La RATP est l'exploitant et le gestionnaire du réseau de transport métropolitain de la ville de Paris et de sa banlieue proche. Actuellement, avec près de 10 millions de voyageurs par jour, il est l'un des réseaux les plus chargés au monde. Dans ce contexte de fortes exigences d'exploitation, les gestionnaires de la RATP doivent assurer la sécurité, la capacité de service et la pérennité d'un patrimoine d'infrastructures hétérogène et ancien. Mais les ressources disponibles sont, par nature, limitées et, dans ces circonstances, deux tâches deviennent essentielles : justifier les budgets nécessaires et optimiser les programmations de travaux de maintenance. Le système de maintenance actuel est fondé sur des inspections visuelles permettant de relever les désordres affectant l'état structurel des ouvrages. Ensuite, les gestionnaires doivent choisir et prioriser les ouvrages à entretenir en fonction de ces résultats et des différentes contraintes qui interviennent dans la gestion du patrimoine. Ce processus décisionnel est fondé sur l'expertise des gestionnaires et n'est pas formalisé. Ainsi, l'objectif de cette thèse consiste à développer un outil d'aide à la gestion patrimoniale qui réduise la variabilité intrinsèque des actions de surveillance visuelle et le manque de transparence dans les décisions. Pour fournir aux gestionnaires de la RATP un tel outil, cette recherche s'appuie sur les étapes suivantes :- La modélisation fonctionnelle des mécanismes de dégradation des ouvrages bâtie à partir des outils de la Sûreté de Fonctionnement. L'Analyse Fonctionnelle (AF), l'Analyse des Modes de Défaillance et de leurs Effets(AMDE) et des graphes causaux sont appliqués pour connaître comment les infrastructures fonctionnent, se dégradent et interagissent avec leur environnement.- La construction d'un outil d'aide à la gestion fondé sur les méthodes multicritère d'aide à la décision. Dans un premier temps, nous construisons une famille cohérente de critères qui formalise les différents aspects techniques et socioéconomiques qui interviennent dans le processus décisionnel de la RATP (méthode d'agrégation à base de règles). Ensuite, à partir des méthodes ELECTRE, nous développons un outil multicritère d'aide à la décision permettant d'optimiser la gestion du patrimoine de la RATP. Après une application sur la ligne 4 du métro de Paris, les perspectives ouvertes par un tel outil sont étudiées, dont la principale est le développement opérationnel de cet outil dans le cadre de la gestion du patrimoine d'infrastructures de la RATP / The RATP is the operator and asset manager of the public railway transport of Paris and the next suburbs. Nowadays, with more than 10 million trips per day, this transport network is one of the most crowded in the world. In this context of high service requirements, the RATP asset managers must assure the structural integrity, the quality of service and the sustainability of an aging and heterogeneous asset. However, available budgets are, by nature, limited and, in this context, two tasks become essential: to justify budget requirements and to optimize the programming of maintenance actions. The current asset strategy is based on visual inspections to detect degradation symptoms that concern the structural integrity of the structure. Depending on these results, managers must select and prioritize the maintenance actions taking into account the constraints involved in asset management. This decision-making process is based on the expert knowledge and is not formalized. In this context, the purpose of this thesis is to develop a multicritera decision support tool which reduces the inherent variability degree of visual inspections and the lack of transparency in the decision-making process. In order to provide RATP's managers a decision support tool, this research is based on the next stages :- The development of a functional model of degradation mechanisms by the application of the operational safety methods. The Functional Analyse (FA), the Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) and the casual graphs are applied to know how infrastructures function, degrade and interact with the environment.- The construction of a decision support tool based on multicriteria methods. The first stage is the construction of a lot of criteria formalizing the technical, economic and social aspects involved in the RATP's asset management (rule based assignment model). The second stage is the application of ELECTRE methods to develop a multicriteria decision support tool which optimizes the management of the RATP's asset. This tool is tested on the line 4 of the Paris metro in order to study development prospects. The main prospect is the operational development of this tool in the context of the management of the RATP's asset

Les travaux menés dans cette thèse s'inscrivent dans le cadre de la théorie de la décision algorithmique, domaine de recherche à la croisée de la théorie de la décision, de la recherche opérationnelle et de l'intelligence artificielle. Notre objectif dans cette thèse est de concevoir des algorithmes efficaces pour la résolution de problèmes de décision dans des environnements complexes (multicritère, multi-agents, incertain). Nous nous intéressons d'une part à l'élicitation des préférences fondée sur des modèles décisionnels et d'autre part à l'exploitation de ces préférences pour la recherche des solutions optimales sur des espaces définis de manière explicite ou implicite (optimisation combinatoire). Pour la résolution de problèmes combinatoires, nous proposons et étudions une nouvelle approche, consistant à combiner l'élicitation incrémentale des préférences et l'exploration implicite des solutions potentielles. L'intuition sous-jacente est d'utiliser l'exploration des solutions potentielles pour identifier des questions informatives tout en exploitant les réponses obtenues pour mieux focaliser la recherche sur les solutions préférées. Cette approche nous a conduit à proposer des procédures de décision par élicitation incrémentale pour les problèmes de recherche dans un graphe d'états multi-objectifs, les problèmes de chemins optimaux et d'arbre couvrants dans les graphes multicritères, les problèmes de sac à dos multi-agents et les problèmes de décision séquentielle dans l'incertain. Nous établissons des résultats théoriques garantissant la correction des algorithmes proposés et présentons des tests numériques montrant leur efficacité pratique. / This thesis work falls within the area of algorithmic decision theory which is at the junction of decision theory, operations research and artificial intelligence. Our aim is to produce algorithms allowing the fast resolution of decision problems in complex environments (multiple criteria, multi-agents, uncertainty). This work focuses on decision-theoretic elicitation and uses preferences to efficiently determine the best solutions among a set of alternatives explicitly or implicitly defined (combinatorial optimization). For combinatorial optimization problems, we propose and study a new approach consisting in interleaving incremental preference elicitation and preference-based search. The idea is to use the exploration to identify informative preference queries while exploiting answers to better focus the search on the preferred solutions. This approach leads us to propose incremental elicitation procedures for multi-objective state-space search problems, multicriteria shortest path problems, multicriteria minimum spanning tree problems, multi-agents knapsack problems and sequential decision problems under uncertainty. We provide theoretical guarantees on the correctness of the proposed algorithms and we present numerical tests showing their practical efficiency.

L’inférence du modèle de préférence à partir des jugements préférentiels fournis par le décideur, Élicitation des Préférences (EP), est fondamentale au sein de l’Aide Multicritère à la Décision (AMCD), car l’élaboration des recommandations à la fois plausibles, constructives et convaincantes requiert que l’analyste construise un modèle de préférence qui rende compte fidèlement du jugement du décideur. Cependant, l’EP est une mission délicate, parce qu’il s’agit d’attribuer des valeurs aux paramètres du modèle de préférence choisi. Dans ce cadre, plusieurs aspects sont étudiés. Puisque les modèles de préférence étant de plus en plus complexes, on fait alors appel à des algorithmes sophistiqués, et il faut d’autant plus tenir compte de l’aspect computationnel.Ce travail de thèse vise à concevoir des algorithmes afin d’inférer du modèle de préférence à partir des comparaisons par paire (possiblement incohérentes), et de considérer des données de (relativement) grande taille. En particulier, nous nous sommes intéressés à un modèle de rangement multicritère récemment proposé et faisant appel à un certain nombre de points de référence. Ce modèle fait référence à la méthode intitulée “Ranking with Multiple Profiles” (RMP). Plus précisément, nous considérons une version particulière, dite S-RMP. Nos contributions sont divisées en trois parties. Du point de vue théorique, nous nous adressons sur (1) l’interprètabilité des points de référence et (2) la discriminabilité du modèle S-RMP. En termes d’algorithmes, nous présentons, d’abord, (3) un nouveau programme linéaire pour inférer du modèle S-RMP en tenant compte les incohérences et (4) une version robuste améliorée; en outre, (5) une métaheuristique qui procède avec des données massives. (6) Nous menons alors les analyses numériques. (7) Le développement de deux services web est également inclus. En termes d’application, (8) nous présentons une étude de cas. / The inference of preference model from holistic statements provided by the decision maker (DM), namely, Preference Elicitation (PE), is fundamental to Multi-Criteria Decision Aid (MCDA). In order to conduct plausible, constructive and convincing recommendations, the decision analyst should always take the DM’s preference system into account. However, PE might be tricky, as it involves setting appropriately a series of parameter values of the considered model. Various aspects should be considered. Since the preference models are becoming more and more complicated, PE usually relies on sophisticated algorithms, whereas this brings additionally the computational aspect into consideration.This PhD thesis aims at developing new elicitation algorithms dealing with (possibly inconsistent) pairwise comparisons and processing with (relatively) large input datasets. In particular, a recently introduced multi-criteria ranking method making use of a certain number of reference points is considered. It is known as RMP method as abbreviated for Ranking with Multiple reference Points. More specifically, we are interested in one of its Simplified version, namely S-RMP method. Our contributions are divided into three parts. From the theoretical perspective, we are concerned about (1) the interpretation of reference points in such models and (2) the discriminability of S-RMP model. From the algorithmic perspective, we propose firstly (3) a new linear programming formulation for eliciting S-RMP models from inconsistent pairwise comparisons and also (4) an improved robust elicitation algorithm; besides, (5) a metaheuristic for learning S-RMP models from massive data. (6) Numerical analyses are then performed. (7) The development of two web services is also included. From the practical perspective, (8) we present a realistic case study.

Au Québec et ailleurs, certains projets de développement sont soumis à un processus public d’évaluation pendant lequel des citoyens présentent des arguments liés à différentes valeurs, au sens éthique de bien commun. La commission chargée d’entendre les participants produit ensuite un rapport dans lequel elle fait des recommandations au gouvernement. Comment la commission tient-elle compte des arguments des participants ? Afin de répondre à cette question, nous proposons une méthodologie nouvelle : nous procédons à l’analyse d’un corpus de textes provenant d’un cas afin d’identifier les arguments et les valeurs qui s’y trouvent ; nous utilisons un modèle argumentatif computationnel pour calculer des décisions hypothétiques que nous comparons avec celle rendue par la commission. Cela nous permet de décrire les préférences de la commission, son attitude face à l’incohérence entre les arguments des participants et aussi d’évaluer la capacité de reproduire les décisions réelles de certains modes de raisonnement argumentatif. / In Quebec and elsewhere, some projects are subject to a social evaluation procedure where citizens bring forward arguments relating to several values, in the ethical sense of a fundamental good. A commission hears them and make recommendations to the government. How does the commission take into account these arguments? To answer this question, we develop a new methodology: we analyse a corpus of texts produced during a case to extract the arguments and the values that they contain; we use a computational model of arguments to calculate hypothetical decisions that we compare with the commission’s decision. This leads us to describe the preferences of the commission over the values, to describe her attitude towards the incoherence in the participants’ arguments and to say something about the ability to reproduce human decisions of several argumentative reasoning methods.

Les ouvrages vieillissent et leur état se détériore. Compte tenu de leur importance sociale et économique, ils constituent des vecteurs de transports construits dans le but d'assurer un service alliant un haut niveau de qualité, de sécurité et de fiabilité. Des budgets d'investissement, le plus souvent déficitaires, sont octroyés pour la construction d'infrastructures et d'ouvrages de génie civil. La fermeture des ouvrages pour les activités d'entretien ou de réparation, même temporaire, et, dans le cas de leur démolition, perturbe fortement la mobilité des usagers, en particulier, le mouvement des marchandises, social humain au niveau des activités de service et récréative, entraînant des répercussions économiques à différentes échelles et secteurs. La gestion des ouvrages permet l'auscultation des détériorations, la surveillance, et l'évaluation régulière d'un parc d'infrastructure en vue d'assurer un meilleur service aux utilisateurs. Nous aborderons pour cela, le contexte du projet, les besoins de recherche et ses objectifs. Par la suite, nous nous intéresserons plus en détail à la méthodologie qui décrit le modèle de gestion qui sera développé dans ce travail de recherche pour évaluer et gérer le parc d'ouvrages et les résultats attendus du projet de recherche. Une revue de la littérature est abordée afin d'identifier et analyser les modèles de gestions existants dans ce domaine de gestion des infrastructures. Le rapport s'articule autour de trois grandes parties : (1) Évaluation de la condition d'état d'un pont (2) Variation temporelle de la condition d'état d'un pont (3) Gestion intégrée du réseau routier. Ce rapport conclut sur les apports de la recherche et ouvre la perspective de développement à venir. Ce qui contribuera à maintenir et à en rétablir de façon optimale l'état des ouvrages ainsi qu'à stimuler l'économie. / The structures grow old, and their condition deteriorates. Given their social and economic importance,they are transporting vectors built to ensure a service combining a high level of quality, safety and reliability. Investment budgets, most often in the deficit, are allocated for infrastructure and civil engineering structures construction. The closure of structures for maintenance or repair activities, even temporarily, and, in the case of their demolition, strongly disrupts the mobility of users, in particular, the movement of goods, human social at the level of service and recreational activities, entailing economic impacts at different scales and sectors. The structure management allows the monitoring of deterioration,the surveillance and the regular assessment of an infrastructure fleet in order to ensure a better service to the users. We will cover the context of the project, the research necessities and its goals. Afterwards, we will focus in more detail on the methodology that describes the management model that will be developed in this research work to evaluate and manage the structure fleet and the expected outcomes of the research project. A literature review is performed to identify and analyse existing management models in this field of infrastructure management. The report is structured around three main parts: (1) Bridge state condition assessment (2) Temporal variation of the bridge state condition (3) Integrated Road network management. This thesis concludes on the research contributions and opens the perspective of future development. This will help to maintain and optimally restore the structures state condition and stimulate the economy.

Les travaux présentés dans cette thèse portent sur la notion de performance environnementale comme cadre analytique pour l’étude des impacts des activités agricoles sur l’environnement. Après avoir mis en évidence un manque de formalisation de cette notion dans la littérature, nous la définissons comme la distance entre l’état environnemental d’un écosystème à un moment donné et un état environnemental à atteindre pour cet écosystème, dit « de haute performance environnementale ». Dans cette étude, l’état environnemental est approché par trois critères liés à la ressource « eau » : les concentrations en nitrates et en matières en suspension, et les débits.Suite à la description de l’état initial, nous proposons une méthode d’optimisation de la performance environnementale des activités agricoles basée sur un couplage entre un modèle agro-hydrologique (SWAT) et un modèle d’optimisation multicritère (Weighted Goal Programming). La démarche d’optimisation considère la réaffectation spatialisée de systèmes de culture sur l’espace considéré comme facteur d’amélioration, les différents critères de l’optimisation étant examinés simultanément.La méthode est implémentée sur le bassin versant de la Boulouze (coteaux de Gascogne). Les résultats montrent une amélioration de la performance environnementale du système étudié. L’analyse de la nouvelle occupation des sols souligne qu’au-delà des évolutions quantitatives des surfaces allouées aux systèmes de culture, la spatialisation des changements d’un système vers un autre influe également sur la performance environnementale à l’échelle du bassin versant. Enfin, nous interrogeons l’applicabilité de cette méthode et mettons en évidence l’intérêt qu’elle présente comme outil à la fois de modélisation de scénarios et de communication. / We introduce in this thesis the notion of environmental performance as an analytical framework aimed at studying the impacts of agricultural activities on the environment. We outline first a need to formalize this notion and then define it as the distance between the “environmental” state of a system at a specific time and a state of “high environmental performance” to achieve. Focus is on water management at the watershed level with three criteria: nitrogen, sediments (water quality) and water flows (water quantity).Our aim is to optimize the environmental performance of agricultural activities at the watershed scale. First the initial status of the watershed is described, then a method is proposed. This method is based on a coupling between an agro-hydrological model, the Soil and Water Assessment Tool (SWAT), and the Weighted Goal Programming optimization method. Our purpose is the reallocation of farming systems within the watershed when considering the optimization criteria simultaneously.We implement this method on the Boulouze watershed (coteaux de Gascogne, in the southwestern part of France). Results outline an improvement of the environmental performance. The analysis of the new land-use plan emphasizes the fact that the changes of farming systems are not only due to evolutions of the surfaces where they are implemented, but that the environmental performance at watershed scale is also affected by their location.Finally we explore the applicability of the method used highlighting its attributes as a relevant tool for modeling scenarios and for communicating.

Sous nos latitudes, l’usage des bâtiments existants et les consommations énergétiques associées (chauffage, climatisation, ventilation, eau chaude sanitaire, éclairage et autres usages) sont responsables d’impacts considérables sur l’Environnement. De plus, le renouvellement du parc existant étant inférieur à 1% par an, dans la plupart des pays développés, la réhabilitation des bâtiments constitue un levier majeur de réduction des consommations d’énergie et des émissions de gaz à effet de serre. Cependant, l’identification de stratégies optimales de réhabilitation énergétique, incluant la planification des actions dans le temps, demeure une problématique complexe pour les acteurs de la Construction. Ces travaux de thèse visent à produire des connaissances afin de contribuer à l’aide à la décision pour l’identification de programmes efficaces de réhabilitation énergétique, à partir de méthodes d’optimisation multicritères. Les solutions (programmes séquentiels de réhabilitation énergétique) sont optimisées en termes de composition et de phasage. La composition est définie par la combinaison de mesures de réhabilitation mise en oeuvre. Celles-ci concernent l’enveloppe des bâtiments (isolation thermique, remplacement des fenêtres, surfaces de fenêtres) et le remplacement des équipements de chauffage, ventilation et production d’ECS. Pour chacune des mesures, plusieurs alternatives sont envisagées. Le phasage correspond à la permutation de ces mesures, définissant la séquence de mise en oeuvre. Les solutions sont évaluées sur une base multicritère et sur le cycle de vie. Les fonctions objectifs ciblent les impacts environnementaux de l’ACV (Analyse de Cycle de Vie), des indicateurs économiques, le bien-être des occupants par le confort thermique adaptatif en été. Des modèles d’ACV et d’analyse du coût du cycle de vie, utilisant la simulation thermique dynamique pour le calcul des besoins de chauffage et des températures intérieures, ont été développés pour l’évaluation des performances des solutions. Etant donnée la nature mathématique du problème (multicritère, combinatoire, à variables discrètes et à fonctions objectifs implicites non-linéaires), deux méthodes d’optimisation multicritères sont étudiées : les algorithmes génétiques (NSGA II) et la programmation dynamique. Dans l’approche génétique, la modélisation des solutions, sous la forme d’un couple de chromosomes, permet d’identifier des programmes séquentiels efficaces de réhabilitation énergétique et d’analyser les surfaces de compromis, en termes de définition et performances des solutions, de compromis entre les critères de décision. A partir de la représentation du problème par un graphe séquentiel, la programmation dynamique permet alors de comparer les solutions approchées issues de l’algorithme génétique, ou d’approches court-termistes, au front de Pareto exact. L’optimisation exacte a également été exploitée pour analyser la sensibilité des solutions à différents paramètres de modélisation dont le comportement des occupants, l’évolution des prix de l’énergie, la durée de vie des composants de réhabilitation. Les contraintes budgétaires s’appliquant au projet de réhabilitation ont été ensuite intégrées dans un algorithme génétique multicritère sous contraintes, adapté à l’étude des stratégies de réhabilitation sous la contrainte d’un plan de financement. Enfin, l’approche génétique a été étendue depuis l’échelle du bâtiment à celle du par cet l’optimisation exacte a été utilisée pour caractériser les typologies de bâtiment en réhabilitation. L’intérêt des différentes méthodes est illustré sur une étude de cas (…) / Under our latitudes, existing buildings energy consumptions, related to heating, cooling, ventilation, domestic hot water (DHW), lighting and other uses, are responsible for significant environmental burdens. Moreover, existing buildings annual replacement rate being lower than 1%, in most developed countries, existing stock retrofit represents a major lever to reach commitments on climate change and non-renewable energy consumption mitigation. However, the identification of optimal sustainable retrofit programs, including actions planning over a time period, is still a difficult task for professionals.This thesis aims at producing knowledge in order to contribute to decision support for efficient energy retrofit programs identification, through the application of different multi-criteria optimization techniques. The solutions (sequential building energy retrofit programs) are optimized both on their content and planning. The content refers to the combination of retrofit measures considered. These address holistically building envelopes (thermal insulation, windows replacement, window to wall ratios), and the replacement of equipment for ventilation, heating and DHW production. For each of these measures, various options are considered. The planning corresponds to the permutation of these measures, defining a time sequence for implementation. The solutions are evaluated on a multi-criteria and life cycle basis. The objective functions considered target environmental impacts evaluated using LCA (Life Cycle Assessment), some financial indicators and occupants' well-being through thermal comfort in summer. Life cycle assessment and life cycle cost models, using building dynamic thermal simulation for heating load and thermal comfort evaluation, are implemented to assess solutions performances.Considering the problem mathematical nature (multi-criteria, combinatorial, discrete variables, implicit non-linear objective functions), two suitable multi-criteria optimization techniques have been studied: multi-criteria genetic algorithm (NSGA-II) and dynamic programming. In the genetic approach, the modelling of each solution by a pair of chromosomes allowed to identify efficient sequential energy retrofit programs and analyse Pareto compromise surfaces, in terms of solutions features, performances and relationships in between criteria. Then, the representation of the problem on a sequential graph enabled us to apply dynamic programming, to compare both the genetic approximate solutions, and the results of some short- term approaches to the exact Pareto frontier. The search for exact solutions also been exploited to perform sensitivity analysis on different modelling parameters such as heating temperature setting, energy prices evolution or materials lifespan. Real life budget constraints have been incorporated to build a constrained multi-criteria genetic optimisation method, suitable to study retrofit strategies under financing plans. At the end, the genetic approach has been extended from building scale to stock scale and exact optimization has been used to characterize building types in terms of energy retrofit.The benefits of these methods have been illustrated on case studies. Knowledge has been produced in terms of multi criteria optimization methodology, applied to sequential energy retrofit, and understanding of building stocks evolution. These developments contribute to decision aiding; providing decision makers with efficient energy retrofit strategies and a description of the comprise surface, at the building or building stock scale, on a multi- criteria basis, over life cycle

La prise en compte accrue de l’environnement et des nuisances dues à l’usage massif de l’automobile influence les politiques de mobilité des agglomérations françaises. De plus en plus, celles-ci se dotent d’un réseau de transport en commun en site propre ; l’idée est de rendre les transports collectifs plus attractifs pour les usagers et donc plus compétitifs par rapport à la voiture particulière. Pour toutes ces villes se pose alors la question de l’insertion de ces lignes de transport en commun à deux échelles spatiales : au niveau de la ville avec la détermination du tracé de la ligne de transport et au niveau de la voirie avec la position du site propre au sein de l’espace public et la répartition des autres usagers au sein de cet espace. Les projets de transport suscitent de l’intérêt de la part de la population locale et nombreux sont les acteurs qui souhaitent y participer. La multiplicité des acteurs concernés par le projet, et surtout la différence de points de vue qu’ils défendent, peuvent alors engendrer des blocages dans le déroulement du projet, allant parfois jusqu’à sa suspension. L’objectif de notre recherche est d’élaborer un processus permettant de déterminer d'une part le tracé de la ligne de transport et d'autre part l’implantation de la plateforme de transport et la répartition des usagers au sein de l’espace public. Ce processus doit prendre en compte les aspects liés au transport, ceux liés à l’urbanisme de l’agglomération ainsi que les points de vue des différents acteurs. La méthodologie alors développée repose sur l’utilisation de la méthode d’aide multicritère à la décision ELECTRE III comme support de la concertation. À partir de l’analyse historique des projets de transport qui se sont déroulés en France, les critères permettant de choisir l’implantation du tracé de la ligne et la répartition des différents usagers de l’espace public ont été déterminés. Dès lors, l’utilisation d’ELECTRE III constitue un support de débats avec les différents acteurs pour mettre en exergue les éléments du projet sur lesquels les points de vue divergent. Pour animer ces débats, un nouvel acteur, le facilitateur, est introduit au sein des projets de transport. À partir des recommandations issues de la phase de concertation, les élus, véritables décideurs du projet, peuvent prendre les mesures qui s’imposent, notamment en termes de communication, afin que le projet subisse le moins de retard possible et aboutisse à une variante acceptée par le plus grand nombre d’acteurs / Taking into account the environmental aspects and the nuisances due to the massive use of private cars use has an influence on the French agglomerations mobility policies. More and more, these agglomerations develop their own public transport network; the idea is to make public transport more attractive for the users than today and therefore more competitive than private cars. For all cities, the question of the public transport lines implementation is posed at two levels: that of the city to determinate the public transport layout and that of the street in order to choose the position of the transport platform and the distribution of users in the public space. Public transport projects arouse the interest from the local population, and a lot of stakeholders are thus encouraged to participate in them. The multiplicity of stakeholders concerned by the project, and especially the different points of view they defend, can also block the project progress, even leading to its end. Our research is aimed to develop a process to determine, on the one hand, the public transport line layout and on the other, the platform implementation and the public space users distribution. This process has to take into account the aspects linked to transport, those connected to the agglomeration urban design and the different stakeholders’ points of view. The methodology we have created is based on the use of ELECTRE III, a multicriteria decision aiding tool, as a support for "concertation"¹. From the historical analysis of the French public transport projects, the criteria used to choose the line layout and the public space users distribution have been determined. Then, the use of ELECTRE III is a support for the debates with the various stakeholders, to highlight the parts of the projects that are problematic because the different viewpoints are divergent. To conduct the debates, a new actor, the facilitator, is introduced in the transport project. From the recommendations stemmed from the concertation stage, the elected representatives, the real project decision makers, can take the necessary steps, notably in terms of communication, so that the project suffers from as fewer delays as possible and attains the acceptance of most stakeholders ¹ The French word “concertation” does not have any real equivalent in English. It designates a participative decision-making process in which the various stakeholders are able to express their point of view and have it taken into account in the decision-making process

Cette étude concerne l’optimisation multiobjectif de réseaux d’eau industriels via des techniques de programmation mathématique. Dans ce travail, un large éventail de cas est traité afin de proposer des solutions aux problèmes de réseaux les plus variés. Ainsi, les réseaux d’eau monopolluants sont abordés grâce à une programmation mathématique linéaire (MILP). Cette méthode est ensuite utilisée dans le cadre d’une prise en compte simultanée des réseaux d’eau et de chaleur. Lorsque le réseau fait intervenir plusieurs polluants, le problème doit être programmé de façon non linéaire (MINLP). L’optimisation multicritère de chaque réseau est basée sur la stratégie epsilon-contrainte développée à partir d’une méthode lexicographique. L’optimisation multiobjectif suivie d’une réflexion d’aide à la décision a permis d’améliorer les résultats antérieurs proposés dans la littérature de 2 à 10% en termes de consommation de coût et de 7 à 15% en ce qui concerne la dépense énergétique. Cette méthodologie est étendue à l’optimisation de parcs éco-industriels et permet ainsi d’opter pour une solution écologique et économique parmi un ensemble de configurations proposées. / This study presents a multiobjective optimization of industrial water networks through mathematical programming procedures. A large range of various examples are processed to propose several feasible solutions. An industrial network is composed of fixed numbers of process units and regenerations and contaminants. These units are characterized by a priori defined values: maximal inlet and outlet contaminant concentrations. The aim is both to determine which water flows circulate between units and to allocate them while several objectives are optimized. Fresh water flow-rate (F1), regenerated water flow-rate (F2),interconnexions number (F3), energy consumption (F4) and the number of heat exchangers (F5) are all minimized. This multiobjective optimization is based upon the epsilon-constraint strategy, which is developed from a lexicographic method that leads to Pareto fronts. Monocontaminant networks are addressed with a mixed linear mathematical programming (Mixed Integer Linear Programming, MILP) model, using an original formulation based on partial water flow-rates. The obtained results we obtained are in good agreement with the literature data and lead to the validation of the method. The set of potential network solutions is provided in the form of a Pareto front. An innovative strategy based on the GEC (global equivalent cost) leads to the choice of one network among these solutions and turns out to be more efficient for choosing a good network according to a practical point of view. If the industrial network deals with several contaminants, the formulation changes from MILP into MINLP (Mixed Integer Non Linear Programming). Thanks to the same strategy used for the monocontaminant problem, the networks obtained are topologically simpler than literature data and have the advantage of not involving very low flow-rates. A MILP model is performed in order to optimize heat and water networks. Among several examples, a real case of a paper mill plant is studied. This work leads to a significant improvement of previous solutions between 2 to 10% and 7 to 15% for cost and energy consumptions respectively. The methodology is then extended to the optimization of eco-industrial parks. Several configurations are studied regarding the place of regeneration units in the symbiosis. The best network is obtained when the regeneration is owned by each industry of the park and allows again of about 13% for each company. Finally, when heat is combined to water in the network of the ecopark, a gain of 11% is obtained compared to the case where the companies are considered individually.

Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à l'analyse des données de simulation issues du modèle agro-hydrologique TNT. Les objectifs consistaient à élaborer des méthodes d'analyse des résultats de simulation qui replacent l'utilisateur au coeur du processus décisionnel, et qui permettent d'analyser et d'interpréter de gros volumes de données de manière efficace. La démarche développée consiste à utiliser des méthodes d'analyse multidimensionnelle interactive. Tout d'abord, nous avons proposé une méthode d'archivage des résultats de simulation dans une base de données décisionnelle (i.e. entrepôt de données), adaptée au caractère spatio-temporel des données de simulation produites. Ensuite, nous avons suggéré d'analyser ces données de simulations avec des méthodes d'analyse en ligne (OLAP) afin de fournir aux acteurs des informations stratégiques pour améliorer le processus d'aide à la prise de décision. Enfin, nous avons proposé deux méthodes d'extraction de skyline dans le contexte des entrepôts de données afin de permettre aux acteurs de formuler de nouvelles questions en combinant des critères environnementaux contradictoires, et de trouver les solutions compromis associées à leurs attentes, puis d'exploiter les préférences des acteurs pour détecter et faire ressortir les données susceptibles de les intéresser. La première méthode EC2Sky, permet un calcul incrémental et efficace des skyline en présence de préférences utilisateurs dynamiques, et ce malgré de gros volumes de données. La deuxième méthode HSky, étend la recherche des points skyline aux dimensions hiérarchiques. Elle permet aux utilisateurs de naviguer le long des axes des dimensions hiérarchiques (i.e. spécialisation / généralisation) tout en assurant un calcul en ligne des points skyline correspondants. Ces contributions ont été motivées et expérimentées par l'application de gestion des pratiques agricoles pour l'amélioration de la qualité des eaux des bassins versants agricoles, et nous avons proposé un couplage entre le modèle d'entrepôt de données agro-hydrologiques construit et les méthodes d'extraction de skyline proposées. / This thesis concerns the analysis of simulation data generated by the agrohydrological model TNT. Our objective is to develop analytical methods for massive simulation results. We want to place the user at the heart of the decision-making process, while letting him handle and analyze large amounts of data in a very efficient way. Our first contribution is an original approach N-Catch, relying on interactive multidimensional analysis methods for archiving simulation results in a decisional database (i.e. data warehouse) adapted to the spatio-temporal nature of the simulation data. In addition, we suggest to analyze the simulation data with online analytical methods (OLAP) to provide strategic information for stakeholders to improve the decision making process. Our second contribution concern two methods for computing skyline queries in the context of data warehouses. These methods enable stakeholders to formulate new questions by combining conflicting environmental criteria, to find compromise solutions associated with their expectations, and to exploit the stakeholder preferences to identify and highlight the data of potential interest. The first method EC2Sky, focuses on how to answer efficiently and progressively skyline queries in the presence of several dynamic user preferences despite of large volume of data. The second method HSky, extends the skyline computation to hierarchical dimensions. It allows the user to navigate along the dimensions hierarchies (i.e. specialize / generalize) while ensuring the online computation of associated skylines. Finally, we present the application of our proposals for managing agricultural practices to improve water quality in agricultural watersheds. We propose a coupling between the agro-hydrological data warehouse model N-Catch and the proposed skyline computation methods.