiness Level" is still an emerging phenomenon, for two main reasons. On the one hand, environmental impact assessment is relatively complex for a non-mature technology under development (TRL low) because its characteristics and manufacturing processes are not yet fully defined. On the other hand, the identified tools in the literature have several limitations that impede their appropriation in R&D organizations.This research work therefore aims to develop a methodology to enable the sustainable integration of eco-design into R&D organizations, supporting their industrial partners in innovation and competitiveness. Thus, the developed method is based on the estimation of the evolution rate of technical, economic and environmental criteria of a new technology (low TRL) through a specific database of reference. The construction of the database relies on Life Cycle Assessment (LCA), used as a management tool to provide reliable results, despite the low TRL level.To integrate this approach into R&D organizations in a sustainable way, the method developed was implemented in a software "ECO PV" dedicated to crystalline silicon PV systems, which represent more than 94% of the current PV market today. Based on the principle of democratization of environmental knowledge and capitalization of information, this tool is accessible not only to LCA experts but also to all engineers in the PV field.Finally, this research work enabled to generate reliable, simple and quantified results and to develop an eco-design methodology to guide the technological choices of projects in the upstream phases of R&D, in order to develop PV systems more environmentally friendly

Dans le contexte actuel de globalisation des marchés, le processus classique de conception par essais et erreurs n'est plus capable de répondre aux exigences de plus en plus accrues en termes de délais très courts, réduction des coûts de production, etc. L'outil d'optimisation propose une réponse à ces questions, en accompagnant les ingénieurs dans la tâche de conception optimale.L'objectif de cette thèse est centré sur la conception optimale des systèmes complexes. Deux approches sont abordées dans ce travail: l'optimisation par modèles de substitution et la conception optimale basée sur la décomposition des systèmes complexes.L'utilisation de la conception assistée par ordinateur (CAO) est devenue une pratique régulière dans l'industrie. La démarche d'optimisation basée sur modèles de substitution est destinée à répondre à l'optimisation des dispositifs bénéficiant d'une telle modélisation précise, mais couteuse en temps de calcul.Les chaînes de traction ferroviaire sont trop complexes pour être traités comme un tout. La décomposition de ces systèmes s'impose en vue de simplifier le problème et de repartir la charge de calcul. Des stratégies appropries à la résolution de telles structures ont été analysées dans ce travail. Ces approches permettent à chaque équipe de spécialistes de travailler de façon autonome à l'objet de leur expertise.Les approches d'optimisation développées au sein de ce travail ont été appliquées pour résoudre plusieurs problèmes d'optimisation électromagnétiques, ainsi que la conception optimale d'un système de traction ferroviaire de la Société Alstom

Stimuler la créativité demeure un enjeu majeur pour soutenir l’innovation. Depuis les travaux théoriques fondateurs des années 1950-1960, il existe aujourd’hui un grand nombre d’outils, de méthodes, et de guides d’aide au choix diffusés parmi les praticiens. Cependant, les entreprises font aujourd’hui face à une telle complexité, à la fois technique et organisationnelle, que les outils et méthodes traditionnellement utilisés arrivent à leurs limites et manquent d’efficacité. Non seulement nous manquons encore d’une théorie fondamentale de la créativité qui fasse consensus, mais la recherche dans ce domaine manque souvent de pertinence en termes de transfert dans la pratique et d’adéquation avec les besoins pragmatiques industriels. Cette thèse explore comment l'approche systémique permet d’étudier la créativité afin de mettre en évidence de nouveaux moyens de la stimuler dans des contextes industriels complexes. Cette approche nous a permis de synthétiser les mécanismes de la créativité dans un modèle systémique, et de faire émerger trois interactions fondamentales : sensori-motrice, cognitive, et sociale. Pour stimuler simultanément ces interactions, trois axes méthodologiques ont été proposés puis testés au sein d’un contexte industriel automobile, dans le cadre de projets d’innovation réels. Les résultats de nos expérimentations montrent que l'utilisation conjointe, d’une part d’outils de stimulation analogique, d’autre part d'un langage de formes visuelles, et enfin d'un processus cyclique alternant imagination, conception, et création, permet d’améliorer notablement la performance créative. Notre modèle de la créativité, désormais entendu comme le « système complexe de la création », nous permet d’enrichir conjointement le champ scientifique théorique et les pratiques méthodologiques. Il ouvre également des perspectives de développement en sciences de gestion et en management de l’innovation
Stimulating creativity remains a major challenge to support innovation. Since pioneering theoretical work from 1950-1960, there is now a large number of tools, methods, and guidelines disseminated among practitioners. However, companies today face such complexity, both technical and organizational, that the tools and methods traditionally used reach their limits and became inefficient. Not only we don’t have any strong fundamental theory of creativity, but also research in this field often lacks relevance in terms of transfer into practice and adequacy with pragmatic industrial needs. This thesis explores how the systemic approach allows the study of creativity to highlight new ways to stimulate it in complex industrial settings. This approach allowed us to synthesize the mechanisms of creativity in a systemic model, and bring out three fundamental interactions: sensorimotor, cognitive, and social. To simultaneously stimulate these interactions, three methodological guidelines have been proposed and tested in a car manufacturer industrial environment, in the context of real innovation projects. The results of our experiments show that the combined use of, first analogical stimulation tools, the other a language of visual forms, and finally a cyclical process alternating imagination, design and creation, can significantly improve the creative performance. Our model of creativity, now understood as "the complex system of creation", enables us to jointly enrich the theoretical scientific field and also methodological practices. It also opens developing prospects for innovation management and management sciences

Ce travail présente une démarche méthodologique visant le «traitement de profils» de «mission» et plus généralement de «variables environnementales» (mission, gisement, conditions aux limites), démarche constituant la phase amont essentielle d’un processus de conception systémique. La «classification» et la «synthèse» des profils relatifs aux variables d’environnement du système constituent en effet une première étape inévitable permettant de garantir, dans une large mesure, la qualité du dispositif conçu et ce à condition de se baser sur des «indicateurs» pertinents au sens des critères et contraintes de conception. Cette approche s’inscrit donc comme un outil d’aide à la décision dans un contexte de conception systémique. Nous mettons en particulier l’accent dans cette thèse sur l’apport de notre approche dans le contexte de la conception par optimisation qui, nécessitant un grand nombre d’itérations (évaluation de solutions de conception), exige l’utilisation de «profils compacts» au niveau informationnel (temps, fréquence,…). Nous proposons dans une première phase d’étude, une démarche de «classification» et de «segmentation» des profils basée sur des critères de partitionnement. Cette étape permet de guider le concepteur vers le choix du nombre de dispositifs à concevoir pour sectionner les produits créés dans une gamme. Dans une deuxième phase d’étude, nous proposons un processus de «synthèse de profil compact», représentatif des données relatives aux variables environnementales étudiées et dont les indicateurs de caractérisation correspondent aux caractéristiques de référence des données réelles. Ce signal de durée réduite est obtenu par la résolution d’un problème inverse à l’aide d’un algorithme évolutionnaire en agrégeant des motifs élémentaires paramétrés (sinusoïde, segments, sinus cardinaux). Ce processus de «synthèse compacte» est appliqué ensuite sur des exemples de profils de missions ferroviaires puis sur des gisements éoliens (vitesse du vent) associés à la conception de chaînes éoliennes. Nous prouvons enfin que la démarche de synthèse de profil représentatif et compact accroît notablement l’efficacité de l’optimisation en minimisant le coût de calcul facilitant dès lors une approche de conception par optimisation
This work presents a methodological approach aiming at analyzing and processing mission profiles and more generally environmental variables (e.g. solar or wind energy potential, temperature, boundary conditions) in the context of system design. This process constitutes a key issue in order to ensure system effectiveness with regards to design constraints and objectives. In this thesis, we pay a particular attention on the use of compact profiles for environmental variables in the frame of system level integrated optimal design, which requires a wide number of system simulations. In a first part, we propose a clustering approach based on partition criteria with the aim of analyzing mission profiles. This phase can help designers to identify different system configurations in compliance with the corresponding clusters: it may guide suppliers towards “market segmentation” not only fulfilling economic constraints but also technical design objectives. The second stage of the study proposes a synthesis process of a compact profile which represents the corresponding data of the studied environmental variable. This compact profile is generated by combining parameters and number of elementary patterns (segment, sine or cardinal sine) with regards to design indicators. These latter are established with respect to the main objectives and constraints associated to the designed system. All pattern parameters are obtained by solving the corresponding inverse problem with evolutionary algorithms. Finally, this synthesis process is applied to two different case studies. The first consists in the simplification of wind data issued from measurements in two geographic sites of Guadeloupe and Tunisia. The second case deals with the reduction of a set of railway mission profiles relative to a hybrid locomotive devoted to shunting and switching missions. It is shown from those examples that our approach leads to a wide reduction of the profiles associated with environmental variables which allows a significant decrease of the computational time in the context of an integrated optimal design process

Cette thèse concerne la prise en compte du développement durable dans la conception des produits soit : la continuité des activités de production industrielle, la préservation de la nature et la quête de la qualité de vie individuelle et collective. Malgré le développement des outils d'écodesign, les problèmes environnementaux subsistent, ce constat établi, les raisons ont été trouvées au niveau des outils qui traitent uniquement des aspects écologiques et ne considèrent pas les interactions des acteurs. La modélisation du cycle de vie du produit a été conduite dans le but d'identifier les effets environnementaux, les complexités interrelationnelles et les paradoxes du système. Les études de cas considérées concernent les phases amont et aval du processus : l'exploitation des bois d'Amazonie et les emballages ménagers et leurs déchets. Ces terrains confirment que la complexité n'est pas prise en compte par la conception. Deux niveaux de complexité ont pu être identifiés : organisationnelle avec la collecte et le tri des déchets d'emballage qui contraint le recyclage des matériaux, informationnelle liée au transfert d'informations relatives aux possibilités offertes par la diversité des bois en Amazonie. Un classeur est proposé au concepteur pour permettre de connaître les qualités des bois et favoriser leurs combinaisons et leurs substitutions. Cette diversification contribue à l'exploitation durable de la forêt, et permet d'étendre l'offre pour le consommateur en fonction de caractéristiques sensorielles des bois ignorés jusqu'à présent. La production industrielle durable peut ainsi s'appuyer sur le renouvellement de la matière première et une adhésion plus franche du consommateur aux gammes plus étendues de produits qui lui sont proposés. Cette première contribution montre qu'il est possible de sortir du paradoxe marqué par une croissance des connaissances scientifiques inefficaces par rapport à la croissance concomitante des dommages environnementaux.

A l’heure de l’Anthropocène, les activités humaines ont eu plus que jamais un impact sur les écosystèmes planétaires. Si nous souhaitons vivre dans un espace juste et sûr pour l’humanité, les entreprises, majoritairement responsables et directement impactées par cette situation, doivent repenser leur manière de faire des affaires. Face à la complexité de ces enjeux et aux limites inhérentes de la pensée analytique pour y répondre, le concept de business model a ainsi besoin de mobiliser une pensée systémique. Au sein de la coopérative Biocoop, dans le cadre d’une recherche-action, nous avons élaboré une démarche de business modelling systémique et accompagné deux magasins du réseau au moyen d’ateliers collaboratifs. En résulte l’élaboration d’une nouvelle représentation conceptuelle de business model, et une démarche de business modelling éprouvée et fondée sur les principes de la pensée systémique pour appréhender les enjeux complexes auxquels font face les entreprises
In the Anthropocene era, human activities have had a greater impact than ever on the planet's ecosystems. If we want to live in a space that is fair and safe for humanity, companies, which are largely responsible for and directly impacted by this situation, need to rethink the way they do business. Given the complexity of these issues and the inherent limits of analytical thinking in responding to them, the business model concept needs to mobilise systems thinking. Within the cooperative Biocoop, as part of an action-research project, we developed a systemic business modelling approach and supported two shops in the network through collaborative workshops. The result was the development of a new conceptual representation of the business model, and a tried and tested business modelling approach based on the principles of systems thinking to understand the complex issues facing businesses

L’objectif de ce travail est de développer un cadre méthodologique et générique d’éco-conception de procédés chimiques couplant des outils de modélisation et de simulation traditionnels de procédés (HYSYS, COCO, ProSimPlus et Ariane), d’Analyse du Cycle de Vie (ACV), d’optimisation multiobjectif basée sur des Algorithmes Génétiques et enfin des outils d’aide à la décision multicritère (ELECTRE, PROMETHEE, M-TOPSIS). Il s’agit de généraliser, d’automatiser et d’optimiser l’évaluation des impacts environnementaux au stade préliminaire de la conception d’un procédé chimique. L’approche comprend trois étapes principales. Les deux premières correspondent d’une part aux phases d’analyse de l’inventaire par calcul des bilans de matière et d’énergie et d’autre part à l’évaluation environnementale par ACV. Le problème du manque d’information ou de l’imprécision dans les bases de données classiques en ACV pour la production d’énergie notamment sous forme de vapeur largement utilisée dans les procédés a reçu une attention particulière. Une solution proposée consiste à utiliser un simulateur de procédés de production d’utilités (Ariane, ProSim SA) pour contribuer à alimenter la base de données environnementale en tenant compte de variations sur les conditions opératoires ou sur les technologies utilisées. Des sous-modules « énergie » sont ainsi proposés pour calculer les émissions relatives aux impacts liés à l’utilisation de l’énergie dans les procédés. La troisième étape réalise l’interaction entre les deux premières phases et l’optimisation multi-objectif qui met en jeu des critères économiques et environnementaux. Elle conduit à des solutions de compromis le long du front de Pareto à partir desquelles les meilleures sont choisies à l’aide de méthodes d’aide à la décision. L’approche est appliquée à des procédés de production continus : production de benzène par hydrodéalkylation du toluène HDA et production de biodiesel à partir d’huiles végétales. Une stratégie à plusieurs niveaux est mise en oeuvre pour l'analyse de l'optimisation multi-objectif. Elle est utilisée dans les deux cas d'étude afin d'analyser les comportements antagonistes des critères
The objective of this work is to propose an integrated and generic framework for eco-design coupling traditional modelling and flowsheeting simulation tools (HYSYS, COCO, ProSimPlus and Ariane), Life Cycle Assessment, multi-objective optimization based on Genetic Algorithms and multiple criteria decision-making methods MCDM (Multiple Choice Decision Making, such as ELECTRE, PROMETHEE, M-TOPSIS) that generalizes, automates and optimizes the evaluation of the environmental criteria at earlier design stage. The approach consists of three main stages. The first two steps correspond respectively to process inventory analysis based on mass and energy balances and impact assessment phases of LCA methodology. Specific attention is paid to the main issues that can be encountered with database and impact assessment i.e. incomplete or missing information, or approximate information that does not match exactly the real situation that may introduce a bias in the environmental impact estimation. A process simulation tool dedicated to production utilities, Ariane, ProSim SA is used to fill environmental database gap, by the design of specific energy sub modules, so that the life cycle energy related emissions for any given process can be computed. The third stage of the methodology is based on the interaction of the previous steps with process simulation for environmental impact assessment and cost estimation through a computational framework. The use of multi-objective optimization methods generally leads to a set of efficient solutions, the so-called Pareto front. The next step consists in identifying the best ones through MCDM methods. The approach is applied to two processes operating in continuous mode. The capabilities of the methodology are highlighted through these case studies (benzene production by HDA process and biodiesel production from vegetable oils). A multi-level assessment for multi-objective optimization is implemented for both cases, the explored pathways depending on the analysis and antagonist behaviour of the criteria

Le management des risques de projet est une préoccupation croissante dans le domaine de la construction. Il ne se limite pas seulement à l’analyse des risques techniques, mais couvre aussi les risques financiers, économiques, organisationnels, réglementaire, contractuel, et d’autres types de risques cruciaux pour des projets de construction complexes et stratégiques. Le management des risques nécessite l’identification, l’analyse, le suivi des risques et des opportunités pendant tout le cycle de vie du projet. Le processus formalisé et systémique de management des risques pour des projets de construction complexes et stratégiques permet d’identifier et d’analyser les risques attachés d’une part à la décomposition chronologique du projet (phases, sous-phases, tâches), à la décomposition organisationnelle du projet (aux acteurs projet), aux ressources, aux contrats, aux facteurs externes et d’autre part aux relations entre ces éléments. Le processus formalisé et systémique s’adapte au caractère dynamique et évolutif du projet, au type de contrat et au type de projet, au niveau de détail souhaité et à la vision de l’acteur qui fait le management des risques. L’ensemble de la démarche est fortement nourri de l’expérience tirée de projets réels au sein de l’entreprise partenaire. Un outil de gestion des risques est mis en place pour mettre en pratique la démarche théorique et pour tester la méthodologie proposée sur plusieurs études de cas des projets Partenariat Public Privé (PPP) et Conception-Construction-Maintenance
Project risk management is a growing concern in the field of construction. It is not limited to technical risks, but also covers financial risks, economic, organizational or contractual and any type of risks crucial for complex and strategic construction projects. Risk management process involves the identification, analysis, monitoring of risks and opportunities throughout the project life cycle. The formalized and systematic risk management process first identifies and analyzes the risks associated with the chronological decomposition of the project (phases, sub-phases, tasks), with the organizational structure of the project (project actors), with resources, contracts, external factors and material or immaterial flows between these elements. The formalized and systematic approach adapts to the dynamic and evolving nature of the project, to the type of contract and the type of project, to the level of detail and the vision of the stakeholder who manages risks. The whole process is highly fed by real projects study cases. A tool for risk management is developed to put into practice the theoretical approach and to test the process in the case studies of Public Private Partnership (PPP) and Design-Build-Maintenance projects

En France, il existe deux modes de traction pour les trains : la traction diesel ou la traction électrique. Chaque mode fait face à des problématiques qui lui sont propres. Dans le cas du diesel, les émissions de gaz à effet de serre étant de plus en plus contrôlées, il devient nécessaire de faire évoluer ce type de train vers une solution moins polluante. Dans le cas de la traction électrique, la consommation d’énergie entraine une chute de tension qui peut imposer un ralentissement des trains, empêchant ainsi le développement du trafic. La solution étudiée par la SNCF est l’hybridation des trains (ajout de systèmes de stockage en embarqué).Ces travaux de thèse ont pour objectif de mettre en place une méthode permettant de faire le pré-dimensionnement des systèmes de stockage embarqués dans le train. De plus, afin de tenir compte de l’influence réciproque de la gestion sur le dimensionnement, celle-ci est incluse dans le modèle de dimensionnement. La résolution du modèle global se fait à l’aide d’un algorithme d’optimisation.La méthode a été mise en place sur les deux modes de traction ferroviaire (diesel et électrique) et l’optimisation a été faite avec l’algorithme SQP (Sequential Quadratic Programming)
In France, there are two traction modes for railway: the diesel and electric traction. Each mode has its own issues. For diesel, the increasing control of the greenhouse gas emissions imposes to evolve this type of train to a less polluting solution. For electric traction, the energy consumption creates a voltage drop which can cause a traffic slowdown, which will limit the traffic development. The studied solution by SNCF is the hybridization of the train (adding storage system).Thus, these works have the objective to build a method to do the pre-sizing of storage systems embedded in trains. Moreover, to take into account the mutual influence of the sizing and the energy management, this last one is included in the sizing model. An optimization algorithm solves the global model.The method has been developed for the two traction modes (diesel and electric) and the optimization has been made with SQP algorithm (Sequential Quadratic Programming)

Les récentes avancées en biologie des systèmes et en biologie synthétique contribuent déjà au fleurissement d'applications en ingénierie métabolique visant une bioproduction renouvelable de composés chimiques. Nous pouvons entrevoir un futur où des microbes serait conçus à la carte afin de valoriser n'importe quelle source de carbone en n'importe quel composé d'intérêt. Si la route est longue avant l'accomplissement d'un tel objectif, son parcours devrait en être grandement facilité par l'exploitation de méthodes d'ingénierie déjà éprouvées dans d'autres disciplines. On s'attend entre autre à ce que l'utilisation de logiciels de Conception Assistée par Ordinateur (CAO) diminue le temps et l’expertise nécessaires à la construction de voies métaboliques n'existant pas dans la nature. La première partie de cette thèse est dédiée à notre méthode de prédiction de voies métaboliques et à ses implémentations. Nous décrivons tout particulièrement RetroPath2.0, un outil de prédiction de réseaux de réactions mettant l'accent sur les applications de rétrosynthèse, et qui est construit pour être facilement extensible par la communauté. Dans la seconde partie, nous détaillons l'intérêt des biosenseurs intracellulaires pour l'ingénierie métabolique et introduisons SensiPath; une application web qui exploite un outil de prédiction de réactions pour concevoir des circuits métaboliques permettant la biodétection de composés pour lesquels aucun biosenseur direct n'est connu. Dans l'ensemble, cette thèse propose que les outils de bioCAO devraient permettre de révéler la créativité de leurs utilisateurs et encourager l'exploration de nouvelles applications
Advances in systems and synthetic biology are fueling our ability to develop successful metabolic engineering applications for the sustainable production of bio-based chemicals. We can envision a future in which designer cells could be engineered to transform any carbon source into any target compound. This daunting task will be achieved by leveraging methods that proved themselves in other engineering disciplines. Among those, the use of Computer Aided Design(CAD) softwares is expected to reduce the amount of time and expert knowledge needed to design de novo metabolic pathways. The first part of this thesis is dedicated to our pathway prediction algorithm and its CAD implementations. Most notably, we will present RetroPath2.0, a versatile reaction network prediction framework focused on retrosynthesis that is built to be easily extensible by the community. In the second part, we will highlight the interest of intracellular biosensors for metabolic engineering and introduce SensiPath, a web application that uses a reaction prediction engine to design biosensing circuits for compounds for which no direct biosensors are known. Altogether, this thesis proposes that bioCAD tools should focus on empowering users’ creativity and encourage them to explore original applications

How good is our understanding of the way cells treat information and make decisions? To what extend our current understanding enables us to reprogram and control the way cells behave? In this manuscript I describe several approaches developed for the computational analysis of the dynamics of biological networks. In particular I present work done on (i) the analysis of large gene networks with partial information on parameter values, (ii) the use of specification languages to express observations or desired properties in an abstract manner and efficiently search for parameters satisfying these properties, and (iii) recent efforts to use models to drive gene expression in real-time at the cellular level.

En France, il existe deux modes de traction pour les trains : la traction diesel ou la traction électrique. Chaque mode fait face à des problématiques qui lui sont propres. Dans le cas du diesel, les émissions de gaz à effet de serre étant de plus en plus contrôlées, il devient nécessaire de faire évoluer ce type de train vers une solution moins polluante. Dans le cas de la traction électrique, la consommation d’énergie entraine une chute de tension qui peut imposer un ralentissement des trains, empêchant ainsi le développement du trafic. La solution étudiée par la SNCF est l’hybridation des trains (ajout de systèmes de stockage en embarqué).Ces travaux de thèse ont pour objectif de mettre en place une méthode permettant de faire le pré-dimensionnement des systèmes de stockage embarqués dans le train. De plus, afin de tenir compte de l’influence réciproque de la gestion sur le dimensionnement, celle-ci est incluse dans le modèle de dimensionnement. La résolution du modèle global se fait à l’aide d’un algorithme d’optimisation.La méthode a été mise en place sur les deux modes de traction ferroviaire (diesel et électrique) et l’optimisation a été faite avec l’algorithme SQP (Sequential Quadratic Programming)
In France, there are two traction modes for railway: the diesel and electric traction. Each mode has its own issues. For diesel, the increasing control of the greenhouse gas emissions imposes to evolve this type of train to a less polluting solution. For electric traction, the energy consumption creates a voltage drop which can cause a traffic slowdown, which will limit the traffic development. The studied solution by SNCF is the hybridization of the train (adding storage system).Thus, these works have the objective to build a method to do the pre-sizing of storage systems embedded in trains. Moreover, to take into account the mutual influence of the sizing and the energy management, this last one is included in the sizing model. An optimization algorithm solves the global model.The method has been developed for the two traction modes (diesel and electric) and the optimization has been made with SQP algorithm (Sequential Quadratic Programming)

Alstom Transport, entreprise du transport ferroviaire français, s’interroge sur l’émergence de nouveaux usages dans les véhicules de transports publics urbains. Afin de répondre à cette question, l’approche systémique a été choisie comme cadre théorique. Cette approche permet d’interroger l’organisation du système individus-habitacle. Des observations participantes structurées ont été menées dans 12 villes (dans cinq pays). Le traitement des données combinant les méthodes quantitative et qualitative a permis de décrire le placement en fonction de deux échelles (l’échelle de l’habitacle et l’échelle de l’individu). L’importance dans l’organisation du système de la position assise et de la possibilité de s’adosser a été mis en évidence, ainsi qu’une organisation spatiale des activités des individus. Une forme d’usage potentiellement émergente a pu être observée. Celle-ci interroge une évolution possible de l’organisation de placement, et ouvre de nouvelles perspectives de recherche concernant l’organisation spatiale des activités
The French rail transport company Alstom Transport inquires whether new usages are emerging in urban public transport vehicles. The systemic approach has been chosen as a theoretical frame to respond to this question. This approach enables to examine the organization of the individual-passenger compartment system. Structured observation has been conduct in 12 cities (5 countries). Data analysis combining qualitative and quantitative methodologies, allows describing the placement based on 2 scales (the passengers compartment and the individual). The sense of the sitting position and the possibility to lean on has been brought to light as well as the spatial organization of activities. A potentially emerging usage could be observed. It interrogates a possible evolution of the organization of placement, and opens new research perspectives regarding the spatial organization of activities

Dans certains domaines de la formulation, comme la cosmétique, les phénomènes étudiés peuvent être très chaotiques avec des zones de rupture ou de non linéarité. Dans ce cas, le formulateur doit se poser de nombreuses questions avant de proposer la stratégie expérimentale optimale qui doit être adaptée au mieux à son problème. Pour de tels phénomènes, des plans d'expériences classiques, tels que les réseaux de Scheffé ou les plans D-optimaux, se révèlent insuffisants car les points expérimentaux ne couvrent pas uniformément l'espace expérimental. En effet, il est intéressant dans ces cas d'étude d'explorer l'ensemble du domaine expérimental et de répartir uniformément les points dans l'espace. Pour cela, les plans uniformes ou Space-Filling Designs (SFD), fréquemment utilisés dans le cas de variables orthogonales, mais très peu dans le cas des variables de mélange, sont particulièrement intéressants. L'objectif de cette thèse est d’adapter des algorithmes de construction de plans uniformes dans le cas de plans de mélanges, de proposer des règles simples pour aider au choix de la nature et du nombre de points du plan d'expériences de mélange
In some domains of formulation, as cosmetics, the phenomena can be very chaotic with discontinuities or not linear zones. In the cosmetic field, the formulator has to propose the optimal experimental strategy which must be well adapted to the constraints imposed by the experimenters. For such phenomena, classical designs of experiments, such as Scheffé simplexes lattices or the D-optimal designs, are proving insufficient because the experimental points do not uniformly cover the experimental space. Indeed, it is essential in these studies to explore the whole experimental domain and to uniformly distribute points in the space. For that purpose, the Space-Filling Designs (SFD), frequently used in the case of orthogonal variables, but less in the case of the mixture variables, are particularly interesting. The objective of this thesis is to adapt the algorithms for construction of uniform designs in the case of mixture designs and to propose guidelines for the choice of the nature and the number of points of the experimental design

Le contexte dans lequel vivent les organisations évolue. Elles doivent faire face à quatre nouveaux enjeux principaux : l'appartenance à des pôles et réseaux, le centrage sur les connaissances et l'innovation, la responsabilité sociétale et l'intégration de nouveaux comportements au travail. Ces nouveaux enjeux font apparaître de nouvelles parties prenantes des organisations (pouvoirs publics, société, associations, communauté scientifique, entreprises partenaires...) et diversifient leurs attentes (création d'emplois, création de connaissances, protection de l'environnement...). Ainsi, les critères d'évaluation de la performance de ces organisations se multiplient et se diversifient. Les modes de conception et de pilotage existants doivent être adaptés. Ce travail met en œuvre une recherche-action au sein de la plateforme d'imagerie préclinique MIRCen (Molecular Imaging Research Centre) du CEA, appartenant au pôle de compétitivité Medicen Paris Region ainsi qu'à divers réseaux nationaux et internationaux. Il repose sur une démarche valeurs, une approche processus et une vision systémique. Il met en évidence la nécessité de repenser la performance des organisations faisant face à ce nouveau contexte, à travers leur création de valeurs au pluriel (scientifiques, économiques, sociétales, éthiques, environnementales...), de façon à prendre en compte les aspects multi parties prenantes et multicritère. Il propose une démarche intégratrice originale permettant de modéliser cette création de valeurs et d'adopter de nouveaux modes de conception des processus et de pilotage par les valeurs adaptés à ces organisations. Il aboutit à la mise en place d'un outil opérationnel d'aide au pilotage par les valeurs qui intègre ces propositions et qui permet de répondre de façon dynamique à un ensemble d'attentes de parties prenantes, en passant par l'implication de tous les acteurs de l'organisation dans son pilotage.

Les systèmes énergétiques désignent une classe de systèmes dont les spécificités structurelles et fonctionnelles posent la question de la distribution de l’énergie, en temps réel, pour satisfaire des services. Cette problématique multi-objectifs, nommée énergétique, a pour solution une stratégie de gestion,dont la conception représente un problème ouvert. Les verrous étudiés dans cette thèse s’inscrivent dans le cadre d’un partenariat industriel et en particulier celui des démarches de conception systémique. Trois contributions sont apportées. La première est une méthodologie de conception modulaire et générique de la stratégie énergétique, pour les systèmes multi-clients et multi-sources. Elle définit deux types d’éléments fonctionnels : les clients et les sources, interagissant par le biais d’un nœud, porteur de la stratégie. La seconde traite la simplification de la stratégie par une décomposition selon deux problématiques déjà connues de la littérature : l’hybridation de sources et la concurrence de clients. La troisième porte sur la sélection d’algorithmes novateurs ou existants, compatibles avec une cible temps réel, pour exécuter la stratégie. Enfin, la stratégie énergétique d’un camion frigorifique disposant d’une architecture énergétique hybride série est conçue par notre approche modulaire, et la faisabilité algorithmique est validée en simulation
The energy systems describe a class of systems whose from structural and functional characteristics raise the problem of the energy distribution to satisfy the services in real time. The solution of this multi-objectives problem, namely energetic, is the energy management strategy, whose design is still an open problem. The solutions studied in this thesis are incorporated in the framework of an industrial partnership and particularly in those systemic design approaches. The first contribution is a methodology of modular and generic design of the energy management strategy, for the multi- clients and multi-sources systems. It defines two types of functional elements: the clients and the sources, interacting through a node, which is the carrier of thestrategy. The second contribution deals with thegeneric formulation of the strategy and itssimplification by means of decomposition in accordance with two problems: the hybridization of sources and the competition of clients, which a real ready known in the literature. The third contribution is partial to the selection of innovative or existing algorithms, which are compatible with a real-time target to execute the strategy. Finally, the energy strategy of a refrigerated truck with a hybrid energy architecture is designed by the proposed modular approach, and the algorithm feasibility is validated by the simulation

Dans certains domaines de la formulation, comme la cosmétique, les phénomènes étudiés peuvent être très chaotiques avec des zones de rupture ou de non linéarité. Dans ce cas, le formulateur doit se poser de nombreuses questions avant de proposer la stratégie expérimentale optimale qui doit être adaptée au mieux à son problème. Pour de tels phénomènes, des plans d'expériences classiques, tels que les réseaux de Scheffé ou les plans D-optimaux, se révèlent insuffisants car les points expérimentaux ne couvrent pas uniformément l'espace expérimental. En effet, il est intéressant dans ces cas d'étude d'explorer l'ensemble du domaine expérimental et de répartir uniformément les points dans l'espace. Pour cela, les plans uniformes ou Space-Filling Designs (SFD), fréquemment utilisés dans le cas de variables orthogonales, mais très peu dans le cas des variables de mélange, sont particulièrement intéressants. L'objectif de cette thèse est d’adapter des algorithmes de construction de plans uniformes dans le cas de plans de mélanges, de proposer des règles simples pour aider au choix de la nature et du nombre de points du plan d'expériences de mélange
In some domains of formulation, as cosmetics, the phenomena can be very chaotic with discontinuities or not linear zones. In the cosmetic field, the formulator has to propose the optimal experimental strategy which must be well adapted to the constraints imposed by the experimenters. For such phenomena, classical designs of experiments, such as Scheffé simplexes lattices or the D-optimal designs, are proving insufficient because the experimental points do not uniformly cover the experimental space. Indeed, it is essential in these studies to explore the whole experimental domain and to uniformly distribute points in the space. For that purpose, the Space-Filling Designs (SFD), frequently used in the case of orthogonal variables, but less in the case of the mixture variables, are particularly interesting. The objective of this thesis is to adapt the algorithms for construction of uniform designs in the case of mixture designs and to propose guidelines for the choice of the nature and the number of points of the experimental design

Cette étude s’intéresse à la conception systémique intégrant simultanément les questions de dimensionnement et de gestion optimale de l'énergie. Le système étudié concerne un procédé de pompage intégrant un processus de dessalement d’eaux saumâtres alimenté par des sources de puissance hybrides renouvelable incluant un minimum de stockage électrochimique. Ce cas d’étude appartient à une classe typique de systèmes autonomes alimentés par des sources intermittentes dont profil de puissance a une forme "donnée" : « selon les conditions climatiques (ensoleillement, vent), avec un minimum de stockage d’électricité, la puissance offerte doit être convertie ou stockée hydrauliquement sous peine d’être gaspillée ». L'influence des conditions d'environnement et la robustesse du processus d’optimisation est enfin aussi discutée dans cette thèse. Deux types de modèles mathématiques, dynamiques et quasi-statiques, sont mis en œuvre pour décrire l'ensemble du dispositif. Le système est tout d’abord modélisé dynamiquement par Bond Graphs. Pour une simulation plus rapide, plus adaptée à l’optimisation globale du système, un modèle quasi-statique est créé pour être simulé dans l'environnement Matlab. Pour de tels dispositifs, étant donné une certaine puissance offerte au fil du vent et du soleil, trouver le point optimal de fonctionnement à chaque période consiste en un partage de puissance entre les sous systèmes de pompage et de traitement de l’eau : ce processus est plutôt complexe compte tenu des non linéarités (courbes rendement – puissance) et de la présence de nombreuses contraintes relatives aux limitations de puissance des pompes, aux conditions de niveau des réservoirs, ainsi qu’aux limitations de pression et de débit dans les processus hydrauliques (pompes osmoseur). Nous montrerons qu’il n’est pas si trivial de choisir une fonction objectif qui assure simultanément la performance et la robuste du système vis-à-vis des conditions d’environnement : une fonction objectif robuste quel que soit le profil de puissance des sources est ainsi proposée pour mettre en œuvre une gestion optimale de l’énergie. Le problème d’optimisation étant posé sous forme standard, consistant en la maximisation d’une fonction objectif sous contraintes, des approches d’optimisation efficaces par programmation non linéaire sont employées. La question du dimensionnement et son couplage à la gestion énergétique est finalement étudiée. En particulier, l’intérêt de la modularité des systèmes, considérant plusieurs pompes connectées en parallèle pour la même fonction, est investigué
This study focuses on systemic design, integrating simultaneously issues of sizing and optimal energy management. The system under study consists of a pumping process including a brackish water desalination system fed by hybrid renewable power sources with minimum electrochemical storage. Such a device belongs to the class of “autonomous systems” supplied by intermittent sources whose power profile has a “given” waveform: “with minimum electrical storage, power has to be converted, stored in water tanks, or wasted following climatic (sun, wind) conditions”. Influence of environment conditions and robustness of the optimization process is then also discussed in this thesis. Both dynamic and quasi static models are implemented for representing the whole system. The device is firstly modeled dynamically by Bond Graph methodology. For faster simulations, which are more suitable for system optimization, a quasi static model is created to be simulated in the Matlab environment. For such systems, given a certain source power, finding optimal operation point at each period consists of a power sharing between all pumping devices: it is a complex process with huge nonlinearities (efficiency vs power curves) and with many constraints as for the limitation of pump powers, tank level conditions, or pressure and flow limitations in hydraulic network and pumping devices. It is not so trivial to define an objective function which ensures system performance and robustness versus environment conditions: a convenient objective function, whatever the input power profile, is then proposed to implement the optimal management. The optimization problem being mathematically expressed, consisting of objective function maximization under constraints, efficient optimization methods by non linear programming are implemented. The issue of sizing and its coupling with system management efficiency is finally studied. In particular, the interest of modular operation with several pumps connected in parallel is also concerned in this research

Les systèmes photovoltaïques de pompage d'eau (PVWPS) sont une solution intéressante pour améliorer l’accès à l’eau dans les communautés rurales des pays en voie de développement. Cette thèse développe une méthodologie de conception optimale des PVWPS pour l’accès à l’eau domestique basée sur une approche interdisciplinaire. L’objectif est de déterminer les dimensionnements du PVWPS et ses positions géographiques dans le village qui maximisent l’impact positif du système sur le développement socio-économique et minimisent son coût sur cycle de vie. Cette méthodologie est appliquée au cas d’un village rural du Burkina Faso, où nous avons collecté des données techniques et sociaux-économiques depuis 2 ans. La première originalité principale de ce travail est la modélisation du lien entre la conception du PVWPS et son impact socio-économique, ce qui permet d’inclure l’impact socio-économique comme fonction objectif de l’optimisation. La seconde originalité principale est l’intégration de la position géographique du PVWPS dans le village comme variable d’optimisation, en plus du dimensionnement du système. Cette méthodologie pourrait également être appliquée à la mise en place d'autres types de systèmes, tels que les moulins communaux alimentés par énergie photovoltaïque dans les zones isolées ou les bornes de recharges publiques pour les véhicules électriques dans les villes
Photovoltaic water pumping systems (PVWPS) are an interesting solution to improve access to water in rural communities of developing countries. This thesis develops a methodology for the optimal design of PVWPS for domestic consumption based on an interdisciplinary approach. The objective is to determine the sizings of the PVWPS and its geographical positions in the village that maximize the positive impact of the system on socio-economic development and minimize its life-cycle cost. This methodology is applied to the case of a rural village in Burkina Faso, where we have been collecting technical and socio-economic data for 2 years. The first main originality of this work is the modelling of the link between the design of a PVWPS and its socio-economic impact, which allows to include the socio-economic impact to be included as an objective function of the optimisation. The second main originality is the inclusion of the geographical position of the PVWPS in the village as an optimisation variable, in addition to the sizing of the system. There is potential for applying the proposed methodology for the set-up of other types of systems such as community mills powered by photovoltaic energy in isolated areas and public charging points for electrical vehicles in cities

Cette étude s’intéresse à la conception systémique intégrant simultanément les questions de dimensionnement et de gestion optimale de l'énergie. Le système étudié concerne un procédé de pompage intégrant un processus de dessalement d’eaux saumâtres alimenté par des sources de puissance hybrides renouvelable incluant un minimum de stockage électrochimique. Ce cas d’étude appartient à une classe typique de systèmes autonomes alimentés par des sources intermittentes dont profil de puissance a une forme "donnée" : « selon les conditions climatiques (ensoleillement, vent), avec un minimum de stockage d’électricité, la puissance offerte doit être convertie ou stockée hydrauliquement sous peine d’être gaspillée ». L'influence des conditions d'environnement et la robustesse du processus d’optimisation est enfin aussi discutée dans cette thèse. Deux types de modèles mathématiques, dynamiques et quasi-statiques, sont mis en œuvre pour décrire l'ensemble du dispositif. Le système est tout d’abord modélisé dynamiquement par Bond Graphs. Pour une simulation plus rapide, plus adaptée à l’optimisation globale du système, un modèle quasi-statique est créé pour être simulé dans l'environnement Matlab. Pour de tels dispositifs, étant donné une certaine puissance offerte au fil du vent et du soleil, trouver le point optimal de fonctionnement à chaque période consiste en un partage de puissance entre les sous systèmes de pompage et de traitement de l’eau : ce processus est plutôt complexe compte tenu des non linéarités (courbes rendement – puissance) et de la présence de nombreuses contraintes relatives aux limitations de puissance des pompes, aux conditions de niveau des réservoirs, ainsi qu’aux limitations de pression et de débit dans les processus hydrauliques (pompes osmoseur). Nous montrerons qu’il n’est pas si trivial de choisir une fonction objectif qui assure simultanément la performance et la robuste du système vis-à-vis des conditions d’environnement : une fonction objectif robuste quel que soit le profil de puissance des sources est ainsi proposée pour mettre en œuvre une gestion optimale de l’énergie. Le problème d’optimisation étant posé sous forme standard, consistant en la maximisation d’une fonction objectif sous contraintes, des approches d’optimisation efficaces par programmation non linéaire sont employées. La question du dimensionnement et son couplage à la gestion énergétique est finalement étudiée. En particulier, l’intérêt de la modularité des systèmes, considérant plusieurs pompes connectées en parallèle pour la même fonction, est investigué
This study focuses on systemic design, integrating simultaneously issues of sizing and optimal energy management. The system under study consists of a pumping process including a brackish water desalination system fed by hybrid renewable power sources with minimum electrochemical storage. Such a device belongs to the class of “autonomous systems” supplied by intermittent sources whose power profile has a “given” waveform: “with minimum electrical storage, power has to be converted, stored in water tanks, or wasted following climatic (sun, wind) conditions”. Influence of environment conditions and robustness of the optimization process is then also discussed in this thesis. Both dynamic and quasi static models are implemented for representing the whole system. The device is firstly modeled dynamically by Bond Graph methodology. For faster simulations, which are more suitable for system optimization, a quasi static model is created to be simulated in the Matlab environment. For such systems, given a certain source power, finding optimal operation point at each period consists of a power sharing between all pumping devices: it is a complex process with huge nonlinearities (efficiency vs power curves) and with many constraints as for the limitation of pump powers, tank level conditions, or pressure and flow limitations in hydraulic network and pumping devices. It is not so trivial to define an objective function which ensures system performance and robustness versus environment conditions: a convenient objective function, whatever the input power profile, is then proposed to implement the optimal management. The optimization problem being mathematically expressed, consisting of objective function maximization under constraints, efficient optimization methods by non linear programming are implemented. The issue of sizing and its coupling with system management efficiency is finally studied. In particular, the interest of modular operation with several pumps connected in parallel is also concerned in this research

Ce projet de thèse vise à explorer les réalisations artistiques ainsi que les approches critiques et théoriques du concept complexe de « système » en lien avec les transformations du dessin entre 1965 et 1975. Le discours autour de la notion de « système » prévaut dans le monde de l’après-guerre, notamment dans les années 1960 et 1970. L’ « esthétique des systèmes » telle que théorisée par le critique d’art Jack Burnham dans son article « Systems Aesthetics » publié dans Artforum en 1968, qui signale la transition radicale d’une culture orientée vers les objets vers une culture orientée vers les systèmes, constitue notre point de départ. Nous examinons la notion du système en essayant de mettre en lumière les interconnexions entre les théories de l'information et des systèmes, le modèle cybernétique, le « tournant linguistique » dans la période 1965-1975. Au cours de cette période, le dessin devient un champ privilégié pour le développement des méthodologies systémiques. A travers les cas de onze artistes, Sol LeWitt, Mel Bochner, Hanne Darboven, Dorothea Rockburne, Robert Morris, Alighiero Boetti, John Latham, Bernar Venet, Lee Lozano, Stanley Brouwn et William Anastasi, nous examinons les expérimentations artistiques autour de « systèmes de dessins » : des systèmes linguistiques et arithmétiques, des systèmes auto-poïétiques, ainsi que des stratégies systémiques se déroulant dans le contexte spatiotemporel. En se focalisant sur l’hétérogénéité et la diversification de ces pratiques, nous analysons les traductions formelles et conceptuelles du dessin qui manifestent l’autonomisation et la reconceptualisation de ce medium durant la période examinée
This thesis aims at exploring the artistic realizations as well as the critical and theoretical approaches of the complex and multidimensional concept of "system" in relation to the transformation of drawing between 1965 and 1975. The discourse around the notion of “system” prevails the post-war world, especially in the 1960s and 1970s. The aesthetics of systems, as theorized by art critic Jack Burnham in his article “Systems Aesthetics” published at the Artforum in 1968- which signals the radical transition from an object-oriented culture to a systems-oriented culture - is the starting point of this thesis. We examine the notion of the system by attempting to highlight the interconnections between information and systems theories, the cybernetic model, the “linguistic turn” and its implications for the development of conceptual artistic practices in the period 1965-1975. In this period, drawing became a privileged field for the development of systemic methodologies. Through the cases of eleven artists, Sol LeWitt, Mel Bochner, Hanne Darboven, Dorothea Rockburne, Robert Morris, Alighiero Boetti, John Latham, Bernar Venet, Lee Lozano, Stanley Brouwn and William Anastasi, this thesis examines the artistic experimentation on “systems of drawings”: linguistic and arithmetic systems of diagrammatic order, autopoietic systems, as well as systemic strategies that take place in the spatiotemporal context. By focusing on the heterogeneity, the diversification and the hybridization of these practices, the thesis analyzes the formal and conceptual translations of the drawing which demand the autonomisation and the reconceptualisation of this medium in the period that we examine

La thèse présente une démarche originale et innovante de conception de produit qui prend en compte la complexité du processus de conception et propose des méthodes pour la gérer. Elle comprend deux aspects novateurs majeurs qui sont : - la construction de représentations communes pertinentes du groupe de conception et du produit afin de favoriser la synergie du groupe, - l'intégration du futur utilisateur très en amont du processus de conception. Le premier aspect novateur est l'étude du groupe de conception, tout au long du projet, comme un système décomposé en parties, interactions et projets ce qui permet de construire une représentation systémique "globale" et "finalisante" du groupe. En parallèle, l'utilisation de la méthode PAT-Miroir (Peurs, Attraits, Tentations en Miroir) permet de créer une représentation commune pertinente (RCP) du produit à concevoir et de faire évoluer la RCP du groupe et d'élaborer un cahier des charges exploratoire. Le second aspect novateur concerne la prise en compte du futur utilisateur tout au long du processus de conception : de la rédaction du cahier des charges à la validation de prototype. L'utilisation de la logique floue et l'étude du comportement des utilisateurs en situations normales et dégradées (grâce à des études d'ergonomie et de sécurité) permettent de mieux prendre en compte leurs besoins. L'implication des utilisateurs dans l'élaboration du cahier des charges jusqu'à l'étude de leurs interactions en situation réelle avec le prototype permet aux concepteurs de mieux comprendre l'activité réelle, de prendre en compte leurs remarques et suggestions. Cette démarche a été appliquée avec succès à la conception d'un prototype d'un système d'aide à la gestion de la trajectoire d'une automobile informant le conducteur via des messages tactiles dans le volant. Les essais réalisés avec le prototype ont montré la pertinence de son action pour la population testée. En effet les conducteurs ont déjà pu apprécier son aide efficace dans diverses situations de conduite. Ce nouveau type d'assistance coopérative et active semble, d'un point de vue fonctionnel, apporter un supplément de sécurité et d'agrément de conduite aux conducteurs en permettant de réduire les sorties de voie involontaires, notamment dans des situations de distraction ou d'hypovigilance.

Cette thèse, effectuée à la demande de la SNCF, apporte une contribution à la résolution du problème des grilles de service des agents roulants. Elle a donné lieu à AFGAR. Le problème posé est un problème complexe, combinatoire, pour lequel il n'existe pas d'algorithme efficace. Concrètement il s'agit, partant d'un ensemble de journées de travail, de trouver si possible la meilleure succession de journées de travail et de repos périodiques qui respectent les contraintes temporelles, règlementaires et humaines. Le principe méthodologique de la démarche de modélisation a été de faire une séparation nette entre un modèle du processus avec sa logique de fonctionnement et un modèle de la stratégie de résolution (du problème) avec sa logique de raisonnement. Ayant à représenter deux types de connaissances (structurelles et fonctionnelles d'une part, expertes et déductives d'autre part), le choix d'un formalisme hybride (objets et règles) s'imposait. Nous avons donc opté pour le générateur (hybride : règles et objets) de systèmes experts SMECI. La partie raisonnement est basée sur le modèle systémique Opérand, Information et Décision (OID). La partie fonctionnement est basée sur une méthodologie objet qui permet de structurer tant les classes que les instances. En synthèse, nous proposons une ébauche de méthodologie de développement des systèmes à base de connaissances

Les biotechnologies sont arrivées au point ou la quantité d'information disponible permet de penser les objets biologiques comme des systèmes complexes. Dans ce contexte, les phénomènes qui émergent de ces systèmes sont intimement liés aux spécificités de leur organisation. Cela pose des problèmes computationnels et statistiques qui sont précisément l'objet d'étude de la communauté liée à l'apprentissage statistique. Cette thèse traite d'applications de méthodes d'apprentissage pour l'étude de phénomène biologique dans une perspective de système complexe. Ces méthodes sont appliquées dans le cadre de l'analyse d'interactions protéine-ligand et d'effets secondaires, du phenotypage de populations de cellules et du plan d'expérience pour des systèmes dynamiques non linéaires partiellement observés.D'importantes quantités de données sont désormais disponibles concernant les molécules mises sur le marché, tels que les profils d'interactions protéiques et d'effets secondaires. Cela pose le problème d'intégrer ces données et de trouver une forme de structure sous tendant ces observations à grandes échelles. Nous appliquons des méthodes récentes d'apprentissage non supervisé à l'analyse d'importants jeux de données sur des médicaments. Des exemples illustrent la pertinence de l'information extraite qui est ensuite validée dans un contexte de prédiction.Les variations de réponses à un traitement entre différents individus posent le problème de définir l'effet d'un stimulus à l'échelle d'une population d'individus. Par exemple, dans le contexte de la microscopie à haut débit, une population de cellules est exposée à différents stimuli. Les variations d'une cellule à l'autre rendent la comparaison de différents traitement non triviale. Un modèle génératif est proposé pour attaquer ce problème et ses propriétés sont étudiées sur la base de données expérimentales.A l'échelle moléculaire, des comportements complexes émergent de cascades d'interactions non linéaires entre différentes espèces moléculaires. Ces non linéarités engendrent des problèmes d'identifiabilité du système. Elles peuvent cependant être contournées par des plans expérimentaux spécifiques, un des champs de recherche de la biologie des systèmes. Une stratégie Bayésienne itérative de plan expérimental est proposée est des résultats numériques basés sur des simulations in silico d'un réseau biologique sont présentées.

Avant de devenir objet de préoccupations politiques et d'aménagement de l'espace, le paysage a été sujet dans les plus différents et divers courants de la pensée scientifique. Aujourd'hui, le paysage occupe une place importante et croissante dans les politiques et les actions publiques, notamment dans le cadre des problématiques de développement durable àl'échelle des territoires. Il sort ainsi de la " connaissance scientifique " vers " l'agir dans le monde ". Cette thèse se propose d'étudier dans quelles mesures les paysages du piémont et des contreforts du Larzac - marqués par la vitiviniculture - peuvent être un élément moteur dans les processus de développement territorial durable. Avec l'appui de la théorie des ressources territoriales, cette thèse propose dans un premier temps d'éclairer comment le paysage devientressource. La conception et les dynamiques du paysage sont complexes et souvent difficilement saisissables par les acteurs du territoire, ce qui complique les processus de valorisation et d'activation de la ressource. Avec l'appui de la pensée systémique, ce travail de recherche propose donc une " nouvelle forme " de représenter les paysages dans leur complexité- le dessin riche. Ceci est un outil efficace pour les acteurs locaux dans les processus d'autoréflexion et d'autoapprentissage, qui permettent la définition de stratégies et d'actions qui activent la ressource pour promouvoir un développement territorial durable et le maintien des paysages non simplement " beaux ", mais aussi " vivants ", avec la participation et selon les regards des acteurs.

L’humanité fait l’expérience d’une période de crise systémique. En effet, la crise sanitaire du printemps 2020 soulève beaucoup d’incertitude dans la conduite à projet et remet en question les paradigmes existants. Pour répondre à ce contexte de crise, de nouvelles postures et pratiques sont nécessaires dans tous les domaines tels que le design. Dans l’optique d’explorer les dynamiques de réponse en contexte de crise, la réflexion porte sur le rôle du design dans la conduite à projet en de telles circonstances. La compétence du design mise de l’avant est la compétence de pouvoir agir/réagir à tout évènement, nouvelle situation lors de la réalisation d’un projet en contexte de crise La question à laquelle la présente recherche se propose de répondre est la suivante : « Comment et à quel niveau est-ce que le design intervient dans la conduite à projet en contexte de crise ? ». Pour répondre à cette question, le cadre théorique s’appuie sur les notions de design stratégique, de la conduite à projet et des dynamiques sociales de la collaboration et de la confiance. L’objectif principal de la recherche est d’identifier et de comprendre la compétence du design dynamisant la conduite d’un projet en contexte de crise et les pratiques associées. La présente recherche propose de répondre à cette question avec une approche méthodologique de l’étude du transitoire. L’approche méthodologique vise à observer, par l’entremise d’entretiens semi-dirigés et des observations participantes, la conduite du projet Visières. Le projet Visières est une réponse à la pénurie de visières médicales vécues lors de la crise du printemps 2020. Le parcours du projet et son évolution à la suite des différents problèmes rencontrés agissent à titre de vitrine sur le rôle du design dans la conduite à projet en contexte de crise. Les résultats de la présente recherche sur la compétence d’action et de réaction du design en contexte de crise avancent que la pratique de design du bricolage est la plus adaptée à la conduite à projet en temps de crise. De plus, pour favoriser le succès de la conduite à projet, la pratique du bricolage s’insère dans un cadre organisationnel agile et une conduite agile du projet.
Humanity is experiencing a period of systemic crisis. The crisis of spring 2020 revealed many disfunctions and established a climat of uncertainty over different sector of activity. To respond to this climat of crisis, new postures and practices are required; and design is no exception. In order to explore the dynamics of response to a crisis and the role of design, this research project is investigating the role of design in the conduct of project in a context of crisis. The key ability of design to act and react to any events, situations, actions that emerges during the conduct of a project in a time of crisis. This research is looking into answering the question: “How does design dynamize the conduct of project in a context of crisis and at which level?” In order to answer this question, theories of strategic design, project management and the dynamics of trust and cooperation are presented. The main objective of this research is to identify and understand the competency of design intervenes the conduct of project and the associated practices. This research looks to answer those questions through the case study of a crisis. Interviews and observations were conducted through the participation in the project Visières. The project Visières is a self-organizing response to the shortage of protective medical visor during the spring crisis of 2020. The course and the evolution of the project act as a showcase of the role of design in the conduct of project in times of crisis. The strategic design perspective is used to explore the position of design and its competency of adaptation as a key actor in societal transformation and emergency relief. The results of this research on the specific competency of design to act and react to events of a project promotes that the design practice of « bricolage » is the most suited to conduct a project in a context of crisis. Also, to support the success of the project, the practice of « bricolage » requires an agile environment, an agile organization and agile organizational practices.

Cette thèse contribue à une théorie générale de la conception du projet. S’inscrivant dans une demande marquée par les enjeux du développement durable, l’objectif principal de cette recherche est la contribution d’un modèle théorique de la conception permettant de mieux situer l’utilisation des outils et des normes d’évaluation de la durabilité d’un projet. Les principes fondamentaux de ces instruments normatifs sont analysés selon quatre dimensions : ontologique, méthodologique, épistémologique et téléologique. Les indicateurs de certains effets contre-productifs reliés, en particulier, à la mise en compte de ces normes confirment la nécessité d’une théorie du jugement qualitatif. Notre hypothèse principale prend appui sur le cadre conceptuel offert par la notion de « principe de précaution » dont les premières formulations remontent du début des années 1970, et qui avaient précisément pour objectif de remédier aux défaillances des outils et méthodes d’évaluation scientifique traditionnelles. La thèse est divisée en cinq parties. Commençant par une revue historique des modèles classiques des théories de la conception (design thinking) elle se concentre sur l’évolution des modalités de prise en compte de la durabilité. Dans cette perspective, on constate que les théories de la « conception verte » (green design) datant du début des années 1960 ou encore, les théories de la « conception écologique » (ecological design) datant des années 1970 et 1980, ont finalement convergé avec les récentes théories de la «conception durable» (sustainable design) à partir du début des années 1990. Les différentes approches du « principe de précaution » sont ensuite examinées sous l’angle de la question de la durabilité du projet. Les standards d’évaluation des risques sont comparés aux approches utilisant le principe de précaution, révélant certaines limites lors de la conception d’un projet. Un premier modèle théorique de la conception intégrant les principales dimensions du principe de précaution est ainsi esquissé. Ce modèle propose une vision globale permettant de juger un projet intégrant des principes de développement durable et se présente comme une alternative aux approches traditionnelles d’évaluation des risques, à la fois déterministes et instrumentales. L’hypothèse du principe de précaution est dès lors proposée et examinée dans le contexte spécifique du projet architectural. Cette exploration débute par une présentation de la notion classique de «prudence» telle qu’elle fut historiquement utilisée pour guider le jugement architectural. Qu’en est-il par conséquent des défis présentés par le jugement des projets d’architecture dans la montée en puissance des méthodes d’évaluation standardisées (ex. Leadership Energy and Environmental Design; LEED) ? La thèse propose une réinterprétation de la théorie de la conception telle que proposée par Donald A. Schön comme une façon de prendre en compte les outils d’évaluation tels que LEED. Cet exercice révèle cependant un obstacle épistémologique qui devra être pris en compte dans une reformulation du modèle. En accord avec l’épistémologie constructiviste, un nouveau modèle théorique est alors confronté à l’étude et l’illustration de trois concours d'architecture canadienne contemporains ayant adopté la méthode d'évaluation de la durabilité normalisée par LEED. Une série préliminaire de «tensions» est identifiée dans le processus de la conception et du jugement des projets. Ces tensions sont ensuite catégorisées dans leurs homologues conceptuels, construits à l’intersection du principe de précaution et des théories de la conception. Ces tensions se divisent en quatre catégories : (1) conceptualisation - analogique/logique; (2) incertitude - épistémologique/méthodologique; (3) comparabilité - interprétation/analytique, et (4) proposition - universalité/ pertinence contextuelle. Ces tensions conceptuelles sont considérées comme autant de vecteurs entrant en corrélation avec le modèle théorique qu’elles contribuent à enrichir sans pour autant constituer des validations au sens positiviste du terme. Ces confrontations au réel permettent de mieux définir l’obstacle épistémologique identifié précédemment. Cette thèse met donc en évidence les impacts généralement sous-estimés, des normalisations environnementales sur le processus de conception et de jugement des projets. Elle prend pour exemple, de façon non restrictive, l’examen de concours d'architecture canadiens pour bâtiments publics. La conclusion souligne la nécessité d'une nouvelle forme de « prudence réflexive » ainsi qu’une utilisation plus critique des outils actuels d’évaluation de la durabilité. Elle appelle une instrumentalisation fondée sur l'intégration globale, plutôt que sur l'opposition des approches environnementales.
This thesis is a contribution to the general theory of design thinking. In the prevalent demand for a sustainable development, the main objective of this research is the construction of a theoretical model of design thinking that contextualizes standard sustainability evaluation tools. The basis of these normative tools is analyzed in four dimensions: ontological, methodological, epistemological and teleological. Indications of potential counter-productive effects of these norms for design thinking confirm the need for a theory of qualitative judgment. Our central hypothesis revolves around the benefits of the underlying conceptual framework of the ‘precautionary principle’ for design thinking, the first formulations of which goes back to the early seventies in Germany, and was in fact created as a way to address the failures of traditional scientific evaluation tools or methods. The thesis comprises five parts. Beginning with a historical perspective, a review of classical models of design thinking, specifically focuses on the evolving approaches for addressing sustainable development. Theories of “green design” coming from the early sixties, theories of ecological design of the seventies and eighties are finally converging on the developing theories of “sustainable design” formulated in the early nineties. The underlying theories of the precautionary principle are then reviewed and explored for the specific context of design within the perspective of sustainability. Current methods of standard risk assessment methods are compared to a precautionary approach, revealing their conceptual limits for design thinking. A preliminary theoretical model for design thinking is then constructed adopting the theories underlying the precautionary principle. This model represents a global vision for judging the design project in a context of sustainability, rather than on traditional approaches for risk assessment, which are purposive and instrumental. The precautionary principle is further explored for the specific context of architectural design. This exploration begins with a historical perspective of the classical notion of ‘prudence’ for guiding architectural judgment. In light of the contemporary issues related to sustainability, we then examine the challenges of judging architectural projects given the increasing international prominence of such standard evaluation methods (i.e. Leadership in Energy and Environmental Design, LEED). The thesis proposes a reinterpretation of design thinking as proposed by Donald A. Schön is introduced such that the use of tools, like LEED can be contextualized. This exercise reveals an epistemological barrier, which shall be taken into consideration when reformulating the theoretical model. In accordance with a constructivist epistemology, a new theoretical model is therefore confronted to the study and illustration of three contemporary Canadian architectural competitions adopting the standard evaluation method LEED. A preliminary set of ‘tensions’ identified in the judgment process and design thinking is further categorized into their conceptual counterparts. These are: (1) analogical/logical conceptualization; (2) epistemological/methodological uncertainty; (3) interpretive/analytic comparability; and (4) universal/contextual relevance of the proposal. These conceptual tensions are considered as vectors that come into correlation with the theoretical model, enriching it, yet without validating it, in the positivist sense of the word. These confrontations with the real, help better define the epistemological barrier identified above. This thesis therefore highlights the often underestimated impact of environmental standards on the judgment process and design thinking, with particular, albeit non restrictive, reference to contemporary Canadian architectural competitions for public buildings. It concludes by stressing the need for a new form of “reflective prudence” in design thinking along with a more critical use of current evaluation tools for sustainability founded on a global integration rather than on the opposition of environmental approaches.

Le réseau de distribution aérien, ou plus simplement le réseau de poteaux de bois et ses câbles, est encore aujourd’hui omniprésent dans la majorité des villes du Québec. Pour plusieurs, le réseau de poteaux d’utilité publique semble appartenir à une autre époque. Pourtant, les poteaux et câbles ne sont pas près de disparaître, au contraire, ils ne cessent de se transformer. Depuis peu, de plus en plus d’équipements s’ajoutent sur le réseau: boîtiers techniques, nombre de câbles, appareillages au sommet des poteaux, antennes de communication, etc. Bien que les équipements du réseau de distribution aérien soient des éléments produits industriellement, ceux-ci intègrent rarement les services du design industriel au moment de leur conception initiale. Cette recherche étudie le système de distribution aérien sous l’angle de la « pensée design ». L’intention de cette étude est d’analyser les impacts de la présence du réseau aérien en milieux urbains et a pour objectif d’orienter les pratiques de conception de ce type d’équipements. Pour ce faire, dans une optique transdisciplinaire, diverses approches ont été sollicitées dont: l’approche systémique, l’approche paysage et les approches des partenaires des réseaux. Au moyen d’une recherche documentaire et d’observations faites sur le terrain, la recherche vise à dresser un portrait général du réseau de distribution aérien et les défis qui y sont associés. La recherche expose, dans un état des lieux, les résultats issus des questions analytiques de recherche suivantes: de quoi est composé le réseau de distribution aérien, quels sont les intervenants sur le réseau, quelles sont leurs interactions, quels sont les points de vue des différentes catégories d’acteurs en relation avec le réseau, quels sont les impacts reliés à la présence du réseau en milieux urbains et quelle a été son évolution au fil des années. Dans la perspective de l’approche design, chercher à comprendre une problématique de façon plus large permet de s’assurer que l’on répond au bon problème, que l’on considère tous les facteurs en cause visant ainsi à réduire les répercussions négatives sur les contextes de vie actuels et futurs. Les principaux constats de cette recherche démontrent que la composition du réseau de distribution, avant même de considérer les nouveaux usages et l’ajout de nouveaux équipements, présente des lacunes importantes. La gestion entre les divers partenaires du réseau de distribution pose aussi problème. L’ajout de nouveaux équipements sur le réseau, combiné aux multiples équipements apparaissant sur les voies publiques laisse entrevoir l’atteinte d’un niveau de saturation des milieux urbains. Les façons de faire hermétiques et «cristallisées» des partenaires du réseau ne collent pas avec les initiatives et aspirations générales en matière d’aménagement. En étudiant la problématique du réseau de distribution par le biais de la pensée design, l’approche design cherche à déceler, de façon proactive, les opportunités de design qui permettront de mieux gérer l’apparition et l’intégration des nouveaux équipements sur les poteaux. Cette démarche permet d’envisager des solutions qui visent à limiter les répercussions collatérales une fois en contexte et qui, du même coup, adressent des problématiques connexes. Finalement, à la lumière de l’état des lieux, cette recherche propose des critères de conception de futurs réseaux de distribution, élaborés dans l’esprit de l’approche design.
The aerial distribution network, also known as the utility network, comprised of wooden poles and its cables, is still omnipresent in the majority of Québec’s cities. Although many perceive the public utility poles as belonging to another era, they are not ready to disappear; quite the opposite, they don’t cease to evolve. Recently, more and more pieces of equipment have been added to the network: technical contraptions, additional cables, apparatuses mounted on the summit, antennas for wireless communication, etc. Although these devices are industrially produced, the service of industrial designers has been rarely solicited during their initial conception. This research examines the aerial distribution system from a design prospective, an angle of the « new » design approach also called design thinking. The intent of this study is to analyze the impact of the aerial distribution network on the urban environment with the goal of better guiding future design practices of such infrastructures. In order to do so with a transdisciplinary mind-set, several approaches have been solicited: the systemic approach, the landscape approach and the approach of system partnership. Through literature search and field observation the research intends to obtain a holistic view of the aerial distribution network and its challenges. Through inventory, the research exposes the results of our analytical questioning: what does the aerial distribution network consist of, who intervenes with and within the network, what are their interactions, what are the viewpoints of the different categories of actors with regards to the network, how does the presence of the network impact the urban landscape and how has it evolved over the years. From a design perspective, seeking to understand an overall problem situation helps to insure that the right problems are being addressed, that all contributing aspects are being taken into account and thus diminishing negative repercussions on the current and future contextual situations. The main findings of this research show that the current composition of the distribution network has significant shortcomings, even without taking into consideration the newly added services, uses and equipment. Management among service providers using the network is also facing challenges. The add-on of devices combined with all other equipment that gradually appear on public streets allow us to anticipate a level of saturation within the urban landscape. The hermetic and « crystallized » practices of the service providers that share the network are neither in line with the initiatives nor with the general aspirations when it comes to urban planning. Studying the problem situation of the distribution network using a design approach allows us to proactively isolate design opportunities that aim for the improvement of the existing situation, with regards to the newly appearing equipment on the poles. This approach encourages solutions that limit collateral repercussions once in its contextual environment and addresses at the same time other problem areas. Finally, the analysis of the research results allows us to enumerate a series of guidelines for the design of a future distribution network, which have been elaborated from a design perspective.

Les projets d’aménagement souffrent de problèmes de performance et de décalages significatifs entre ce qui est planifié et est effectivement réalisé. L’objectif principal de la thèse est d’examiner le phénomène permettant au projet d’aménagement de s’organiser et de se réaliser. L’hypothèse générale avance que :  Les projets influencent, transforment et créent les organisations qui les réalisent, selon un processus dynamique et récursif de structuration et d’organisation. Ce processus d’« organisation active » génère des transformations – organisationnelles et processuelles – liées à la nature même du projet. Pour vérifier cette hypothèse générale, une grille des ontologies a été élaborée, sur la base de quatre champs de connaissances, soit : (a) l’organisation et ses structures ; (b) le projet et ses processus ; (c) l’artefact et sa conception et ; (d) la dynamique des acteurs. La mise en relation de ces champs de connaissances fait appel à l’approche systémique à l’intérieur du cadre paradigmatique de la complexité. La méthodologie se déploie en trois volets, répartis sur les cinq articles de la thèse : l’article no1 présente une exploration théorique de la problématique ; les articles no2, 3 et 4 déploient des études de cas et des case survey ; l’article no5 propose une étude de cas longitudinale, s’échelonnant sur trois ans, visant l’élaboration de la cartographie des processus décisionnels. Les cinq articles de la thèse explorent les enjeux suivant : (no1) l’approche par le design et la dynamique des acteurs ; (no2) l’informalité des communications et de la coordination ; (no3) les facteurs de contingences qui influencent la « structuration » de la multiorganisation temporaire – MOT;  (no4) les typologies de la MOT, et ; (no5) l’itérativité des processus décisionnels et leurs influences sur les structures organisationnelles. Sept résultats permettent de valider les sous-hypothèses : qu’un processus d’« organisation active » génère des transformations – organisationnelles et processuelles – liées à la nature même du projet. Aussi, le projet d’aménagement : (1) est réalisé autant par des approches de gestion traditionnellement formelles et linéaires que par des processus de conception – qui sont, eux, non linéaires et auto-organisants, articulés à partir d’approches systémiques ; (2) amène à repenser ses propres processus de réalisation, et ; (3) constitue un facteur de contingence et influence la structure de la MOT créée pour développer le projet lui-même. La thèse révèle la diversité et la complexité des processus et des configurations organisationnelles, contribuant à produire une représentation multidimensionnelle de la conduite effective du projet. Trois contributions importantes, ouvrant la voie à de nouvelles recherches, découlent de ces conclusions, soit : (1) la construction du cadre des ontologies du projet et son articulation par les outils de la systémique ; (2) l’existence des constellations interorganisationnelles et des typologies de la MOT, et ; (3) l’énoncé du concept du « projet organisant » voulant que le projet « s’organise et organise » les processus et les organisations, par le jeu multiple des acteurs.
Construction projects are often affected by lower levels of performance and significant gaps between what is planned and what is actually realized. This thesis aims to examine the phenomenon that allows the built environment project to organize itself and carry out its objectives. The hypothesis states that: projects influence, transform and create the organizations that conduct them, following a dynamic and iterative process, referred to as «self- organizing » and «  structuring ». This « active organizing » process generates transformations – organizational and structural – conditioned by the very nature of the project itself. To validate this hypothesis, an ontological frame, based on four categories of analysis has been devised, including: (a) organization and structures; (b) the project and its processes; (c) the artefact and its design, and; (d) actors’ dynamic. These fields are put in relations using systemic principles and tools within the paradigmatic frame of complexity. The methodology includes three steps, deployed along five articles : article no1 presents the research problem and theoretical framework; articles no2, 3 and 4 use case studies and case surveys for the study of various aspects of the organizational structures; article no5 presents a longitudinal case study, spanning three years, which examined decision processes. The five articles explore the following topics: (no1) the design thinking approach to projects and actors’ dynamic behavior ; (no2) the informality of communications and coordination ; (no3) contingency factors that influence the « structuring » of the temporary multiorganization – TMO;  (no4) the typologies of the TMO, and ; (no5) the study of iterative processes and their influence on organizational structures. Seven results validate sub-hypotheses that state that: a process of «self-organization » generates transformations – organizational and processual – linked to the specific nature of the project. Therefore, the project : (1) is conducted by both formalized and often linear management approaches as well as  iterative design process, the former being non-linear and self-organizing and responding to systemic principles ; (2) contributes to create its own processes of development, and ; (3) constitutes a contingency factor that influences the structuring of the TMO that is created to conduct the project itself. This analysis reveals the diversity and complexity of organizational processes and structures, producing a multidimensional representation of project behaviour. Three important contributions are drawn from these conclusions : (1) the frame of ontologies of the project and its underlying systemic functioning ; (2) the existence of inter-organizational work constellations and a typology of six TMO configurations, and ; (3) the statement of the « organizing  project » that, through the « self-organization » approach, « organizes » itself and the processes and organization that are created to conduct it, through actors’ multiple roles.
Codirection: Dr. Gonzalo Lizarralde

La démographie et les modes de vie ont considérablement évolué au cours des dernières décades. De tels changements sont destinés à influencer la conception de l’habitation et ils incluent notamment une série de besoins émergents: s’en suivent des besoins additionnels en espace pour répondre à l’arrivée de ces activités additionnelles au niveau du logement. La planification en vue de répondre à ces besoins émergeants constitue le principal thème de la présente thèse. Dans le cas de la maison unifamiliale détachée, le sous-sol est disponible pour offrir des espaces appropriés à ces besoins émergents. Par contre, une telle ressource n’est normalement pas présente dans le cas d’un édifice multifamilial. La thèse propose un espace additionnel spécifique en vue de répondre à ces besoins émergents : l’espace supplétif. Même si un tel espace n’est pas envisagé dans les publications du domaine, des précédents existent quant à sa présence en planification multifamiliale. Le but de la présente étude est d’offrir des lignes directrices quant à la conception et l’intégration d’un tel espace supplétif. Elle va s’appuyer sur l’approche systémique en raison de la logique de déduire la solution à partir d’une analyse de l’objectif. L’application de l’approche systémique implique donc que tous les critères correspondant à la nature spécifique de l’espace supplétif seront extrapolés à partir de l’objectif. Dans le cas la présente étude, ce sont les critères du bureau à domicile qui seront d’abord précisés car il s’agit de l’activité émergente la plus exigeante. Les critères seront traités comme vecteurs d’un modèle générique indicatif de la manière d’organiser l’espace supplétif. Ce modèle visera le bureau à domicile en vue d’offrir les solutions pertinentes et il se concentrera principalement sur les critères d’intimité visuelle et spatiale. La contribution du modèle sera de suggérer des lignes directrices en vue d’incorporer l’espace supplétif à l’intérieur des édifices résidentiels de type multifamilial, ce que la planification conventionnelle n’offre pas. C’est le concept d’adaptabilité qui est à la base de toute stratégie visant à permettre le changement en architecture et en habitation, d’autant plus lorsqu’il s’agit d’un espace supplétif. À cet effet, l’espace supplétif va recourir à l’approche Open Building afin d’appliquer le concept d’adaptabilité, en raison de ses avantages majeurs tant au niveau conceptuel que constructif. Différentes applications de l’approche Open Building, telles que le projet NEXT21 et le protocole KSI (Kikou support and Infill), offrent des exemples susceptibles de constituer d’efficaces lignes directrices pour la conception d’un espace supplétif. La faisabilité du modèle d’espace supplétif proposé est vérifiable et démontrable dans le monde réel. Les systèmes constructifs industrialisés sont en mesure de permettre le changement sans démolition car leurs joints mécaniques « à sec » rencontrent généralement les normes DfD (Design for Disassembly), non seulement en ce qui concerne l’espace supplétif mais pour l’ensemble du logement.
Demographics and lifestyles have changed considerably in the past few decades. These changes are bound to influence the design of housing and they notably include a series of emerging needs: additional spatial needs due to additional activities brought to the traditional housing premises. Planning for those emerging needs is the main theme of this thesis. In a typical single-family detached house, the basement is available to accommodate the spatial requirements for these emerging needs. However, such a provision does not typically exist in multi-family housing. This thesis proposes a specific additional space to accommodate these emerging needs: the supplementary space. Although such a space has not been explored in the literature, there are precedents for its application in multi-family floor planning. The objective of this study is to provide guidelines for the design and the integration of this supplementary space. It relies on the systems approach as the design-decision methodology due to its logic of deducting the solution from the analysis of the objective. Applying the systems approach means that all the criteria corresponding to the specific purpose of the supplementary space will be extrapolated from the objective. However, once the supplementary space is being used to deal with emerging needs, it will then introduce its own relevant criteria. This study will start with the criteria for designing a home office because this is the most demanding emerging needs activity. The criteria are organized as vectors of a generic model indicating how the supplementary space can be formulated. The model will target the workplace at home and subsequently offer solutions to them. This study focuses on the planning provisions dealing mainly with visual and spatial privacy. The overall outcome of the model is to suggest guidelines to incorporate the supplementary space within multi-family residential buildings, a feature not offered in traditional planning. The concept of adaptability is the key design strategy to accommodate change in architecture and housing, even more in the case of a supplementary space. Therefore, the supplementary space model will apply the concept of adaptability through the Open Building (OB) approach; elaborating more on the practical design and construction features. Different OB applications, such as the NEXT21 project and the KSI (Kikou Support and Infill) protocol in Japan, are examples that can be used as efficient guidelines to design a supplementary space. The feasibility of the supplementary space model can be validated and served in the real world. Industrialized building systems are capable of accommodating change without demolition as their dry mechanical joints are generally at meeting the DfD (design for disassembly) standards, not only for the supplementary space but also for the whole dwelling unit.