Théories du choix rationnel : perspectives et implications en design institutionnel

En raison de sa force explicative et opérationnelle, la théorie du choix rationnel est utilisée au sein de plusieurs disciplines des sciences sociales. Alors que la majorité des économistes conçoivent la théorie du choix rationnel comme un processus de maximisation de l’utilité, la portée de ce modèle est le sujet de nombreuses critiques. Pour plusieurs, certaines préférences ne peuvent être modulées à l’intérieur de ce cadre. Dans ce mémoire, trois conceptions alternatives de la théorie du choix rationnel sont présentées : la rationalité comme présence virtuelle, la rationalité comme mécanisme intentionnel et la rationalité en tant que science du choix. Une analyse critique de celles-ci est effectuée. En design institutionnel, ces trois conceptions de la rationalité offrent des perspectives distinctes. La première met l’emphase sur les motivations non-égocentriques. La seconde mise sur l’aspect adaptatif du processus. La rationalité jouant un rôle privilégié, mais non exclusif, les mécanismes causaux doivent également être considérés. La troisième implique de formuler des règles institutionnels différentes dépendamment du modèle de l’agent rationnel qui est mis de l’avant. L’établissement de règles institutionnelles varie en fonction de la conception adoptée parmi ces théories du choix rationnel.

Design thinking and the precautionary principle : development of a theoretical model complementing preventive judgment for design for sustainability enriched through a study of architectural competitions adopting LEED

Cette thèse contribue à une théorie générale de la conception du projet. S’inscrivant dans une demande marquée par les enjeux du développement durable, l’objectif principal de cette recherche est la contribution d’un modèle théorique de la conception permettant de mieux situer l’utilisation des outils et des normes d’évaluation de la durabilité d’un projet. Les principes fondamentaux de ces instruments normatifs sont analysés selon quatre dimensions : ontologique, méthodologique, épistémologique et téléologique. Les indicateurs de certains effets contre-productifs reliés, en particulier, à la mise en compte de ces normes confirment la nécessité d’une théorie du jugement qualitatif. Notre hypothèse principale prend appui sur le cadre conceptuel offert par la notion de « principe de précaution » dont les premières formulations remontent du début des années 1970, et qui avaient précisément pour objectif de remédier aux défaillances des outils et méthodes d’évaluation scientifique traditionnelles. La thèse est divisée en cinq parties. Commençant par une revue historique des modèles classiques des théories de la conception (design thinking) elle se concentre sur l’évolution des modalités de prise en compte de la durabilité. Dans cette perspective, on constate que les théories de la « conception verte » (green design) datant du début des années 1960 ou encore, les théories de la « conception écologique » (ecological design) datant des années 1970 et 1980, ont finalement convergé avec les récentes théories de la «conception durable» (sustainable design) à partir du début des années 1990. Les différentes approches du « principe de précaution » sont ensuite examinées sous l’angle de la question de la durabilité du projet. Les standards d’évaluation des risques sont comparés aux approches utilisant le principe de précaution, révélant certaines limites lors de la conception d’un projet. Un premier modèle théorique de la conception intégrant les principales dimensions du principe de précaution est ainsi esquissé. Ce modèle propose une vision globale permettant de juger un projet intégrant des principes de développement durable et se présente comme une alternative aux approches traditionnelles d’évaluation des risques, à la fois déterministes et instrumentales. L’hypothèse du principe de précaution est dès lors proposée et examinée dans le contexte spécifique du projet architectural. Cette exploration débute par une présentation de la notion classique de «prudence» telle qu’elle fut historiquement utilisée pour guider le jugement architectural. Qu’en est-il par conséquent des défis présentés par le jugement des projets d’architecture dans la montée en puissance des méthodes d’évaluation standardisées (ex. Leadership Energy and Environmental Design; LEED) ? La thèse propose une réinterprétation de la théorie de la conception telle que proposée par Donald A. Schön comme une façon de prendre en compte les outils d’évaluation tels que LEED. Cet exercice révèle cependant un obstacle épistémologique qui devra être pris en compte dans une reformulation du modèle. En accord avec l’épistémologie constructiviste, un nouveau modèle théorique est alors confronté à l’étude et l’illustration de trois concours d'architecture canadienne contemporains ayant adopté la méthode d'évaluation de la durabilité normalisée par LEED. Une série préliminaire de «tensions» est identifiée dans le processus de la conception et du jugement des projets. Ces tensions sont ensuite catégorisées dans leurs homologues conceptuels, construits à l’intersection du principe de précaution et des théories de la conception. Ces tensions se divisent en quatre catégories : (1) conceptualisation - analogique/logique; (2) incertitude - épistémologique/méthodologique; (3) comparabilité - interprétation/analytique, et (4) proposition - universalité/ pertinence contextuelle. Ces tensions conceptuelles sont considérées comme autant de vecteurs entrant en corrélation avec le modèle théorique qu’elles contribuent à enrichir sans pour autant constituer des validations au sens positiviste du terme. Ces confrontations au réel permettent de mieux définir l’obstacle épistémologique identifié précédemment. Cette thèse met donc en évidence les impacts généralement sous-estimés, des normalisations environnementales sur le processus de conception et de jugement des projets. Elle prend pour exemple, de façon non restrictive, l’examen de concours d'architecture canadiens pour bâtiments publics. La conclusion souligne la nécessité d'une nouvelle forme de « prudence réflexive » ainsi qu’une utilisation plus critique des outils actuels d’évaluation de la durabilité. Elle appelle une instrumentalisation fondée sur l'intégration globale, plutôt que sur l'opposition des approches environnementales.

Dessine-moi une maison : psychanalyse d’un processus de design

Cette recherche s’inscrit dans la continuité de celles entreprises en vue d’éclaircir la question du processus de design, et plus spécialement le design architectural de la maison. Elle cherche aussi à développer la réflexivité du designer sur les actes qu’il pose en lui offrant un point de vue depuis l’angle de la psychanalyse. Elle vient rallonger les initiatives amenées par la troisième génération des recherches sur les méthodologies du design en s’intéressant à un volet, jusque-là, peu exploré : le processus inconscient du design architectural. Elle pose comme problématique la question des origines inconscientes du travail créatif chez le concepteur en architecture. La création étant un des sujets importants de la psychanalyse, plusieurs concepts psychanalytiques, comme la sublimation freudienne, l’abordent et tentent de l’expliquer. Le design étant une discipline de création, la psychanalyse peut nous renseigner sur le processus du design, et nous offrir la possibilité de l’observer et de l’approcher. La métaphore architecturale, utilisée pour rendre la théorie freudienne, est aussi le champ d’application de plusieurs théories et concepts psychanalytiques. L’architecture en général, et celle de la maison en particulier, en ce que cette dernière comporte comme investissement émotionnel personnel de la part de son concepteur, constructeur ou utilisateur, offrent un terrain où plusieurs des concepts psychanalytiques peuvent être observés et appliqués. Cette recherche va approcher l’exemple architectural selon les concepts développés par les trois théories psychanalytiques les plus importantes : freudienne, lacanienne et jungienne. L’application de ces concepts se fait par une "autoanalyse" qui met le designer en double posture : celle du sujet de la recherche et celle du chercheur, ce qui favorise hautement la réflexivité voulue. La libre association, une des méthodes de la psychanalyse, sera la première étape qui enclenchera le processus d’autoanalyse et l’accompagnera dans son développement. S’appliquant sur le discours et la forme de la maison, la libre association va chercher à distinguer plusieurs mécanismes psychiques susceptibles d’éclairer notre investigation. Les résultats de l’application des concepts freudiens viendront servir de base pour l’application, par la suite, des concepts de la théorie lacanienne et jungienne. Au terme de cette analyse, nous serions en mesure de présenter une modélisation du processus inconscient du design qui aurait conduit à la création de la maison prise en exemple. Nous découvrirons par cela la nature du processus inconscient qui précède et accompagne le travail créatif du designer. Nous verrons aussi comment ce processus se nourrit des expériences du designer qui remontent jusqu’aux premières années de son enfance. Ceci permettrait de rendre compte de la possibilité d’appliquer les concepts psychanalytiques sur le design architectural et, par ce fait, permettre de déterminer les éventuels façons de concevoir l’apport de la psychanalyse à la pratique de cette discipline qu’est le design ainsi que son enseignement.

Calculs ab initio de structures électroniques pour un meilleur design de polymères photovoltaïques

La présente thèse porte sur l'utilité de la théorie de la fonctionnelle de la densité dans le design de polymères pour applications photovoltaïques. L'étude porte d'abord sur le rôle des calculs théoriques pour la caractérisation des polymères dans le cadre de collaborations entre la théorie et l'expérience. La stabilité et les niveaux énergétiques de certaines molécules organiques sont étudiés avant et après la sulfuration de leurs groupements carbonyles, un procédé destiné à diminuer le band gap. Les propriétés de dynamique électronique, de séparation des porteurs de charges et de spectres de vibrations Raman sont également explorées dans un polymère à base de polycarbazole. Par la suite, l'utilité des calculs théoriques dans le design de polymères avant leurs synthèses est considérée. La théorie de la fonctionnelle de la densité est étudiée dans le cadre du modèle de Scharber afin de prédire l'efficacité des cellules solaires organiques. Une nouvelle méthode de design de polymères à faible band gaps, basée sur la forme structurale aromatique ou quinoide est également présentée, dont l'efficacité surpasse l'approche actuelle de donneur-accepteur. Ces études sont mises à profit dans l'exploration de l'espace moléculaire et plusieurs candidats de polymères aux propriétés électroniques intéressantes sont présentés.

Design de nouvelles fonctionnelles en théorie de la fonctionnelle de la densité et conception de polymères pour application à la photovoltaïque organique

La présente thèse porte sur les calculs utilisant la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) pour simuler des systèmes dans lesquels les effets à longue portée sont importants. Une emphase particulière est mise sur les calculs des énergies d’excitations, tout particulièrement dans le cadre des applications photovoltaïques. Cette thèse aborde ces calculs sous deux angles. Tout d’abord, des outils DFT déjà bien établis seront utilisés pour simuler des systèmes d’intérêt expérimental. Par la suite, la théorie sous-jacente à la DFT sera explorée, ses limites seront identifiées et de nouveaux développements théoriques remédiant à ceux-ci seront proposés. Ainsi, dans la première partie de cette thèse, des calculs numériques utilisant la DFT et la théorie de la fonctionnelle de la densité dépendante du temps (TDDFT) telles qu’implémentées dans le logiciel Gaussian [1] sont faits avec des fonctionnelles courantes sur des molécules et des polymères d’intérêt expérimental. En particulier, le projet présenté dans le chapitre 2 explore l’utilisation de chaînes latérales pour optimiser les propriétés électroniques de polymères déjà couramment utilisés en photovoltaïque organique. Les résultats obtenus montrent qu’un choix judicieux de chaînes latérales permet de contrôler les propriétés électroniques de ces polymères et d’augmenter l’efficacité des cellules photovoltaïques les utilisant. Par la suite, le projet présenté dans le chapitre 3 utilise la TDDFT pour explorer les propriétés optiques de deux polymères, le poly-3-hexyl-thiophène (P3HT) et le poly-3-hexyl- sélénophène (P3HS), ainsi que leur mélange, dans le but d’appuyer les observations expérimentales indiquant la formation d’exciplexe dans ces derniers. Les calculs numériques effectués dans la première partie de cette thèse permettent de tirer plusieurs conclusions intéressantes, mais mettent également en évidence certaines limites de la DFT et de la TDDFT pour le traitement des états excités, dues au traitement approximatif de l’interaction coulombienne à longue portée. Ainsi, la deuxième partie de cette thèse revient aux fondements théoriques de la DFT. Plus précisément, dans le chapitre 4, une série de fonctionnelles modélisant plus précisément l’interaction coulombienne à longue portée grâce à une approche non-locale est élaborée. Ces fonctionnelles sont basées sur la WDA (weighted density approximation), qui est modifiée afin d’imposer plusieurs conditions exactes qui devraient être satisfaites par le trou d’échange. Ces fonctionnelles sont ensuite implémentées dans le logiciel Gaussian [1] et leurs performances sont évaluées grâce à des tests effectués sur une série de molécules et d’atomes. Les résultats obtenus indiquent que plusieurs de ces fonctionnelles donnent de meilleurs résultats que la WDA. De plus, ils permettrent de discuter de l’importance relative de satisfaire chacune des conditions exactes.

Design and Analysis of Microstrip Lines with EBG-Backed Ground Planes of Different Geometrical Shapes

Propagation of electromagnetic waves through a microstrip line with 2D electromagnetic baud gap (EBG) structures of different geometrical shapes in the ground plane is investigated in this paper. Using transmission-line theory, the design equations for EBG structures are calculated. The measured, numerical. and simulated results are in gone) agreement

Design and Development of Compact Coplanar Waveguide Fed Antennas for Wireless Applications

The need of miniaturization in the present day communication industry is challenging. In the present scenario, printed antenna technology is highly suitable for wireless communication due to its low profile and other desirable radiation characteristics. Small monopole type antennas are overruled by compact small antennas for present day mobile communication applications. Coplanar waveguides (CPW) are printed on one side of a dielectric substrate. CPW have attracted the attention of antenna designers due to their excellent properties like ease of integration with ‘MMIC’, low cost, wide bandwidth, flexibility towards multiband operation, low radiation leakage and less dispersion. The requirement of omnidirectional coverage, light weight and low cost made these CPW fed antennas a good candidate for wireless applications. The main focus of the thesis is the study of coplanar waveguide transmission line. Rigorous investigations were performed on both the ground plane and signal strip of a coplanar waveguide transmission line to create effective radiation characteristics. Good amount of works have been done to transform CPW line to antenna suitable for mobile phone applications

Design, Development and Realization of Quadratic Volterra Filters for Selected Applications

The basic concepts of digital signal processing are taught to the students in engineering and science. The focus of the course is on linear, time invariant systems. The question as to what happens when the system is governed by a quadratic or cubic equation remains unanswered in the vast majority of literature on signal processing. Light has been shed on this problem when John V Mathews and Giovanni L Sicuranza published the book Polynomial Signal Processing. This book opened up an unseen vista of polynomial systems for signal and image processing. The book presented the theory and implementations of both adaptive and non-adaptive FIR and IIR quadratic systems which offer improved performance than conventional linear systems. The theory of quadratic systems presents a pristine and virgin area of research that offers computationally intensive work. Once the area of research is selected, the next issue is the choice of the software tool to carry out the work. Conventional languages like C and C++ are easily eliminated as they are not interpreted and lack good quality plotting libraries. MATLAB is proved to be very slow and so do SCILAB and Octave. The search for a language for scientific computing that was as fast as C, but with a good quality plotting library, ended up in Python, a distant relative of LISP. It proved to be ideal for scientific computing. An account of the use of Python, its scientific computing package scipy and the plotting library pylab is given in the appendix Initially, work is focused on designing predictors that exploit the polynomial nonlinearities inherent in speech generation mechanisms. Soon, the work got diverted into medical image processing which offered more potential to exploit by the use of quadratic methods. The major focus in this area is on quadratic edge detection methods for retinal images and fingerprints as well as de-noising raw MRI signals

Acquiring expert knowledge for the design of conceptual information systems

Conceptual Information Systems unfold the conceptual structure of data stored in relational databases. In the design phase of the system, conceptual hierarchies have to be created which describe different aspects of the data. In this paper, we describe two principal ways of designing such conceptual hierarchies, data driven design and theory driven design and discuss advantages and drawbacks. The central part of the paper shows how Attribute Exploration, a knowledge acquisition tool developped by B. Ganter can be applied for narrowing the gap between both approaches.

Electrical Design: A Problem for Artificial Intelligence Research

This report outlines the problem of intelligent failure recovery in a problem-solver for electrical design. We want our problem solver to learn as much as it can from its mistakes. Thus we cast the engineering design process on terms of Problem Solving by Debugging Almost-Right Plans, a paradigm for automatic problem solving based on the belief that creation and removal of "bugs" is an unavoidable part of the process of solving a complex problem. The process of localization and removal of bugs called for by the PSBDARP theory requires an approach to engineering analysis in which every result has a justification which describes the exact set of assumptions it depends upon. We have developed a program based on Analysis by Propagation of Constraints which can explain the basis of its deductions. In addition to being useful to a PSBDARP designer, these justifications are used in Dependency-Directed Backtracking to limit the combinatorial search in the analysis routines. Although the research we will describe is explicitly about electrical circuits, we believe that similar principles and methods are employed by other kinds of engineers, including computer programmers.

Conceptuals Mentefactos as a Didactic-Pedagogical Strategy of the Basic Concepts in the Sampling Theory Applyed to the Health Research

In populational sampling it is vitally important to clarify and discern: first, the design or sampling method used to solve the research problem; second, the sampling size, taking into account different components (precision, reliability, variance); third, random selection and fourth, the precision estimate (sampling errors), so as to determine if it is possible to infer the obtained estimates from the target population. The existing difficulty to use concepts from the sampling theory is to understand them with absolute clarity and, to achieve it, the help from didactic-pedagogical strategies arranged as conceptual “mentefactos” (simple hierarchic diagrams organized from propositions) may prove useful. This paper presents the conceptual definition, through conceptual “mentefactos”, of the most important populational probabilistic sampling concepts, in order to obtain representative samples from populations in health research.

Molecular quantum similarity in QSAR: applications in computer-aided molecular design

La present tesi està centrada en l'ús de la Teoria de Semblança Quàntica per a calcular descriptors moleculars. Aquests descriptors s'utilitzen com a paràmetres estructurals per a derivar correlacions entre l'estructura i la funció o activitat experimental per a un conjunt de compostos. Els estudis de Relacions Quantitatives Estructura-Activitat són d'especial interès per al disseny racional de molècules assistit per ordinador i, en particular, per al disseny de fàrmacs. Aquesta memòria consta de quatre parts diferenciades. En els dos primers blocs es revisen els fonaments de la teoria de semblança quàntica, així com l'aproximació topològica basada en la teoria de grafs. Ambdues teories es fan servir per a calcular els descriptors moleculars. En el segon bloc, s'ha de remarcar la programació i implementació de programari per a calcular els anomenats índexs topològics de semblança quàntica. La tercera secció detalla les bases de les Relacions Quantitatives Estructura-Activitat i, finalment, el darrer apartat recull els resultats d'aplicació obtinguts per a diferents sistemes biològics.

Supporting Computer-supported collaborative work (CSCW) in conceptual design

In order to gain a better understanding of online conceptual collaborative design processes this paper investigates how student designers make use of a shared virtual synchronous environment when engaged in conceptual design. The software enables users to talk to each other and share sketches when they are remotely located. The paper describes a novel methodology for observing and analysing collaborative design processes by adapting the concepts of grounded theory. Rather than concentrating on narrow aspects of the final artefacts, emerging “themes” are generated that provide a broader picture of collaborative design process and context descriptions. Findings on the themes of “grounding – mutual understanding” and “support creativity” complement findings from other research, while important themes associated with “near-synchrony” have not been emphasised in other research. From the study, a series of design recommendations are made for the development of tools to support online computer-supported collaborative work in design using a shared virtual environment.

Some theory for constructing minimum aberration fractional factorial designs

Minimum aberration is the most established criterion for selecting a regular fractional factorial design of maximum resolution. Minimum aberration designs for n runs and n/2 less than or equal to m < n factors have previously been constructed using the novel idea of complementary designs. In this paper, an alternative method of construction is developed by relating the wordlength pattern of designs to the so-called 'confounding between experimental runs'. This allows minimum aberration designs to be constructed for n runs and 5n/16 less than or equal to m less than or equal to n/2 factors as well as for n/2 less than or equal to m < n.

Theory and practice in value management: a reply to Ellis et al (2005)

The constructivist model of 'soft' value management (VM) is contrasted with the VM discourse appropriated by cost consultants who operate from within UK quantity surveying (QS) practices. The enactment of VM by cost consultants is shaped by the institutional context within which they operate and is not necessarily representative of VM practice per se. Opportunities to perform VM during the formative stages of design are further constrained by the positivistic rhetoric that such practitioners use to conceptualize and promote their services. The complex interplay between VM theory and practice is highlighted and analysed from a non-deterministic perspective. Codified models of 'best practice' are seen to be socially constructed and legitimized through human interaction in the context of interorganizational networks. Published methodologies are seen to inform practice in only a loose and indirect manner, with extensive scope for localized improvization. New insights into the relationship between VM theory and practice are derived from the dramaturgical metaphor. The social reality of VM is seen to be constituted through scripts and performances, both of which are continuously contested across organizational arenas. It is concluded that VM defies universal definition and is conceptualized and enacted differently across different localized contexts.