Nous passons la majeure partie de notre vie dans des bâtiments. Ces derniers ont été construits, pour la plupart, avant les chocs pétroliers de 1974 et 1979, et offrent une performance énergétique médiocre ainsi que des conditions de confort (thermique, acoustique, éclairement naturel) largement améliorables. En France, avec 32 millions de logements et un taux de renouvellement annuel du parc existant inférieur à 1 %, la rénovation énergétique des logements devient une nécessité. Cela, autant pour des raisons politiques (indépendances énergétiques), économiques (relance des emplois de la construction, valorisation du patrimoine), sociales (bien-être des occupants, lutte contre la précarité), qu'environnementales (diminutions des émissions des gaz à effet de serre). Ce travail de thèse vise à proposer des connaissances ainsi qu'une méthodologie afin de contribuer à l'aide à la décision pour la prescription de scénarios d'amélioration énergétique efficaces des maisons individuelles construites durant la période 1945-1974. Trois problématiques sont mises en avant dans cette recherche. 1) l'intégration de l'approche globale (systémique et multicritère) de la rénovation afin d'éviter des contre-performances collatérales dues à des mauvais choix ; 2) l'aide à la formalisation des préférences des propriétaires-occupants (notre maîtrise d'ouvrage) dans un format interprétable par des outils d'analyses multicritères ; 3) l'intégration des incertitudes liées à la caractérisation des bâtiments existants dans le processus d'élaboration des scénarios et d'aide à la décision. À travers une description systémique des bâtiments et une évaluation multicritères des performances des actions d'amélioration retenues, nous proposons une méthodologie innovante, constituée de 6 sous-modèles techniques modulables et interchangeables, qui vise à automatiser le processus de construction, d'évaluation et de hiérarchisation performantielle de scénarios de rénovation. Le cœur de notre méthodologie est basé sur la formalisation de l'expertise métier des spécialistes du bâtiment dans deux de nos 6 sous-modèles. Le premier est une matrice d'influence permettant de passer des enjeux de rénovation les plus courants (équivalent aux préférences exprimées par la maîtrise d'ouvrage) en profil de poids relatifs et profil de niveaux-cibles de performance sur les indicateurs modélisés. Le second, est un outil d'inférence probabiliste (utilisant la technologie des réseaux bayésiens) permettant à la fois d'optimiser les assemblages d'actions d'amélioration (programmation par contraintes successives) et de réaliser une évaluation multicritère de ces assemblages (par l'usage de fonctions d'agrégation de performances locales). Un sixième et dernier sous-modèle utilise les méthodes de surclassement ELECTRE pour trier et classer les alternatives de rénovation préalablement générées par ordre de préférence. Notre méthodologie offre enfin la possibilité de laisser l'utilisateur tester ses propres scénarios d'amélioration énergétique afin d'analyser leurs performances multicritères et leur compatibilité avec les caractéristiques de l'existant capitalisées lors du diagnostic technique d'une opération. La méthodologie développée se veut pédagogique et transposable dans un prototype d'outil informatique fonctionnel. Une première version a été développée et utilisée pour appliquer notre processus d'aide à la décision à un cas réel de maison individuelle à rénover. Les premiers résultats obtenus sont cohérents et permettent de valider la démarche. Néanmoins, il faut garder à l'esprit que comme tout modèle utilisant des connaissances expertes, sa robustesse et la limite de validité de son périmètre d'application dépendent de la qualité du savoir métier capitalisé. / We spend most of our lives in buildings. These were built mostly before the oil shocks of 1974 and 1979 and offer both poor energy performances and improvable comfort conditions (thermal, acoustic, natural lighting). In France, with 32 million units and an annual turnover of less than 1% of the existing building stock, the energy renovation of housing becomes a necessity. This, as much for political ends (energy dependence), economic reasons (revival of construction jobs, real-estate valorisation), social reasons (wellbeing of occupants), as environmental reasons (reduction of greenhouse gas emissions). This thesis aims to provide knowledge and a methodology to contribute to the decision support for prescribing efficient energy renovation scenarios of houses built during the 1945-1974 period. Three issues are highlighted in this research work: 1) the integration of an holistic approach of renovation process (systemic and multi-criteria) to avoid not foreseen collateral effects due to bad choices; 2) help formalize the preferences of decision-takers (homeowners) in a format interpretable by multi-criteria analysis tools; 3) integration of uncertainties related to the characterization of existing buildings in the process of scenarios generation and decision support. Through a systemic description of buildings and a multi-criteria performance assessment of formerly identified renovation actions, we propose an innovative methodology, consisted of 6 modular and interchangeable technical sub-models, which aims to automate the generation, assessment, optimization and performance-based ranking of renovation scenarios. The heart of the methodology is based on the formalization of renovation knowledge from construction specialists in two of our six sub-models. The first one is an influence matrix that we use to translate most common renovation goals (equivalent to the wishes expressed by homeowners) into a profile of relative weights and a profile of targeted-levels of performance on indicators modelled. The second one is a probabilistic inference tool (using the technology of bayesian networks) to both optimize assemblies of renovation actions (programming by successive constraints) and achieve multi-criteria evaluation of these assemblies (by the use of aggregation functions of local performances). A sixth and final sub-model uses the ELECTRE outranking methods to sort and classify, by preference order, renovation scenarios previously generated. At last, our methodology provides the ability to let users test their own energy renovation scenarios in order to analyze their multi-criteria performances and compatibility with the characteristics of the existing capitalized during the technical diagnosis of their building. The methodology proposed is intended to be educational and transposable into a functional computer system prototype. A first version was developed and used to apply our decision process to a real case of individual house to renovate. First results obtained are consistent and allow validating the approach. However, keep in mind that like any model using expert knowledge, robustness and validity limit of its scope of application depend on the quality of knowledge work capitalized.

L’Aide Multicritère à la Décision (AMCD) vise à aider un décideur (DM) confronté à un problème de décision impliquant plusieurs objectifs contradictoires. Les préférences du DM jouent un rôle important au sein du processus d'aide à la décision, puisque les recommandations ne sont pertinentes et acceptables que si le système de valeurs du DM est pris en considération. Un outil d'élicitation des préférences est donc nécessaire pour aider l'analyste à intégrer les préférences du DM de façon appropriée dans les modèles de décision. Nous sommes intéressés par le développement d’outils d'élicitation des préférences pour deux modèles d'agrégation basés sur des points de référence à savoir Electre Tri et une méthode de Rangement basé sur des Points de Référence multiples (RPM). Tout d'abord, nous considérons Electre Tri en utilisant la règle d’affectation optimiste. Nous proposons un outil d'élicitation des préférences, qui infère les paramètres de préférence de ce modèle à partir d’exemples d’affectation du DM, et analyse également la robustesse des affectations résultant de la nature imprécise de l'information préférentiel. En second lieu, un outil d'élicitation des préférences est développé pour le problème de sélection de portefeuille formulée comme des problèmes de tri contraint en utilisant Electre Tri. Les préférences du DM à la fois au niveau individuel et au niveau du portefeuille sont considérés pour infère le modèle Electre Tri. Le modèle élicité évalue intrinsèquement les individus et sélectionne simultanément un portefeuille satisfaisant comme un groupe. Troisièmement, nous nous intéressons à l’élicitation des préférences pour le modèle RPM, qui détermine un pré-ordre comparant des alternatives avec des points de référence. Nous proposons un outil qui infère un modèle RPM parcimonieux à partir de comparaisons par paires du DM. Enfin, trois web services implémentent des outils d'élicitation des préférences pour Electre Tri et ont été intégrées au logiciel de Decision Deck. Les outils d’élicitation des préférences proposés consistent en des algorithmes qui résolvent des programmes linéaires en nombres mixtes. Des expériences numériques approfondies ont été réalisées pour étudier la performance et le comportement des outils d'élicitation proposées. Ces expériences éclairent sur l’applicabilité pratique de ces outils. De plus, les outils ont été appliqués avec succès à trois cas. / Multiple Criteria Decision Aid (MCDA) aims at supporting decision makers (DM) facing decisions involving several conflicting objectives. DM's preferences play a key role in the decision aiding process, since the recommendations are meaningful and acceptable only if the DM's values are taken into consideration. A preference elicitation tool is therefore necessary to help the analyst to incorporate appropriately the DM's preferences in the decision models. We are interested in developing preference elicitation tools for two aggregation models based on reference points, namely Electre Tri and a new Ranking method based on Multiple reference Points (RMP). Firstly, we consider Electre Tri using the optimistic assignment rule. We propose a preference elicitation tool which elicits the preference parameters of the model from assignment examples provided by the DM, and also analyzes the robustness of the assignments related to the imprecise nature of the preference information. Secondly, a preference elicitation tool is developed for portfolio selection problems. These problems are formulated as constrained sorting problems using Electre Tri. The DM's preferences both at the individual and portfolio level are considered to elicit the Electre Tri model. The elicited model evaluates intrinsically the individuals and simultaneously selects a satisfactory portfolio as a group. Thirdly, we are interested in preference elicitation for RMP model, which determines a weak order by comparing alternatives with reference points. A preference elicitation tool is provided which infers a parsimonious RMP model from the DM's pairwise comparisons. Lastly, three web services implementing the preference elicitation tools for Electre Tri have been developed and integrated to Decision Deck software. The proposed preference elicitation tools consist of algorithms solving mixed integer programs. Extensive numerical experiments have been performed to study the performance and behavior of the proposed elicitation tools to give insights into their applicability in practice. Moreover, the tools have been successfully applied to three real-world cases.

Le parc de bâti ancien représente un potentiel d’économies d’énergie avéré. Cependant, sa diversité et certaines caractéristiques des matériaux d’enveloppe gênent la mise en place de stratégies de réhabilitation efficaces. Parmi ce patrimoine, les maisons individuelles en pierre calcaire présentent des problématiques spécifiques vis-à-vis de la réhabilitation. Le tuffeau, plus spécifiquement, est une pierre calcaire à forte porosité dont la particularité est la facilité avec laquelle il se gorge d’eau. Ses propriétés hygrothermiques sont alors impactées et le matériau se dégrade. Par ailleurs, ce bâti bénéficie de températures intérieures confortables en été et de qualités architecturales certaines. Il s’agit là de contraintes à considérer lors de la réhabilitation énergétique de ces bâtiments. Les solutions proposées doivent donc répondre à des objectifs parfois divergents. Pour le patrimoine en tuffeau, quatre critères sont apparus indispensables : les besoins de chauffage, le confort hygrothermique intérieur, le risque de dégradation du matériau et l’investissement financier. Dans ce contexte, l’objectif est de développer une démarche d’aide à la décision multicritère de stratégie de réhabilitation pérenne des bâtiments en tuffeau. Cette démarche a vocation à s’adapter à tous types de bâtiments en tuffeau et à considérer l’ensemble de ses spécificités. Un panel d’actions de réhabilitation portant sur les éléments d’enveloppe est identifié et testé sur le bâtiment considéré. La mise en place du processus a nécessité l’utilisation d’un outil de modélisation traduisant la réalité du comportement énergétique de ces bâtiments. L’outil EnergyPlus avec l’algorithme de transfert de masse et de chaleur HaMT a été mis en place et vérifié avec des mesures expérimentales. L’ensemble des résultats des stratégies de réhabilitation sont alors agrégées dans une méthode d’analyse multicritère. L'incertitude de l'évaluation des stratégies de réhabilitation est intégrée à la méthode (ELECTRE III) pour que les recommandations soient réalisées avec un degré de confiance satisfaisant. L’application de cette démarche à deux cas de bâtiments en tuffeau a mis en évidence l’adaptabilité de la démarche à des bâtiments de typologie et de complexité variables. Elle permet par ailleurs de fournir des recommandations robustes sur les travaux les plus pertinents à mener / The old buildings stock represents a true potential for energy savings. However, its diversity and some characteristics of its envelop materials interfere with the setting of effective retrofitting strategies. Among this heritage, individual limestone dwellings present specific issues concerning retrofitting. Tuffeau, particularly, is a high porosity limestone which specificity is propensity to fill up with water. Its hygrothermal properties are then affected and it quickly deteriorates.Furthermore, this kind of building offers comfortable indoor summer temperatures and undeniable architectural qualities. Those factors have to be considered during the energetic retrofitting of those dwellings. Consequently, the solutions proposed have sometimes to meet divergent goals. Concerning limestone heritage, four criteria appeared as indispensable: the heating needs, the indoor hygrothermal comfort, the material deterioration risk, and the financial investment. In thiscontext, the goal is to develop a multicriteria decision aiding method of old limestone buildings retrofitting strategies. This method has a potential to adapt to every type of limestone buildings and to consider those specificities as a whole. A panel of retrofitting actions concerning the envelop elements is identified and then tested on the concerned building. The process implementation required the use of a modeling tool to translate the reality of those buildings behaviour. The tool EnergyPlus with its mass and heat transfer algorithm HaMT was implemented and validated with experimental measures. The uncertainty of the retrofitting strategies results are thenintegrated to the method (ELECTRE III) so that the recommendation can be performed with an acceptable level of confidence.The application of this process to two cases of limestone buildings emphasized the adaptability of this method to very different buildings in term of typology and complexity. It also allows providing with robust recommendations on which retrofitting work has to be performed.

Les objectifs de développement de systèmes de culture durables imposent aux acteurs du développement rural une reconception de ces systèmes. Les méthodes de conception actuelles conduisent souvent les chercheurs à être seuls concepteurs alors que parallèlement l'appropriation des innovations dépend fortement de l'implication des autres acteurs. En réponse, des approches participatives sont de plus en plus fréquentes pour pallier à cette difficulté d'appropriation. La méthode développée dans cette thèse -nommée DISCS pour 're-Design and assessment of Innovative Sustainable Cropping Systems' - met en oeuvre un processus de reconception des systèmes de culture par une approche participative tout en développant des outils d'évaluation multicritère. La méthode DISCS s'inscrit dans la lignée de la méthodologie du prototypage mais se différencie par une démarche itérative à trois échelles d'étude (parcelle, exploitation et territoire) afin de s'assurer que les innovations répondent bien aux attentes des acteurs. A chaque étape du processus une évaluation est réalisée à l'aide d'un jeu d'indicateurs. DISCS a été testée sur le système de culture agrumicole en Guadeloupe dans un but de réduire l'utilisation des pesticides. Cinq prototypes de gestion de l'enherbement ont été conçus collectivement puis testés selon les principes d'une approche systémique. Dans cette thèse, nous présentons les premières étapes de reconception du système agrumicole guadeloupéen basée sur la méthode DISCS. Notre travail nous permet de recommander des techniques de gestion de l'enherbement en jeunes vergers d'agrumes répondant aux contraintes actuelles de développement de systèmes de culture durable. / Re-designing sustainable cropping systems has become a major challenge for agricultural researchers and farmers. In most designing methods, researchers are the main, or sometimes the only designers. However, more and more attempts for involving different kinds of stakeholders in participatory approaches have been accounted for. The new method described in this thesis (DISCS for 're-Design and assessment of Innovative Sustainable Cropping Systems') implements a participatory re-designing process. Though founded on the common structure of prototyping methods, this five-step-method differs first by implementing three progress loops, at experimental field, farm then regional scale. Besides, an ongoing progress dynamic is set between research at the experimental station and crop management in farms, in order to ensure that innovative techniques actually match the farmers' expectations. Assessment at each step is performed using a scale-specific set of indicators. The DISCS method was tested on citrus production in Guadeloupe, to develop lower-pesticide sustainable cropping systems. Five weed management prototypes were collectively designed then tested at an experimental station based on the principles of a systematic approach. In this thesis, we present the first stages of citrus cropping system redesigning based on DISCS method. Our work enables us to recommend sustainable weed management techniques for young orchards that correspond to the current constraints facing orchards in Guadeloupe

La culture de l'ananas s'est fortement développée à la Réunion et représente la première production fruitière de l'île en termes de valeur et de tonnage exporté. L'hétérogénéité des conditions climatiques de l'île ainsi que la diversité des pratiques culturales, notamment en ce qui concerne la fertilisation azotée et l'irrigation, mène à une forte variabilité des rendements, de la qualité gustative des fruits et d'utilisation des ressources naturelles du milieu. Le développement de systèmes de culture plus durables impose de repenser et d'optimiser l'assemblage des pratiques culturales, en prenant en compte les spécificités des différentes zones de production. Un modèle ad-hoc, SIMPIÑA a été développé afin de décrire la croissance et le développement de la plante et la qualité gustative des fruits (teneur en sucres et en acides) en fonction du climat et des pratiques culturales (poids de rejets plantés, densité, date d'induction florale, fertilisation et irrigation). Ce modèle présente la particularité d'intégrer des modules mécanistes (croissance de la plante, teneur en sucre des fruits, bilans hydriques et azotés) et des modules statistiques pour la prévision de l'acidité des fruits à la récolte et la partie économique. Les pratiques culturales sont prises en compte au travers de règles de décision qu'il est ainsi possible d'évaluer. Une typologie des pratiques culturales a été élaborée sur 40 exploitations de l'île, en amont, afin de réduire le champ des possibles et permettre de proposer des systèmes de culture innovants, en optimisant les performances des systèmes tout en prenant en compte les principales contraintes des exploitations. SIMPIÑA a été utilisé pour identifier des combinaisons de pratiques culturales des systèmes qu'il conviendra de tester « au champ ». Cette approche intégrative a permis des avancées significatives au niveau de la modélisation de la culture de l'ananas et de la définition de systèmes de culture innovants. / Pineapple production is increasing on Réunion Island and represents the first fruit production, in terms of value and yield exported. The heterogeneity of climatic conditions on the island and the diversity of cultural practices, particularly with regard to nitrogen fertilization and irrigation, lead to a high variability in yield, gustatory quality of fruit and use of natural resources. The development of more sustainable cropping systems requires rethinking and optimizing the combination of agricultural practices, by taking into account the specificities of the different production areas. An ad-hoc model, SIMPIÑA was developed to describe the growth and development of pineapple plant and fruit quality (sugar and acid content) depending on climate and cultural practices (sucker weight at planting, planting density, date of flowering induction, fertilization and irrigation). This model has the particularity to integrate process-based model modules (plant growth, sugar content, water and nitrogen balance) and statistical modules (for predicting the acidity of fruit at harvest and the economic part). Cultural practices are taken into account through decision rules that may thus be assessed with the model. A typology of cultural practices was carried out based on interviews of 40 farmers all over Réunion Island and led to three farm's types with specific climatic and organizational constraints. SIMPIÑA was used to explore a wide range of combination of cultural practices, taking into account the constraints of each farm-type. We identified trends of cultural practices combinations which optimize the performances of the systems and that should be tested in the field. This integrative approach has led to significant advances in modeling pineapple production and in defining innovative cropping systems.

L'augmentation de la production mondiale de glycérine, en raison de la croissance dans l'utilisation du biodiesel, et la tendance à remplacer les plastifiants dérivés de l'anhydride phtalique dans l'industrie du PVC, ont conduit à la recherche de la plastification du PVC avec des esters de glycérol. Cette étude a utilisé une méthodologie pour la conception du produit, avec une approche du troisième paradigme du génie chimique. Plusieurs esters de glycérol ont été produits avec neuf acides carboxyliques, et l'efficacité et la performance comme plastifiant du PVC ont été évaluées.L'évaluation expérimentale comprend la détermination de la capacité à former des films et six tests de performance utilisés dans l'industrie. La modélisation moléculaire utilise les interactions binaires entre une molécule de plastifiant et une molécule modèle de PVC. Avec les résultats expérimentaux de la performance des films avec le PVC, et en appliquant des méthodes d'évaluation multicritère pour la sélection d'alternatives, trois modèles ont été développés pour la sélection des plastifiants pour des applications générales et une utilisation médicale. Enfin, nous avons étudié expérimentalement la production en laboratoire de deux esters, qui ont montré une performance appropriée selon l'évaluation multicritère. Deux modèles on été construits pour simuler la production, et en utilisant une optimisation multi-objectif des modèles et un outil d'analyse multi-critères, nous avons établi les conditions dans lesquelles une étude de changement d'échelle devrait être réalisée pour une production industrielle. / Phtalates are the most important plasticizers used in the polymer industry. However, their fossil origin and results of recent test have showed a potential negative effect on human health, have encouraged polymer industry to demand free phthalate plasticizers. At the same time, biodiesel industry produces a glut of glycerol, leading the scientific community to seek new applications for this substance. A methodology for the evaluation of new free-phthalate plasticizers for PVC applied to a new type of plasticizers, esters of glycerol, is proposed. This thesis presents an overview of the performance of eight esters derived from glycerol as new plasticizers for poly(vinyl chloride) - PVC and an outline of its compatibility with the polymer based in a method to predict the plasticization effect of glycerol esters, constructed with molecular modeling.Having several alternatives of new PVC-plasticizers, three multicriteria methods were used to construct models to select the best alternatives: multiattribute utility theory - MAUT, Measuring Attractiveness by a Categorical Based Evaluation Technique - Macbeth and Rough sets. With these methods the preferences of a group of experts was modeled.In order to establish the conditions in which this new type of plasticizers must be produced at industrial scale, a model of the process is presented. A parametric identification was done. Also, a multicriteria optimization, in Pareto’s sense, was performed using an evolutionary algorithm. Besides, a decision aid tool based on two different functions to minimize costs and maximize productivity, respectively, was conducted with the technique Macbeth.

Les nouvelles technologies de l'information et de la communication constituent des outils utiles pour améliorer le système de santé. Les décisions relatives à leur mise en œuvre ainsi qu'à leur utilisation doivent être basées sur des observations solides pour évaluer les impacts sur les soins et la santé. L'utilisation difficile des méthodes d'évaluation économique est due à la multidimensionnalité de l'évaluation des implémentations de télémédecine. En effet, pour évaluer l'impact de l'introduction de la télémédecine, il est nécessaire de prendre en compte les indicateurs divers identifiées dans la littérature. En outre, ils doivent être considérés par rapport à tous les acteurs impliqués dans le processus de décision. Dans ce contexte, l'aide multicritère à la décision peut fournir des informations supplémentaires sur l'évaluation de la télémédecine. L'objectif de cette thèse est de présenter une méthodologie d'évaluation multicritère impliquant de multiples décideurs pour la mise en place d'unité de dialyse médicalisée avec télémédecine (UDMT). Pour prendre une décision, le directeur de l'hôpital souhaite prendre en compte, à côté des indicateurs mentionnés ci-dessus, les préférences des médecins et des patients. Pour expliciter ces préférences, nous suggérons de considérer que les patients et les médecins sont des décideurs qui exprime un classement des différentes modalités de soins qui sont évaluées sur plusieurs critères. Nous sommes face à une situation impliquant plusieurs juges qui recouvrent une multiplicité de points de vue. Pour résoudre ce problème, nous utilisons des techniques à la fois de la théorie du choix social et de l'aide multicritère à la décision. D'abord, nous proposons d'agréger les classements individuels des patients sur les différentes modalités de soins, ce classement est ensuite utilisé dans la phase d'élicitation des préférences des médecins. Les classements individuels de ces derniers sont ensuite agrégées dans un classement des médecins qui est ensuite combiné avec celui de patients et d'autres critères économiques pour déterminer les préférences du directeur d'hôpital sur les modalités de soins. Cette méthodologie est appliquée à la mise en œuvre d'unités de dialyse médicalisées en Bretagne, sur la base des préférences de patients, médecins et directeur de l'hôpital. Les préférences de tous les acteurs de ce processus de décision sont représentables par des modèles d'utilité additives. L'alternative préférée parmi les patients et les médecins est l'UDMT. Le critère qui a le plus d'impact sur la décision des patients (resp. Les médecins) est la distance de l'unité de dialyse (resp. La satisfaction des patients). Enfin, l'analyse montre que les critères les plus importants pour le directeur de l'hôpital sont la satisfaction des médecins et des patients. Ce travail montre qu'il est important de tenir compte de l'hétérogénéité et de la multiplicité des points de vue et des acteurs dans l'évaluation. / The new information and communication technologies represent useful tools for improving the health system. Decisions on their implementation and use must be based on solid observations to assess their impacts on care and health. The difficult use of classical economic evaluation methods is due to the multidimensionality of the assessment of telemedicine implementations. Indeed, to evaluate the impact of the introduction of telemedicine, it is necessary to take into account various indicators identified in the literature, as cost, accessibility, acceptability and quality. Furthermore, they need to be considered with respect to all the stakeholders involved in the decision process. In this context, decision support theories provide additional insight into the evaluation of telemedicine. The objective of this thesis is to present a multicriteria evaluation methodology involving multiple decision makers for the establishment of remotely monitored medical dialysis (RMMD) solutions. To reach a decision, the hospital director wishes to take into account, next to the above mentionned indicators, the preferences of the physicians and the dialysis patients. In order to explicit these preferences, we suggest to consider that the patients and the physicians are decision makers which have to express a ranking of care modalities evaluated on multiple criteria. We thus face a situation involving multiple judges which overlay a multiplicity of viewpoints. To solve this problem, we use techniques both from social choice theory and multicriteria decision analysis. First we propose to agregate the individual rankings of the patients on the potential multicriteria care modalities into a patient-wide order, which is then used in the multicriteria preference elicitation phasis of the physicians. The individual rankings of the latter ones is then aggregated into a physician-wide ranking which is then combined with the patients' one and further economical criteria to elicit the hospital director's preferences on the care modalities. This methodology is applied to the implementation of medical dialysis units in Brittany (France), on basis of the preferences of 16 patients, 8 physicians and 1 hospital director. The preferences of all the stakeholders of this decision process are representable by additive value models. The preferred alternative among the patients and the physicians is the medical dialysis unit with remote monitoring. The criterion which has the highest impact on the patients' (resp. physicians') decision is the distance to the dialysis unit (resp. the patients' satisfaction). Finally, the analysis shows that the most important criteria for the hospital director are the physicians' and the patients' satisfaction. This work shows that it is important to consider the heterogeneity and the multiplicity of viewpoints and actors in the evaluation of the implementation of RMMD solutions via multicriteria decision support techniques.

Les solutions fondées sur la nature (SFN) sont des systèmes d'ingénierie inspirés de la nature, tels que les zones humides, les cellules de biorétention, les toits verts, les sols poreux ou les jardins de pluie, qui peuvent offrir de nombreux avantages dans un environnement urbain. Elles sont de plus en plus étudiées par la communauté scientifique et considérées par les décideurs comme des actions durables permettant de relever de nombreux défis urbains liés au changement climatique et au développement socio-économique des villes. En effet, elles ont le potentiel de réduire les effets des îlots de chaleur urbains, d'améliorer l'esthétique, d'accroître la biodiversité, d'apporter une gestion de l'eau pluviale à la source, etc. Cette diversité de bénéfices rend l'utilisation de méthodes d'aide multicritère à la décision (AMCD) pertinente pour aider à la prise de décision pour la planification des NBS et ainsi maximiser les bénéfices qu'elles pourraient apporter à l'environnement urbain. Dans cette thèse, nous présentons un état des lieux de la pratique actuelle de la planification des NBS en nous intéressant de près à l'approche par scénarios et aux outils de conception et de planification pour la gestion des eaux pluviales les plus couramment utilisés. Nous présentons également un état des lieux des méthodes et outils AMCD et des processus participatifs qui permettent l'application de ces méthodes. De plus, nous effectuons une revue de littérature des outils et pratiques AMCD-SFN en examinant où ces pratiques sont appliquées, pourquoi et comment ce processus est mené, et qui y est impliqué. Les études sur la planification des SFN utilisant des méthodes AMCD impliquent rarement les parties prenantes au cours du processus et sont généralement menées sur la base d'une étude de cas unique, en utilisant des méthodes AMCD simplifiées et des outils SIG développés pour un contexte spécifique et qui ne sont pas partagés d'une façon ouverte et en ligne par leurs développeurs. Au regard de ces constats, cette thèse a développé i) une approche participative et collaborative impliquant les décideurs, les chercheurs et les parties prenantes pertinentes pour la planification des SFN en suivant la méthode AMCD MACBETH, ii) une méthode qui combine l'outil d'ingénierie de l'eau UrbanBEATS et la méthode MACBETH pour l'évaluation des alternatives d'implantation des SFN, iii) des lignes directrices pour les décideurs concernant l'utilisation des résultats, des méthodes et des outils afin de faciliter le transfert de connaissances et l'utilisation des résultats, et iv) une démonstration de la flexibilité et de l'adaptabilité de la méthode AMCD-SFN dans différents contextes géographiques, socio-politiques et urbains. Cette nouvelle méthode AMCD-SFN comporte cinq étapes : (1) identification des parties prenantes, (2) développement du modèle multicritère, (3) génération d'alternatives d'implantation des SFN, (4) évaluation des alternatives d'implantation des SFN, et (5) présentation et discussion des résultats avec les parties prenantes. Nous présentons trois études de cas avec des municipalités situées dans différents pays et continents : Trois-Rivières au Canada, Toulouse en France et Melbourne en Australie pour démontrer la pertinence et l'adaptabilité de la planification basée sur le AMCD-SFN pour soutenir le processus de prise de décision. / Nature-Based Solutions (NBS) are engineered nature-inspired systems such as wetlands, bioretention cells, green roofs, porous pavement or rain gardens that can provide many benefits in an urban environment. They are increasingly being studied by the scientific community and considered by decision-makers as sustainable actions to address many of the urban challenges associated with climate change and the socio-economic development of cities. Indeed, they have the potential to reduce urban heat island effects, improve aesthetics, increase biodiversity, manage stormwater at source, etc. This diversity of benefits makes the use of multicriteria decision analysis (MCDA) relevant to help decision making for NBS planning and then maximise the benefits they could bring to the urban environment. In this thesis, we present a state-of-the-art of the current practice of NBS planning with a close look at the scenario planning approach, and the different design and planning tools commonly used for stormwater management. We also present a state-of-the-art of the MCDA methods and tools and the participative processes that allow the application of these methods. Moreover, we carry out a critical literature review on MCDA-NBS tools and practices by looking where these practices are applied, why and how this process is conducted, and who is involved in it. We found that studies for NBS planning using MCDA rarely involve stakeholders during the process and are usually conducted on a single case study basis, using simple MCDA methods and GIS tools developed for a specific context and not shared online and open source by their developers. Therefore, this thesis developed i) a participatory and collaborative approach involving decision-makers, researchers, and relevant stakeholders for NBS planning following the MACBETH MCDA method, ii) a method that combines the UrbanBEATS water engineering tool and the MACBETH MCDA method for evaluating NBS alternatives, iii) guidelines for decision-makers in the use of results, methods, and tools to facilitate knowledge transfer and the usability of results, and iv) a demonstration of the flexibility and adaptability of the MCDA-NBS method to different geographical, socio-political, and urban contexts. This new MCDA-NBS method has five steps: (1) identifying stakeholders, (2) developing the multicriteria model, (3) generating NBS alternatives, (4) evaluating NBS alternatives, and (5) presenting and discussing results with stakeholders. We present three municipality case studies located in different countries and continents: Trois-Rivières in Canada, Toulouse in France and Melbourne in Australia, to demonstrate the relevance and adaptability of MCDA-NBS-based planning to support the decision-making process.

Objectif: De nombreux centres de santé à travers le monde utilisent des critères d'évaluation des préférences cliniques (CPAC) pour donner la priorité aux patients pour accéder aux chirurgies électives. Le processus de priorisation clinique du patient utilise à cette fin les caractéristiques du patient et se compose généralement de critères cliniques, d'expériences de patients précédemment hospitalisés et de commentaires sur les réseaux sociaux. Le but de la hiérarchisation des patients est de déterminer un ordre précis pour les patients et de déterminer combien chaque patient bénéficiera de la chirurgie. En d'autres termes, la hiérarchisation des patients est un type de problème de prise de décision qui détermine l'ordre de ceux qui ont le plus bénéficié de la chirurgie. Cette étude vise à développer une méthodologie hybride en intégrant des algorithmes d'apprentissage automatique et des techniques de prise de décision multicritères (MCDM) afin de développer un nouveau modèle de priorisation des patients. L'hypothèse principale est de valider le fait que l'intégration d'algorithmes d'apprentissage automatique et d'outils MCDM est capable de mieux prioriser les patients en chirurgie élective et pourrait conduire à une plus grande précision. Méthode: Cette étude vise à développer une méthodologie hybride en intégrant des algorithmes d'apprentissage automatique et des techniques de prise de décision multicritères (MCDM) afin de développer un modèle précis de priorisation des patients. Dans un premier temps, une revue de la littérature sera effectuée dans différentes bases de données pour identifier les méthodes récemment développées ainsi que les facteurs de risque / attributs les plus courants dans la hiérarchisation des patients. Ensuite, en utilisant différentes méthodes MCDM telles que la pondération additive simple (SAW), le processus de hiérarchie analytique (AHP) et VIKOR, l'étiquette appropriée pour chaque patient sera déterminée. Dans la troisième étape, plusieurs algorithmes d'apprentissage automatique seront appliqués pour deux raisons: d'abord la sélection des caractéristiques parmi les caractéristiques communes identifiées dans la littérature et ensuite pour prédire les classes de patients initialement déterminés. Enfin, les mesures détaillées des performances de prédiction des algorithmes pour chaque méthode seront déterminées. Résultats: Les résultats montrent que l'approche proposée a atteint une précision de priorisation assez élevée(~70 %). Cette précision a été obtenue sur la base des données de 300 patients et elle pourrait être considérablement améliorée si nous avions accès à plus de données réelles à l'avenir. À notre connaissance, cette étude présente la première et la plus importante du genre à combiner efficacement les méthodes MCDM avec des algorithmes d'apprentissage automatique dans le problème de priorisation des patients en chirurgie élective. / Objective: Many healthcare centers worldwide use Clinical Preference Assessment criteria (CPAC) to prioritize patients for accessing elective surgeries [44]. The patient's clinical prioritization process uses patient characteristics for this purpose and usually consists of clinical criteria, experiences of patients who have been previously hospitalized, and comments on social media. The sense of patient prioritization is to determine an accurate ordering for patients and how much each patient will benefit from the surgery. This research intends to build a hybrid approach for creating a new patient prioritizing model by combining machine learning algorithms with multi-criteria decision-making (MCDM) methodologies. The central hypothesis is to validate that the integration of machine learning algorithms and MCDM tools can better prioritize elective surgery patients and lead to higher accuracy. Method: As a first step, a literature review was performed in different databases to identify the recently developed methods and the most common criteria in patient prioritization. Then, using various MCDM methods, including simple additive weighting (SAW), analytical hierarchy process (AHP), and VIKOR, the appropriate label for each patient was determined. As the third step, several machine learning algorithms were applied to predict each patient's classes. Finally, we established the algorithms' precise prediction performance metrics for each approach. Results: The results show that the proposed approach has achieved relatively high prioritization accuracy (~70%). This accuracy has been obtained based on the data from 300 patients, and it could be significantly improved if we have access to more accurate data in the future. To the best of our knowledge, this research is the first of its type to demonstrate the effectiveness of combining MCDM methodologies with machine learning algorithms in patient prioritization problems in elective surgery.

Titre de l'écran-titre (visionné le 24 juillet 2023) / L'opérateur en surveillance urbaine est appelé à observer et analyser plusieurs sources vidéo en simultané afin de détecter les comportements potentiellement à risque pour la sécurité de la population. L'efficacité à détecter des incidents repose sur la capacité à comprendre les différents aspects d'une situation parfois complexe et son l'évolution afin de pouvoir projeter son état dans le temps et en déterminer le potentiel critique (Stainer et coll., 2013). L'opérateur sollicite ainsi plusieurs ressources cognitives importantes qui peuvent devenir lourdes à gérer lors d'une tâche de recherche visuelle au sein d'un environnement visuel saturé ou lors de l'évaluation du potentiel critique d'une situation (Hodgetts et coll., 2017). Paradoxalement, les environnements de surveillance traditionnels ont tendance encore aujourd'hui à présenter une grande quantité d'information à la fois, suggérant une meilleure efficacité de détection quand l'opérateur peut accéder à toutes les sources disponibles simultanément (Smallman et John, 2005). Pourtant, bien qu'intuitive, cette approche tend au contraire à générer un impact négatif sur la performance (Stainer et coll., 2021) puisque l'outil multiplex est inadapté à la réalité cognitive des utilisateurs (Stainer et coll., 2013; Tickner et Poulton, 1973) qui s'avère opérer un traitement sériel de l'information pour certains aspects clés d'une tâche de détection (Zelinsky et Loschky, 2005). Le présent projet vise par une approche de recherche holistique (Lafond et coll., 2010) et systémique (Sevaldson, 2013) et par une méthodologie à l'intersection des sciences et du design à supporter l'utilisateur dans sa tâche afin d'harmoniser l'outil de visualisation avec sa réalité cognitive lors d'une tâche de surveillance. Cette stratégie permet d'associer différents phénomènes d'un point de vue global, mais également en termes d'influence mutuelle des dimensions cognitives concomitantes afin d'assurer le confort interactionnel et cognitif de l'utilisateur. Un environnement sériel monoplex est comparé à une interface traditionnelle multiplex afin de comprendre l'effet du mode de visualisation sur la performance de surveillance. Dans son état actuel, l'interface monoplex harmonisée avec les processus sériels de l'attention ne s'avère pas améliorer la performance de détection, mais augmente cependant la conscience de la situation sans générer de coût au niveau de la charge mentale, ce qui souligne le potentiel de la sériation en recherche visuelle. L'analyse des phénomènes cognitifs semble démontrer que la sérialité seule n'est pas suffisante pour améliorer la performance, mais qu'elle gagnerait à être mise en relation avec d'autres facteurs d'influence pour avoir un impact significatif sur la performance en surveillance. Les résultats démontrent que la valeur attribuée aux incidents à détecter s'avère être le facteur prédominant de la détection selon le modèle NSEEV de l'attention (Steelman et coll., 2011), et gagnerait à être considéré dans l'intégration de la sérialité en surveillance, notamment lorsqu'on considère l'approche monoplex comme étant plus cohérente avec les tâches de nature descendantes (Treisman et Gelade, 1980) vu la plus grande facilité à s'y concentrer sur un élément spécifique à la fois (Stainer et coll., 2013). À la lumière des résultats, un concept hybride modulaire est exploré pour supporter une approche par scène ou par regroupement de proximité sémantique (Tatler, 2021) qui s'aligne davantage avec les différents types de traitement cognitif sollicités en recherche visuelle.