La thèse propose d’abord un cadre général pour l’analyse de l’incertain durant les différentes phases du processus de planification énergétique à long terme à base de modèles de villes ou territoires (IEPCT). Il inclut des critères d’évaluation de la qualité d’une démarche IEPCT. Puis deux méthodes d’analyses de l’incertain sont proposées pour les activités de modélisation et de scénarisation du système énergétique : l’une basée sur l’échantillonnage aléatoire (PRSUA) et l’autre sur les scénarios flous (FSUA). Leur implémentation sur des cas a permis de montrer leur faisabilité et leur performance du point de vue des critères de qualité. La méthode PRSUA est plus gourmande en données, elle est plus adaptée à la planification sectorielle court moyen terme et tandis que FSUA convient plus à la planification long terme intersectorielle.Enfin une méthode pour la réalisation de l’ensemble des activités liées à la structuration d’un problème de planification spécifique (IMMA) est proposée. / The Phd first proposes a methodological framework for addressing different types of uncertainty within long range ntegrated energy planning for cities and territories (IEPCT) processes which includes requirements and quality factors. Second, two methods for uncertainty analysis of modelling tasks are proposed. One approach is probabilistic random sampling approach (PRSUA) another one is fuzzy scenario approach (FSUA). Compared to FSUA, the PRSUA framework is more data intensive. PRSUA is more suitable for short or midterm sector specific domain analysis, FSUA is more appropriate for long range cross sectoral integrated planning.Third it is proposed an innovative approach (IMMA) for supporting not only uncertainties in IEPCT first phase but also all other tasks relevant to this planning phase. Implementation of IMMA in Singapore shows that it can address all identified tasks and help developing requirements for innovative solutions.

Une des caractéristiques les plus frappantes de la conception inventive est le fait qu’évaluer des solutions peut se révéler être plus difficile que de les trouver. Avoir des idées est inutile si celles-ci sont rejetées à un stade précoce. Dans de nombreuses évaluations qualitatives et méthodes sélectives, les critères d’évaluation sont généralement constitués à partir des besoins de conception qui sont fortement influencé par les préférences ou l’expérience des décideurs. Afin de tirer parti de l’inventivité d’une entreprise en octroyant des chances supplémentaires quant à des concepts possibles, cette thèse présente des approches et des outils d’aide à l’évaluation et à la sélection de concepts de solution obtenus dans le cadre de la Méthode de Conception Inventive. Les contributions de cette thèse peuvent servir comme outils d’aide à la conception et à la prise de décision. / One of the most striking characteristics of inventive design is that evaluating solutions may prove to be more difficult than finding them. Having good ideas is useless if they are rejected at an early stage. In many existing qualitative evaluation and selection methods (see design model), evaluation criteria are usually taken from the design requirement, which is strongly influenced by customer preferences or decision makers’ experience. In order to leverage inventiveness of a company through additional chances of feasible concepts. This thesis presents approaches and support tools to evaluate and select Solution Concepts obtained from Inventive Design Method (IDM) framework. The contributions in this thesis can be used as a decision-making aid and tool.

This thesis describes the approach and results of the research to create a TRIZ based computer aided innovation tools (AEGIS and Design for Wow). This research has mainly been based around two tools created under this research: called AEGIS (Accelerated Evolutionary Graphics Interface System), and Design for Wow. Both of these tools are discussed in this thesis in detail, along with the test data, design methodology, test cases, and research. Design for Wow (http://www.designforwow.com) is an attempt to summarize the successful inventions/ designs from all over the world on a web portal which has multiple capabilities. These designs/innovations are then linked to the TRIZ Principles in order to determine whether innovative aspects of these successful innovations are fully covered by the forty TRIZ principles. In Design for Wow, a framework is created which is implemented through a review tool. The Design for Wow website includes this tool which has been used by researcher and the users of the site and reviewers to analyse the uploaded data in terms of strength of TRIZ Principles linked to them. AEGIS (Accelerated Evolutionary Graphics Interface System) is a software tool developed under this research aimed to help the graphic designers to make innovative graphic designs. Again it uses the forty TRIZ Principles as a set of guiding rules in the software. AEGIS creates graphic design prototypes according to the user input and uses TRIZ Principles framework as a guide to generate innovative graphic design samples. The AEGIS tool created is based on TRIZ Principles discussed in Chapter 3 (a subset of them). In AEGIS, the TRIZ Principles are used to create innovative graphic design effects. The literature review on innovative graphic design (in chapter 3) has been analysed for links with TRIZ Principles and then the DNA of AEGIS has been built on the basis of this study. Results from various surveys/ questionnaires indicated were used to collect the innovative graphic design samples and then TRIZ was mapped to it (see section 3.2). The TRIZ effects were mapped to the basic graphic design elements and the anatomy of the graphic design letters was studied to analyse the TRIZ effects in the collected samples. This study was used to build the TRIZ based AEGIS tool. Hence, AEGIS tool applies the innovative effects using TRIZ to basic graphic design elements (as described in section 3.3). the working of AEGIS is designed based on Genetic Algorithms coded specifically to implement TRIZ Principles specialized for Graphic Design, chapter 4 discusses the process followed to apply TRIZ Principles to graphic design and coding them using Genetic Algorithms, hence resulting in AEGIS tool. Similarly, in Design for Wow, the content uploaded has been analysed for its link with TRIZ Principles (see section 3.1 for TRIZ Principles). The tool created in Design for Wow is based on the framework of analysing the TRIZ links in the uploaded content. The ‘Wow’ concept discussed in the section 5.1 and 5.2 is the basis of the concept of Design for Wow website, whereby the users upload the content they classify as ‘Wow’. This content then is further analysed for the ‘Wow factor’ and then mapped to TRIZ Principles as TRIZ tagging methodology is framed (section 5.5). From the results of the research, it appears that the TRIZ Principles are a comprehensive set of innovation basic building blocks. Some surveys suggest that amongst other tools, TRIZ Principles were the first choice and used most .They have thus the potential of being used in other innovation domains, to help in their analysis, understanding and potential development.

Cette recherche doctorale explore les perspectives d’une complémentarité des approches humanistes et (socio-)cognitivistes des théories de la motivation avec des élèves scolarisés en SEGPA pour l’apprentissage du français. L’analyse statistique non paramétrique puis paramétrique de questionnaires élaborés à partir de la théorie de l’auto-détermination et de celle du sentiment d’auto-efficacité traduit l’évolution des variables de la motivation de ces élèves suite à une formation à laTRIZ (Theory of Inventive Problem Solving, Altshuller). Ces résultats sont comparés aux réussites à une épreuve de français du Certificat de Formation Générale pour définir le comportement comme une fonction croissante des variables de motivation et d’activité. Le traitement du corpus conduit cette étude à proposer une rupture épistémologique et à adopter un positionnement porté par une analogie entre le concept de force en physique et celui de motivation en psychologie. / This doctoral research explores the complementarity, for learning French, of humanistic and (socio-)cognitive approaches of the theories of motivation with students enrolled in SEGPA. The non parametric statistical analysis (then parametric) of scales based on the theory of self-determination and on the theory of self-efficacy, reflects the evolution of the variables of motivation of these students after training in TRIZ (Theory of Inventive Problem Solving, Altshuller). These results are compared to the mark at a French exam coming from the academic qualification (CFG) in order to define the behavior as an increasing function of the variables « motivation » and « activity ».The treatment of the corpus conducted the study to propose an epistemological rupture and to adopt a position supported by an analogy between the concept of force in physic and motivation in psychology.

Les brevets d’invention titres de propriété industrielle confèrent à leurs titulaires le monopole de l’invention brevetée. On peut y trouver une sorte d’historique de l’évolution de l’artefact. Dans ce contexte le concepteur est très souvent amené à faire des recherches dans les documents de brevets afin de bénéficier des connaissances qui y sont contenues en vue de structurer le processus inventif. Développée pour assister les concepteurs dans leur démarche d’innovation, la Méthode de Conception Inventive (MCI), s’inscrit dans le modèle de la dialectique. La MCI a précisé les concepts entrant en jeu dans la description des évolutions des systèmes techniques et des artefacts. Ces items intéressent bien souvent les concepteurs et sont essentiels à la compréhension du problème sous-jacent et à la collecte de toutes les caractéristiques sur lesquelles on peut agir ; et de l’effet de leurs variations sur l’artefact. Cette thèse consiste d’abord à analyser le document de brevet d’un point de vue linguistique, afin d’en connaitre la typologie. Il s’agit, ensuite, de repérer dans le document de brevets les connaissances susceptibles d’être utiles à la MCI et à les formaliser sous forme de programme informatique. L’approche que nous proposons est issue du text-mining. Elle est à base de marqueurs linguistiques et utilise des patrons lexico-syntaxiques issus du domaine du traitement automatique des langues. Cette méthode d’extraction des concepts utiles à la MCI permet l’établissement d’une sorte de cartographie initiale des évolutions passées et possibles des caractéristiques de l’artefact. L’intérêt est en outre de faciliter grandement l’analyse préliminaire des connaissances relative au dit artefact. / Patents are industrial property titles that give their holders a monopoly over the patented invention. It is possible to find a sort of history of the evolution of the artifact. In this context the designer often like to do research in patent documents in order to benefit from the knowledge contained inside to structure the inventive process. Developed to assist designers in their innovation approach, the Inventive Design Method (IDM) is part of the pattern of dialectic. IDM has clarified the concepts at stake in the description of the evolution of technical systems and artifact. These items often interest designers and are essential to understanding the underlying problem and collecting of all features on which to act; and the effect of variations on the artifact. This thesis, firstly, deals with patent document analysis from a linguistic point of view, in order to know its typology. Then, it is possible to identify in the patent document, the knowledge likely to be useful to IDM and formalize it as a computer program. The approach proposed in this paper is based on text mining techniques. It uses a method based on linguistic markers using lexical and syntactic patterns from the field of natural language processing. This method of extraction of useful concepts for IDM allows the establishment of a kind of initial mapping of past and possible changes in the future of the artifact characteristics. The interest is also to greatly facilitate the preliminary analysis of knowledge on the said artifact.

Cette thèse, consacrée à la représentation des problèmes et contradictions architecturaux dans la phase amont de la conception, s’inscrit dans la problématique de l’agentivité potentielle de cette phase pour concevoir des concepts et des solutions innovantes. En tant qu’une recherche interdisciplinaire, cette thèse a pour ambition de contribuer aux recherches visant l’appropriation de parts de connaissances élaborées par la TRIZ dans le savoir architectural. Elle se développe donc en transversalité en examinant la possibilité d’appliquer IDM-TRIZ, son ontologie et son formalisme de représentation de contradiction dans les phases amont de la conception architecturale. L’objectif principal est d’évaluer les apports du concept de contradiction de la théorie TRIZ à l’énoncé des problèmes et des contradictions du projet architectural. Si l’accent est mis sur cet objectif, l’évaluation des apports des techniques et outils de la résolution de contradiction de TRIZ en préconception architecturale constitue l’objectif secondaire de cette étude. Ainsi, la contribution scientifique espérée de notre recherche consiste à examiner des apports éventuels de la notion de contradiction au sens TRIZ à la fois comme stratégie conceptuelle en architecture guidant la recherche et la structuration des informations et comme modèle d’interprétation et de représentation des éléments fondamentaux de la conception, à savoir les objectifs, les contraintes et les solutions en phase amont du processus de conception. Un projet réel a été choisi comme l’objet de l’étude empirique effectuée dans le cadre de la thèse. Deux résultats principaux de cette étude sont a) un ensemble des objectifs, des contraintes et des scénarios sous forme de contradiction à travers le Graphe Problèmes – Solution Partielles ; b) un ensemble de dix concepts de solution pour une contradiction du projet liée au problème identifié comme le problème clé. Ces résultats ont été évalués à travers une série d’entretiens semi-directifs avec treize architectes. Ces résultats ainsi que deux questionnaires L’évaluation des résultats montre I) la possibilité d’énoncer les objectifs, les contraintes et les propositions du projet sous forme de contradiction à travers le Graphe Problèmes – Solution Partielles (avec 92.3 % de réponse positive pour ceux qui concernent la fonction et la forme ; et 85 % pour ceux concernant l’économie et le temps); II) la contribution significative du Graphe de Problèmes aux qualités de la clarté des énoncés de problèmes; à la traçabilité des problèmes et à la l’intégralité de la présentation de l’Espace de problèmes ; III) que l’ensemble de techniques et d’outils de TRIZ pourrait contribuer à la génération des concepts de solution en phase amont de la conception architecturale. Le taux d’affirmation varie selon le concept évalué ; cependant, ils attestent la pertinence (avec une moyenne de 58 % d’affirmation) et l’intérêt (avec une moyenne de 67 % d’affirmation) des concepts.La conclusion de la thèse porte sur l’intérêt et l’inconvénient de l’usage du concept de contradiction de TRIZ comme stratégie conceptuelle de la construction de l’Espace de problèmes architecturaux en phase amont de la conception architecturale. De même, elle présente certaines réflexions sur les limites de TRIZ pour une application architecturale. Une discussion est menée sur les développements requis dans IDM-TRIZ pour mieux s’adapter à la pratique architecturale et mieux s’intégrer aux recherches courantes en programmation architecturale. En mettant la contribution de la thèse dans le champ plus large de l’appropriation de parts de connaissances élaborées par la TRIZ dans le savoir architectural, la conclusion se termine par la proposition de certaines pistes d’exploration qui désignent une perspective pour la recherche ultérieure sur les apports potentiels de la TRIZ en conception architecturale. / This thesis is devoted to the representation of architectural problems and contradictions in the early phase of architectural design process. It also focuses on its potential agency to generate new concepts and innovative solutions. This thesis aims to contribute to the research on knowledge transfer from TRIZ to architectural design methodologies. It is a cross-disciplinary study on the applicability of IDM-TRIZ, its ontology and formalism in the early phases of an architectural design. The main objective of this dissertation is to evaluate the contributions of the concept of contradiction of the TRIZ theory to problem and contradiction statement in architectural projects. The secondary objective of this study is to evaluate the contribution of the TRIZ techniques and their tools to architectural contradiction solving. Thereby, the expected scientific contributions of this research is to examine the concept of contradiction as a conceptual strategy for seeking and structuring the information about a project and as a model for interpretation and representation of the objectives, constraints, and alternative solutions in the early phases of the architectural design process.In our empirical study, the IDM-TRIZ method is applied to an architectural program of a real project and has produced two results: A) a structured set of the objectives, constraints, requirements and the alternative solutions of this program presented as contradiction by using Problem Graph, B) a set of ten concepts of solution to resolve one of the contradictions related to the problem identified as the core problem of the project. These results were evaluated through a series of semi-structured interviews. This evaluation shows that I) it is possible to represent the objectives, constraints, and alternative solutions of an architectural project as contradiction by the Problem Graph (with 92.3% positive response for the elements concerning form and function, and 85% for those concerning economy and time), II) the contribution of the Problem Graph to the program qualities, such as clarity of problem statement; traceability of problems and the entirety of the Problems space, is significant, and, III) the TRIZ techniques and their tools could contribute to concept generation in the early phases of architectural designs. The evaluation is different for each concept, but it attests the relevance of the concepts (with an average of 58%) and their interest (with an average of 67%). The findings of this thesis discusses the advantages and the disadvantages of the use of TRIZ concept of contradiction as a conceptual strategy for building the Problem space in the early phases of architectural designs. The conclusion presents some thoughts on TRIZ limitations for an architectural endeavor as well as some perspectives for further research aiming integrating the TRIZ into current research in architectural design. Also, some further developments in the IDM-TRIZ which allows better adapting to architectural practice are discussed.

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La thèse présentée ici s'attache à répondre au manque de formalisation de la TRIZ. Cet objectif répond au manque scientifique permettant de reconnaître la TRIZ en tant que théorie ; et de proposer un outil informatique d'assistance à la formulation des problèmes, selon les cadres de la TRIZ, enjeu industriel reconnu. <br />La méthode déployée s'appuie sur les outils de l'Intelligence Artificielle pour construire une ontologie de la formulation des problèmes en conception inventive de systèmes techniques, selon les cadres de la TRIZ. Cette ontologie est une représentation centrée-objet des concepts liés à la formulation des problèmes. Cette représentation est validée par une analyse, en logique de description, de la cohérence de la hiérarchisation des concepts et de leur bonne définition. L'opérationnalisation du modèle s'appuie sur la programmation d'une interface d'instanciation. Cette interface est basée sur un moteur de systèmes experts à base de règles.

What is innovation in ship design? Is it a capability that is inherent in all naval architects? Is it the result of the application of a certain set of tools, or of operation within a certain organizational structure? Can innovation be taught? Innovation is a creative act that results in a new and game-changing product. The emergence of an innovative product creates an asymmetric market. The emergence of an innovative weapon creates an asymmetric battlefield. It is clearly in the economic and military interest of the United States to be able to develop and deploy innovative products, including innovative ships. But the process of ship design is usually one of incremental development and slow evolution. Engineers are taught to develop their product by paying close attention to previous developments. This approach is viewed by some people as anti-innovative. And yet the author has made a career of innovation in ship design. How has this been possible? This dissertation will answer the four questions posed above. It will show what innovation in ship design is, and where innovative naval architecture lies in the taxonomy of human creative endeavor. It will then describe those human attributes which have been found to be essential to successful innovation. It will also describe some of the many tools that innovators use. Some of those tools are used unconsciously. Some of those tools are formal products supported by research institutes and teaching academies. Finally, given the fact that innovation in ship design is a component of engineering – which is a subject taught in Universities – and that it is facilitated by the use of tools – and tool use can be taught – the author will conclude that innovation itself can be taught. Whether it can be mastered will depend upon the individual, just as with most other creative skills.

Checkland developed Soft Systems Methodology (SSM) to address problem situations from a systems perspective; however, SSM needs to be extended with other methods to find superior solutions that overcome the need for a compromise or trade-off between conflicting or contradictory elements. This thesis extends Checkland’s SSM approach to resolve problems with conflicting or contradictory elements. This work integrates the powerful benefits of TRIZ-based analysis into SSM and provides a means for systemic resolution of business problems with conflicting sub-system elements. Furthermore, this study acknowledges that soft problems can have conflicting relationships among their elements, compares the strengths and weaknesses of SSM and TRIZ in problem structuring, and presents a collaborative SSM-TRIZ approach for problem structuring. Finally, this thesis applies the joint methodology to examine the business problem of customer needs assessment for a certain market segment of INCOSE’s planned Professional Development initiative. Although SSM-TRIZ helps structure problems with opposing requirements, it does not always provide definitive, prescriptive solution implementations for technical and business issues. Hence, hard thinking approaches cannot be discarded in practice after implementing SSM-TRIZ. Text mining was selected for providing a final and definite solution to the problem situation of interest.