Cette thèse a pour objet de concevoir des mécanismes d'allocation dans le contexte des enchères doubles dynamiques (achats groupés, bourses électroniques). Le principal défi inhérent à la conception de tels mécanismes est d'aboutir à un résultat socialement optimal alors que la dynamique induit une incertitude sur les arrivées et départs des participants de l'enchère ainsi que sur les valuations qui peuvent être fluctuantes. Dans cette thèse, nous proposons des mécanismes qui sont efficaces, incitatifs et garantissant l'équilibre du budget. La définition de ces mécanismes s'appuient sur les algorithmes d'appareillage pour des graphes bipartis (technique d'augmentation et réduction) ainsi que sur une méthode générale prenant en compte le comportement des participants. / This thesis addresses the problem of designing mechanisms that lead to socially desirable outcomes in dynamic double auction markets such as stock exchanges and group buying. The main challenge of the design is dealing with the uncertainty posed by the participants who are dynamically arriving and departing and their valuations vary over time. The thesis demonstrates the difficulties in designing mechanisms with desirable properties such as truthfulness, efficiency and budget balance. It also provides dedicated mechanisms satisfying those properties by using augmentation, reduction and behaviour-based approaches.

Abstract : I empirically analyze the behavior of the players in an online auction format, a penny auction in which each bid represents a cost to the player and increases the price of the auctioned item by a small increment above the price at the time of the bid. I examine the behavior of the players using a dataset containing 86,000 auctions and 12,8 million individual bids, provided by a penny-auction website. I develop a methodology to identify the strategies that are associated with higher profit and I expand the list of potential strategies to all observable bidding characteristics. My methodology identifies all the winning strategies already mentioned in the literature on penny auctions, but also strategies for which an intuition was provided, but no formal proof. I find that bidding on packages of tokens is the strategy that is the most highly correlated with the profit of the players. I also find that bidding on items of low value and bidding quickly after the timer is reset is associated with a higher profit. On the other side, playing standard auctions, bidding on high-value or electronic items, and bidding just before the timer expires are associated with lower profit. Using the winning strategies identified by my methodology, I then estimate the impact of a player’s experience on the use of these strategies with a mixed model to account for the heterogeneity of the players. The estimation demonstrates that players, on average, learned to use better strategies as they played more and more auctions. The biggest winners appeared to have a better understanding of the winning strategies when they started playing compared to the rest of the sample. I support this conclusion using the individual parameters provided by the mixed model. / Résumé : J’analyse empiriquement le comportement des joueurs dans un format d’enchères en ligne, une enchère à un sou, dans laquelle chaque mise représente un coût pour le joueur et augmente le prix de l’article vendu aux enchères par un petit montant. J’étudie le comportement des joueurs en utilisant une base de données contenant 86,000 ventes aux enchères et 12,8 millions de mises. La base de données a été fournie par un site d’enchères à un sou. Je développe une méthodologie pour identifier les stratégies qui sont associées à des profits plus élevés et j’élargis la liste des stratégies potentielles à toutes les caractéristiques de mises observables. Ma méthodologie identifie toutes les stratégies gagnantes déjà mentionnées dans la littérature sur les enchères à un sou, mais aussi des stratégies pour lesquelles une intuition a été fournie, mais aucune preuve formelle. Je trouve que miser sur les ensembles de jetons est la stratégie qui est la plus fortement corrélée avec le profit des joueurs. Je trouve aussi que les mises sur des articles de faible valeur et des mises faite rapidement après que la minuterie soit remise à zéro est associée à un profit plus élevé. À l’opposé, jouer des enchères de type standard, miser sur des articles de valeur élevé ou des articles électroniques, et miser juste avant l’expiration de la minuterie sont des stratégies associées avec un profit plus faible. J’utilise ensuite les stratégies gagnantes identifiées par ma méthodologie pour estimer l’impact de l’expérience d’un joueur sur l’utilisation de ces stratégies. Pour ce faire, j’utilise un modèle mixte afin de tenir compte de l’hétérogénéité des joueurs. L’estimation montre qu’en moyenne, plus le nombre d’enchères auquel les joueurs ont participé augmentait, plus les joueurs ont utilisé des stratégies associées avec des profits plus élevés. J’utilise ensuite les effets individuels fournis par le modèle mixte pour démontrer que les joueurs qui ont les bénéfices les plus élevés semblaient avoir une meilleure compréhension des stratégies gagnantes lorsqu’ils ont commencé à jouer comparativement au reste des joueurs.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Les enchères combinatoires peuvent être utilisées pour parvenir à une allocation efficace des ressources. En transport, l'important est de sélectionner les meilleures mises en enchère. Ce mémoire traite un problème de sélection des transporteurs à un niveau stratégique de la hiérarchie de décision. Sur un horizon de planification de plusieurs mois, l'expéditeur doit s'entendre avec un ensemble de transporteurs pour couvrir le transport de ses produits à partir de ses entrepôts vers ses centres de distribution. Pour ce faire, ce mémoire s'intéresse à une sélection organisée par le moyen d'enchères combinatoires où un expéditeur doit déterminer les mises soumises gagnantes à partir des mises soumises par les transporteurs participants. Cette sélection stratégique des transporteurs est bénéfique pour les deux parties étant donné qu'elle garantit une entente leur permettant de bien planifier les opérations. Cependant, l'expéditeur ayant basé son enchère sur des estimations des volumes à transporter risque d'encourir des coûts supplémentaires découlant des ententes issues de l'enchère. Pour remédier à cette problématique, ce mémoire propose une approche de résolution intégrant les décisions de sélection des transporteurs du niveau stratégique aux décisions d'affectation de ces transporteurs aux opérations de distribution du niveau opérationnel. Cette approche se base sur un cadre conceptuel composé de deux phases décisionnelles : une phase stratégique modélisée en programme linéaire proposé pour résoudre un problème de détermination du gagnant duquel résulte un nombre de solutions représentant différents choix de sélection stratégiques. Au niveau opérationnel, ces décisions stratégiques sont évaluées en tenant compte d'un facteur aléatoire qui caractérise le marché de transport et des différentes contraintes opérationnelles à respecter par l'expéditeur.

Cette thèse porte sur l’approvisionnement des services de transport routier à charge pleine en utilisant le mécanisme d’enchères combinatoires. Traditionnellement, chaque expéditeur roule une enchère séparée pour satisfaire ses besoins internes de transport indépendamment des autres enchères roulées par d’autres expéditeurs. Étant donné que le processus de négociation pour l’établissement de contrats entre les expéditeurs et les transporteurs prend un à deux ans, les transporteurs sont amenés, dans certains cas, à soumettre des mises dans plus d’une enchère en même temps sans connaitre les résultats des autres enchères et savoir laquelle des offres qu’ils ont déjà soumises est effectivement gagnée. Pour contourner les inconvénients d’untel mécanisme, un nouveau mécanisme d’approvisionnement des services de transport basé sur des enchères est proposé. Il offre aux transporteurs la possibilité de soumettre simultanément sur les contrats requis par différents expéditeurs dans une seule enchère combinatoire où les demandes des expéditeurs sont centralisées. Il s’agit d’une vente aux enchères unique dans laquelle plusieurs expéditeurs présentent dans une seule enchère leurs services de transport qu’ils veulent sous-traiter et les transporteurs soumettent des mises combinatoires couvrant un ensemble de contrats appartenant à différents expéditeurs. Cette recherche examine l’impact d’un tel mécanisme centralisé sur les transporteurs ainsi que sur les expéditeurs en le comparant au mécanisme décentralisé traditionnel et en tenant en considération différents comportements à risque des transporteurs. La première partie de cette thèse présente une heuristique utilisée par les transporteurs pour construire des offres combinatoires dans les enchères dédiées à l’approvisionnement des services de transport routier à charge pleine. L’heuristique peut être utilisée par les transporteurs dans les enchères centralisées et décentralisées à la fois. On suppose que les transporteur sont déjà des engagements avec d’autres expéditeurs pour servir leurs contrats avant de participer à l’enchère et que les routes qui sont déjà définies pour les contrats existants doivent être conservées. L’heuristique proposée identifie d’abord les nouveaux contrats rentables et les intègre efficacement dans les routes existantes des transporteurs. Ensuite, elle construit de nouvelles routes pour les véhicules inutilisés avec les nouveaux contrats restants, quand cela est rentable. L’heuristique offre au transporteur la possibilité de soumettre des mises simples ou combinatoires avec un intervalle de prix de vente rentable pour chaque mise. L’heuristique se révèle rapide et efficace: elle exploite bien le réseau existant des transporteurs, génère des offres intéressantes permettant un profit additionnel considérable et couvre un pourcentage important de nouveaux contrats. Comparée à une méthode de solution exacte pour le problème de construction de mises, les résultats prouvent que l’heuristique identifie des solutions optimales ou quasi-optimales pour des instances de petite taille. Pour les grandes instances, la solution exacte soit elle identifie une solution pire que celle produite par notre heuristique ou échoue à identifier une solution réalisable. Dans la deuxième partie de la thèse, nous étudions les avantages/inconvénients du mécanisme d’enchère centralisée sur les transporteurs, en le comparant aux enchères décentralisées considérant différents comportements à risque des transporteurs. Lors de la construction des mises, les transporteurs peuvent miser en ayant un comportement trop risqué ou le contraire averse aux risques. Les résultats montrent que du point de vue du transporteur, les enchères centralisées offrent le meilleur compromis entre profit, efficacité du réseau et diversification du marché. Dans la troisième partie de la thèse, les avantages/inconvénients de l’enchère centralisée sur les expéditeurs sont étudiés en comparant les enchères centralisées aux décentralisées et en tenant compte des différents comportements à risque des transporteurs au moment de la construction des mises. Les résultats obtenus prouvent que du point de vue de l’expéditeur, les enchères centralisées amènent les expéditeurs à réaliser des économies de coûts considérables réalisées principalement grâce aux bas prix des mises proposées dans les enchères centralisées en les comparant avec les enchères décentralisées. La dernière partie de la thèse modélise et résout le problème de détermination des mises gagnantes (DMG) basé sur la réputation pour les enchères de transport combinatoires et centralisées. Dans ces enchères, le commissaire-priseur doit décider des mises gagnantes sachant qu’une même mise peut inclure des contrats de différents expéditeurs et que la réputation d’un transporteur peut différer d’un expéditeur à un autre. L’objectif est de trouver le meilleur compromis entre les prix offerts et le niveau de service des transporteurs. Le modèle DMG centralisé basé sur la réputation est résolu à l’optimalité et les résultats montrent que la prise en compte de la réputation dans un DMG centralisé peut entraîner des économies considérables sur les coûts totaux payés par tous les expéditeurs. De plus, les expéditeurs peuvent faire affaire avec des transporteurs moins privilégiés pour eux tout en réajustant leurs propres évaluations via cette collaboration. Cette thèse est organisée comme suit. Après un chapitre d’introduction générale, nous présentons une approche heuristique pour le problème de construction des mises d’enchères combinatoires. Après cela, nous présentons dans les chapitres 3 et 4 ce que nous appelons les enchères centralisées et nous les comparons aux enchères décentralisées du côté des transporteurs ainsi que des expéditeurs. Le cinquième chapitre résout le modèle de problème de détermination des mises gagnantes basé sur la réputation pour les enchères de transport combinatoire centralisé et la conclusion et les orientations pour les travaux futurs sont présentés dans le dernier chapitre. / This thesis addresses the procurement of truckload services through combinatorial auctions.Traditionally, each shipper runs a separate auction to satisfy its proper transportation needs independently from other shippers in decentralized auctions. Since the negotiation process for establishing contracts between shippers and carriers takes one to two years, carriers, in some cases, are led to bid in more than one auction at the same time before knowing which of the bids they submitted are effectively won. To circumvent the inconvenient of such mechanism, a novel auction-based procurement mechanism is proposed. It offers to carriers the opportunity to bid on the contracts required by different shippers simultaneously in a single combinatorial auction where shippers’ requests are centralized. That is a single auction where multiple shippers present their transportation requests simultaneously, and carriers submit package bids covering a set of contracts belonging to different shippers. The research study investigates the impact of such a centralized mechanism on carriers as well as on shippers by comparing it to the traditional decentralized mechanism under different carriers’ risk behaviours. The rest part of this thesis presents a heuristic approach used by carriers in centralized and decentralized auctions for constructing combinatorial bids in transportation auctions for the procurement of truckload transportation services. It assumes that carriers have already engaged on a set of transportation contracts before participating to the auction, and the routes already defined for the existing contracts must be kept. The proposed heuristic first identifies profitable new contracts and efficiently integrates them into a carrier’s existing routes. Then it builds new routes for unused vehicles with the remaining new contracts, when it is profitable. The heuristic offers the carrier the possibility to submit either a single bid or multiple bids with an interval of profitable ask prices for each bid. The heuristic is shown to be fast and efficient: It exploits well the carriers existing network, generates interesting bids enabling an additional potential profit and covers a large percentage of new contracts. Even when compared with an exact solution method, results prove that the heuristic identifies optimal or near-optimal solutions for small-sized instances. However, for larger instances, the exact method either identifies a solution that is worse than that output by our heuristic or fails in identifying a feasible one. In the second part of the thesis, we investigate the benefits/drawbacks of such a centralized auction on carriers by comparing it to decentralized auctions under different carriers risk behaviour attitudes. When bidding, two types of carriers are considered: too risky carriers andaverse-to-risk carriers. Results show that from the carriers perspective, centralized auctions offer the best compromise between profit, network efficiency and business diversification In the third part of the thesis, the benefits/drawbacks of centralized auctions on shippers are studied by comparing them to decentralized auctions and considering different carrier’s risk behaviour attitudes when bidding. Obtained results prove that from shippers perspectives,centralized auctions lead shippers to realize considerable cost savings achieved mainly due to attractive bids prices offered in centralized auctions. The last part of the thesis considers a reputation-based winner determination problem (WDP)model for centralized combinatorial transportation auctions in which the auctioneer should decide on the winning bids knowing that a same bid may include shipping contracts requested by different shippers and a carrier reputation may differ from one shipper to another. The objective is to find the best trade-off between bid prices and carriers level of service. The centralized reputation-based WDP model is solved to optimality and results show that considering reputation in a centralized WDP may lead to considerable savings in total costs paid by all shippers. Also, shippers may deal with less-preferred carriers while readjusting their own evaluations. This thesis is organized as follows. After a general introduction chapter, we present a heuristic approach for combinatorial bid construction problem. After that, we present in chapters 3and 4 what we call centralized auctions, and we compare them to decentralized auctions from the perspective of carriers and shippers. The fifth chapter solves the reputation-based winner determination problem model for centralized combinatorial transportation auctions and the conclusion and directions for future work are presented in the last chapter.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Cette thèse est consacrée à une analyse théorique et empirique de mécanismes de vente aux enchères. Motivée par les problèmes d'allocations dans les industries de réseau, en particulier par la libéralisation du secteur de l'électricité, elle s'intéresse aux enchères avec externalités ainsi qu'aux enchères de multi-objets. Après une introduction qui parcourt l'utilisation et l'analyse des mécanismes de ventes aux enchères d'électricité, six chapitres constitues cette thèse. Le premier considère des ventes aux enchères standard dans le modèle de Milgrom-Weber avec des estimations interdépendantes quand le vendeur ne peut pas s'engager à ne pas participer à la vente aux enchères. Les deuxièmes et troisièmes chapitres étudient le mécanisme de vente aux enchères combinatoires proposé par Ausubel et Milgrom. Le quatrième chapitre analyse le problème de conception optimal quand les capacités d'engagement du principal sont réduites, à savoir qu'elle ne peut pas se remettre à un jeu de participation simultané. Le cinquième chapitre est consacré à l'analyse structurelle d'un modèle as-symétrique à partir de données d'enchères ou les enchérisseurs sont anonymes. Il est montré que le modèle IPV (Independant Private Value) as-symétrique est identifié. Le dernier chapitre utilise les données sur les enchères aux inter-connexions électriques frontalières France-Angleterre pour une analyse sous forme réduite d'une enchère ascendante multi-unité.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Cette thèse en microéconomie appliquée se compose de trois chapitres, chacun abordant une question différente. Le premier chapitre, « La distribution séquentielle en présence de fraude », montre comment les entreprises peuvent exploiter le moment de la diffusion des contenus afin d’atténuer les effets de la fraude numérique, dans un monde où un certain piratage est inévitable. À travers un modèle, cet article fournit une explication claire de la façon dont une firme peut faire obstacle à la fraude à travers un changement de la distribution séquentielle du produit. En l’absence de fraude, les profits des entreprises sont indépendants de la manière dont le contenu est mis en vente. Cependant, lorsque la fraude représente une menace réelle, l’entreprise peut en atténuer les effets en choisissant de manière stratégique la part du produit qui est offert à chaque période. Cela permet de changer la valeur du produit pour les consommateurs et de rendre la fraude moins attractive de ce point de vue. L’entreprise en situation de monopole bénéficie de la libération de contenu en deux périodes différentes d’une manière asymétrique qui trouvent des analogies dans des exemples réels tels que le marché des outils logiciels spécialisés ou des émissions de télévision. Le deuxième chapitre, « L’offre complice dans les enchères à valeur commune », présent les effets d’un type d’enchère frauduleuse appelée « enchère complice ». Cette fraude consiste à placer des enchères anonymes sur ordre du vendeur en vue de faire monter artificiellement le prix de l’objet vendu. Nous concevons un modèle simple pour comprendre les incitations du vendeur à enchérir de manière complice dans une enchère anglaise à valeur commune, dans laquelle l’information privée des participants suit une distribution discrète. Nous montrons comment le caractère discret de la distribution affecte le profit espéré du fait d’enchérir de manière complice pour le vendeur ex-ante. Nous montrons aussi comment le vendeur révise ses enchères complices à partir de l’information qu’il reçoit à mesure que l’enchère se déroule. Nous trouvons que si le nombre de signaux est faible, le vendeur peut gagner à ne pas participer, même lorsque les autres participants sont myopes. Par ailleurs, et quel que soit le nombre de signaux dans l’enchère, si le nombre de participants est assez élevé, le fait d’avoir la possibilité de mettre en œuvre une enchère complice a toujours pour effet de détériorer le profit espéré du vendeur. Le troisième chapitre, « Le confort des médecins et le choix des césariennes », est co-écrit avec Shagun Khare et Alan Acosta. Cet article analyse les causes qui pourraient expliquer le taux élevé de césarienne à Buenos Aires, en Argentine, qui excède largement la recommandation de l’Organisation mondiale de la Santé (OMS). L’hypothèse d’une demande induite par le fournisseur, qui prévoit plus de césariennes que nécessaire du point de vue médical, pourrait expliquer cet écart. Dans cet article co-écrit avec Shagun Khare et Alan Acosta, nous étudions un aspect des incitations des médecins à stimuler la demande : le confort. A partir d’une enquête menée auprès de femmes enceintes à Buenos Aires, nous regardons si les chances qu’une femme fasse l’objet d’une césarienne dépend du moment de l’accouchement, en particulier s’il s’agit d’un jour travaillé ou non. En laissant de côté les césariennes planifiées, nous trouvons que le confort compte, mais seulement dans les hôpitaux privés. Nous trouvons aussi qu’une femme qui déclare préférer une césarienne à une naissance naturelle a de plus grandes chances de recourir à une césarienne dans les hôpitaux privés. Nos résultats montrent aussi que l’environnement institutionnel joue un rôle déterminant sur la manière dont le confort des médecins et les préférences des mères influencent ces choix. / This thesis in applied microeconomics is composed of three chapters, each one addressing a different question. The first chapter, “Sequential distribution in the presence of Piracy”, shows how firms can exploit the timing of the release of digital content as a way to mitigate the effects of piracy, in a world where some piracy is unavoidable. We develop an analytical model where a monopolist produces a particular good, and it can choose the time at which its product is available to consumers. On top of deciding on prices, the monopolist also chooses the share of the product it releases at each period. In the absence of piracy, firm’s profits are independent of the way in which content is released. However, when piracy is a real threat, the firm can soften its effect by strategically selecting the share of the product offered in each period, changing consumers’ valuation and making piracy less attractive from their perspective. The monopolist benefits from releasing content in two different periods in an asymmetric way which find analogies in real life examples such as the market of specialised software tools or of TV shows. The second chapter, “Shill bidding in common value auctions”, presents the effects of a particular cheating environment in common value auctions. Shill bidding consists of placing anonymous bids on the seller’s behalf to artificially drive up the prices of the auctioned item. We build a simple model to understand the incentives a seller has to shill bid in an English common value auction where the bidders’ private information is drawn from a discrete distribution. We show how the discreteness affects the seller’s ex-ante expected gain of shill bidding, and we also show how the seller updates his shill bid based on the new information he receives as the auction goes on. We find that if the number of signals is low, the seller might be better off refraining from participating even when bidders are fully myopic. Moreover, for any number of signals in the auction, if the number of participants is sufficiently high, the shill bidding strategy always deteriorates the seller’s expected profits. The third chapter, “Physician convenience and cesarean section delivery”, is co-authored with Shagun Khare and Alan Acosta. This paper analyses the causes that might explain the high rate of cesarean section in Buenos Aires, Argentina, that far exceeds the World Health Organization recommendation. The supplier-induced demand hypothesis, which predicts more c-section deliveries than otherwise medically needed, might be the reason for this disparity. In this paper, using a survey of pregnant women in Buenos Aires, we study one aspect of the physician’s incentives to induce demand: convenience. We look at whether a woman’s chance of getting a c-section depends on the period of delivery, i.e. whether it is a working day or not. Setting aside scheduled c-sections, we find that convenience matters, but only in private hospitals. We also find that women who state that they prefer c-sections over natural births have a higher chance of having a c-section in private hospitals. While physicians’ convenience and mothers’ preferences do matter, our research finds that the institutional environment plays a defining role in how much these matters.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.