Economic evaluation of designing in the unknown : Design theory-based models beyond decision theory under uncertainty

par Agathe Gilain

Thèse de doctorat en Sciences de gestion

Sous la direction de Pascal Le masson et de Benoît Weil.

Soutenue le 17-03-2021

à l'Université Paris sciences et lettres , dans le cadre de Ecole doctorale SDOSE (Paris) , en partenariat avec Centre de Gestion Scientifique (laboratoire) et de École nationale supérieure des mines (Paris) (établissement de préparation de la thèse) .

Le président du jury était Sébastien Damart.

Le jury était composé de Pascal Le masson, Benoît Weil, Mats Engwall, Alberto Feduzi, Sophie Hooge.

Les rapporteurs étaient Nicolette Lakemond, Julie Le Cardinal.

  • Titre traduit

    Evaluation économique de la conception dans l'inconnu : Modèles basés sur la théorie de la conception, au-delà de la théorie de la décision dans l'incertain


  • Résumé

    La théorie de la décision offre des techniques de calcul qui quantifient la valeur de l'information dans l’incertain et permettent de guider des décisions en conséquence. Ces techniques sont très pertinentes pour le calcul économique dans l'incertain. En revanche, elles négligent la valeur de l'inconnu. Et il est largement prouvé que de telles techniques sont inappropriées, voire induisent en erreur dans des situations qui contiennent de l'inconnu. Cela signifie-t-il que dans l'inconnu, les calculateurs économiques devraient renoncer à toute forme d'approche calculatoire, et guider leurs décisions en s’appuyant sur leurs intuitions? Ou pourrions-nous envisager une approche de calcul qui isolerait et évaluerait les effets économiques dans l'inconnu ? Ce travail de recherche offre quelques réponses à ces questions, en étudiant des phénomènes économiques observés dans le secteur de l'aviation commerciale, où le calcul économique est massivement utilité (études de rentabilité, analyse des coûts...), et en mobilisant la théorie de la conception qui rend compte de l'émergence de l'inconnu. Un premier axe de recherche concerne les impacts de l'inconnu en conception réglée : nous cherchons à identifier la mesure dans laquelle l'inconnu peut impacter les coûts de développement d'un produit, en simulant la relation entre expansion fonctionnelle et dynamique d'augmentation des coûts de développement avec le temps. Nos simulations révèlent que l'expansion fonctionnelle génère de véritables chocs dans l'architecture d'un produit, dont l'impact sur les coûts peut être considérable. Et nous étudions comment des techniques classiques de réduction des coûts (modularisation, sur-investissement dans de l’apprentissage anticipé) pourraient réduire les coûts de l'expansion fonctionnelle. Cela amène à discuter comment une utilisation à mauvais escient de techniques classiques de réduction des coûts en situation d'expansion fonctionnelle peuvent générer des catastrophes industrielles. Un deuxième axe s'intéresse à des situations d'investissement dont les rendements économiques semblent incompréhensibles dans le cadre de la théorie de la décision. Nous démontrons que l'inconnu a joué un rôle dans la génération de ces rendements. Et nous montrons que des raisonnements, méthodes et des principes managériaux relevant de la conception innovante ont été utilisés pour explorer rigoureusement l'inconnu et générer de tels rendements. Les résultats de ce travail suggèrent que l'inconnu peut être géré comme une variable économique à part entière, ce qui soulève d'autres questions, notamment au sujet des types d'organisation qui pourraient déployer du 'calcul économique dans l'inconnu'.


  • Résumé

    Decision theory provides computational techniques which quantify the value of information and guide decisions under uncertainty. These latter are very relevant for economic calculation under uncertainty, but they ignore the value of the unknown. It is now well-proved that such techniques are unsuitable, even misleading in a situation that contains unknown. Does this mean that in the unknown, economic calculators should give up any form of computational approach and only rely on intuitions? Or could we contemplate a computational technique that isolates and assesses economic effects in the unknown? This research work provides some insights to these questions by studying economic phenomena in the commercial aircraft industry, where economic calculation is massively used (profitability analyzes, costing analyzes...), and by mobilizing design theory models which account for the emergence of the unknown. A first research axis investigates the impacts of the unknown in rule-based design. We seek to understand the extent to which the unknown may impact a product development cost evolution dynamics by simulating the relationship between functional expansion and development cost escalation. We find that functional expansion introduces shocks in product architecture, the cost impact of which may be dramatic. And we study how well-known cost management techniques (modularization, anticipative overinvestment) could reduce costs under functional expansion. This leads to discuss how the misuse of classic cost reduction techniques under functional expansion could generate industrial catastrophes. A second axis focuses on investment cases whose huge economic returns seem incomprehensible in a decision-theoretic framework. We demonstrate that the unknown has played a role in the generation of these returns. And we show that specific methods and managerial principles were used to rigorously explore the unknown and generate such returns. The outcomes of this work suggest that the unknown can be managed as an economic variable in its own right, which raises further questions, namely about the kind of organizations that could deploy and operate ‘economic calculation in the unknown’.


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