Création d'un indice de gravité sur la biodiversité pour évaluer les risques de pollutions accidentelles dans l'industrie : une approche de tri multi-critères

Creation of a Biodiversity Severity Index to evaluate the risks of accidental pollutions in the industry : a multi-criteria sorting approach

• Auteur / Autrice : Tom Denat
• Direction : Denis Bouyssou, Meltem Öztürk
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 05/07/2017
• Etablissement(s) : Paris Sciences et Lettres (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale SDOSE (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement de préparation de la thèse : Université Paris Dauphine-PSL (1968-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'analyse et modélisation de systèmes pour l'aide à la décision (Paris)
• Jury : Président / Présidente : Alexis Tsoukiàs
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Alexis Tsoukiàs, Vincent Mousseau, Marc Pirlot
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Vincent Mousseau, Marc Pirlot

Mots clés

Mots clés contrôlés

Évaluation du risque

Produits chimiques -- Accidents

Environnement -- Évaluation du risque

Pollution

Biodiversité

Systèmes d'aide à la décision

Gestion du risque

Préférences (économétrie)

Décision multicritère

Mots clés libres

Aide multi-Critères à la décision

Élicitation des préférences

Études de risques

Multi-Criteria decision aiding

Preference elicitation

Risk studies

Résumé

Cette thèse s'appuie sur deux axes. L'un appliqué traite de la création d'un indicateur dont le but est d'évaluer la gravité attendue des conséquences d'un scénario de pollution accidentelle. J'ai choisi d'utiliser des outils méthodologiques appartenant au domaine de l'aide multi-critères à la décision pour traiter ce premier sujet. Ce problème impliquant plusieurs disciplines scientifiques, j'ai choisi de le diviser en plusieurs sous-problèmes à travers une arborescence de critères. J'ai également impliqué plusieurs experts, notamment en toxicologie et en écologie afin de mieux prendre en compte les aspects liés à ces deux disciplines dans la création de cet indicateur.L'étude des méthodes de tri multicritère effectuée lors des recherches sur le premier axe m'a amené à en proposer une nouvelle que j'ai nommé algorithme du Dominance Based Monte Carlo (DBMC). Cet algorithme a comme particularités de n'être pas fondé sur un modèle et de fonctionner de manière stochastique. Nous avons étudié ses propriétés théoriques, en particulier nous avons démontré qu'en dépit de sa nature stochastique, le résultat de l'algorithme Dominance Based Monte Carlo converge presque sûrement. Nous avons également étudié son comportement et ses performances pratiques à travers un test nommé k-fold cross validation et les avons comparés aux performances d'autres algorithmes d'élicitation des préférences pour le tri multi-critères.

This thesis is based on two main axes. The first one deals with the creation of an indicator that aims at evaluating the expected severity of the consequences of a scenario of accidental pollution. In order to create this methodology ofevaluation, I chose to use methodological tools from multi-criteria decision aiding. So as to deal with the complexity of this problem, i decided to split it into several sub-problems using a hierarchy of criteria, being mainly inspired by the ''value focused thinking approach''. In this work, I interacted with several experts in toxicology and in ecology in order to betterdeal with every aspect of this problem.While studying several elicitation methods for the multi-criteria sorting problem, I proposed a new one that I named Dominance Based Monte Carlo algorithm (DBMC), which brings me to the secons axis of this thesis. This elicitation algorithm has two main specificities: being model free and a stochastic functionning. In this thesis, we study its theoretical properties. In particular, we prove that despite its stochastic nature, the result of the Dominance Based Monte Carlo algorithm converges almost surely. We also study its practical performances through a test named k-fold validation and we compared these performances to those of other elicitation algorithms for the sorting problem.