On the Complexity of Optimization Problems based on Compiled NNF Representations

Optimization is a key task in a number of applications. When the set of feasible solutions under consideration is of combinatorial nature and described in an implicit way as a set of constraints, optimization is typically NP-hard. Fortunately, in many problems, the set of feasible solutions does not often change and is independent from the user's request. In such cases, compiling the set of constraints describing the set of feasible solutions during an off-line phase makes sense, if this compilation step renders computationally easier the generation of a non-dominated, yet feasible solution matching the user's requirements and preferences (which are only known at the on-line step). In this article, we focus on propositional constraints. The subsets L of the NNF language analyzed in Darwiche and Marquis' knowledge compilation map are considered. A number of families F of representations of objective functions over propositional variables, including linear pseudo-Boolean functions and more sophisticated ones, are considered. For each language L and each family F, the complexity of generating an optimal solution when the constraints are compiled into L and optimality is to be considered w.r.t. a function from F is identified

L’économie circulaire est-elle bonne pour l’environnement ? Essais sur la mesure de la circularité

RÉSUMÉ : Le concept d’Économie Circulaire (ÉC) met au défi gouvernements, compagnies et société civile de s’accorder sur un objectif commun. Cependant, cette diversité d’acteurs et de parties prenantes conduit inévitablement à décliner les solutions d’ÉC selon des cadres d’application très différents, et dont la mesure du succès repose sur l’atteinte d’objectifs parfois contradictoires et soutenus par des postulats de plus en plus contesté : (1) augmenter la remise en circulation des matériaux et éviter l'extraction et la production de ressources vierges conduit à réduire les impacts sur l'environnement et (2) boucler les flux de matières à l’échelle d’un produit ou d'une organisation constitue une trajectoire de progrès vers une ÉC. Alors que le premier cas donne lieu à des situations d’arbitrage difficiles, le second cas exclut les effets d’échelle du champ d’étude. À la question initialement formulée dans le titre « l’ÉC est-elle bonne pour l’environnement ? », nous argumentons que oui, à condition que ces deux phénomènes soient suffisamment bien identifiés afin d’être maitrisés et garantir un progrès vers une économie réellement circulaire et durable. La remise en question de ces postulats dans la littérature et l’apparition de nouveaux indicateurs liés à la popularisation du concept d’ÉC nous amènent à nous poser la question suivante : doit-on développer de nouveaux outils dédiés à l’ÉC? La revue de littérature révèle différents types d’outils permettant soit de mesurer le degré de circularité d’un système défini dans le temps et dans l’espace, soit d’en mesurer les effets sur l’écosphère. À ce jour, aucun outil ne permet (1) de capturer tout l’éventail des stratégies incarnées par l’ÉC, (2) d’avoir un regard un sur les situations d’arbitrage ni (3) d’intégrer les effets d’échelle. Sans prétendre fournir un nouvel outil d’analyse, cette thèse pose les bases d’une approche méthodologique qui intègre ces trois critères. Dans le premier article, nous challengeons le premier postulat en utilisant l’Analyse du Cycle de Vie (ACV) et le Material Circularity Indicator (MCI) développé par la Fondation Ellen Macarthur au travers d’une étude de cas sur la gestion des pneus de poids lourds usés au Brésil, à partir duquel nous analysons trois scénarios : la situation courante, le rechapage et le recreusage. Nous proposons une approche pour discuter des résultats du MCI et de l’ACV qui identifie quatre types de trajectoires : un couplage, un découplage, un compromis sur les stocks de ressources ou un compromis sur les réservoirs de pollution. Les études de cas révèlent qu’allonger la durée de vie grâce au rechapage améliore le score de circularité d'un pneu mais n'améliore pas nécessairement les impacts sur la santé humaine et les écosystèmes. Dans le deuxième article, nous challengeons les deux postulats de circularité avec une étude de cas sur le recyclage des bouteilles en Polyéthylène Téréphtalate (PET) en boucle fermée aux États-Unis. Le MCI et l’impact sur les changements climatiques révélés par l’ACV révèle que boucler les flux de matières au niveau de la bouteille augmente la circularité de celle-ci et diminue les impacts sur son cycle de vie mais transfère les impacts sur le reste du marché du PET incluant d’autres applications qui ne requièrent pas du PET de haute qualité. Or en élargissant le champ d'application à l'ensemble du marché du PET, favoriser le recyclage en boucle ouverte en incluant d’autres applications pour le recyclage du PET est plus bénéfique sur tous les plans et qu’améliorer la collecte est le premier levier d’amélioration environnementale pour le marché du PET. Dans le troisième article, nous développons une approche polyvalente pour évaluer la performance des différentes stratégies d’ÉC inspirée de l'utilisation empirique de l'IPAT (Impact = Population x Affluence x Technologie). Notre proposition permet de distinguer les efforts d’amélioration de la circularité selon différentes échelles d’observation, par exemple par région, secteur, processus ou autre, ainsi que le produit de différents facteurs clés de la mise en œuvre de l’ÉC, employant par exemple des ratios d’efficience technologique tels que les GES/matériaux ou matériaux/produit. L’objectif de l’ÉC étant souvent tenu au discours du découplage de l'activité économique de la dégradation du capital naturel, nous utilisons cette formulation générale pour quantifier le niveau de contribution d’une stratégie d’ÉC à un découplage global selon les trajectoires d’évolution des facteurs d’efficacité technologique. Ce type d’approche permet, par exemple, de déduire les cibles d'augmentation maximale de production d’un matériau pour assurer l'efficacité des stratégies de circularité comme nous l’illustrons avec les travaux prospectifs réalisés par le cabinet de conseil suédois Material Economics, ensuite repris par la Fondation Ellen Macarthur. Le premier article montre que l'indicateur de ressources en ACV et le MCI mènent à des conclusions différentes ; alors que le MCI mesure le degré de circularité, les indicateurs d’ACV mesurent plutôt les conséquences d’une stratégie circulaire sur l’environnement. Les résultats du deuxième article ont permis de montrer qu’améliorer la circularité d’un produit n'améliore pas nécessairement la circularité moyenne des produits car elle ne réduit pas systématiquement la demande en ressources vierges ni les impacts sur l'environnement globalement. Ainsi, les frontières d'analyse d’une stratégie de circularité devraient être suffisamment systémique pour inclure les potentiels effets d’échelle, soutenant l’idée selon laquelle analyser la circularité au niveau produit est en contradiction avec le caractère symbiotique de l’ÉC. La proposition formulée dans le troisième article est suffisamment polyvalente pour répondre aux trois critères que les outils de la littérature manquent d’intégrer – les stratégies d’ÉC, les situations d’arbitrage et les effets d’échelle – mais elle manque encore de pragmatisme dans l’intégration des effets de marché. L’emploi de modèles d’équilibre général pourrait pallier ce manque. À la question « doit-on développer de nouveaux outils dédiés à l’ÉC? », ce travail de recherche tend à démontrer qu’une meilleure intégration des outils existants suffirait. Par exemple, une avenue de recherche possible consisterait à employer la décomposition de l'indicateur proposée dans le troisième article pour identifier la « structure économique » caractéristique d’un produit, d’un composant ou d’un matériau en combinant des méthodologies existantes basées sur une structure de calcul matricielle. L’utilisation combinée de ce type d’outil permettrait d’évaluer la contribution d’un produit à une ÉC, plutôt que d’évaluer le degré de circularité du produit en soi.----------ABSTRACT : The Circular Economy (CE) concept is inspiring new governmental policies along with company strategies. This has led to the emergence of a plethora of indicators to quantify the “circularity” of individual companies or products. Preserving resources and reducing emissions are both necessary conditions to achieve a sustainable CE, and the corresponding assessment tools should be selected accordingly. Approaches behind these indicators build mainly on two implicit premises: (1) maximizing material circularity contributes to mitigating environmental impacts and (2) closing material loops at product level leads to improvements in material efficiency for the economy as a whole. While the first case gives rise to environmental trade-off situations, the second case disregards the scale effects. To the question immediately formulated in the title "Is circular economy good for the environment?", we argue that yes, provided that these two premises can be sufficiently well verified to be monitored. With the literature increasingly questioning these premises and the development of new indicators related to the popularization of the CE concept, we asked ourselves the following question: should we develop new tools dedicated to CE? The literature review reveals different types of tools either used to measure the degree of circularity of a system defined in time and space, or to measure the effects on the ecosphere. To date, no tool allows (1) to capture the whole range of CE strategies, (2) to monitor trade-off situations nor (3) to integrate scale effects. Without providing a new analytical tool, this thesis lays the foundations for a methodological approach that integrates these three criteria. In the first paper, we challenge the first premise that material circularity contributes to mitigating environmental impacts using the Life Cycle Assessment (LCA) and the Material Circularity Indicator (MCI) through two case studies from the tire industry. In the most comprehensive case study, we analyze three scenarios to process used tires in Brazil: baseline, retreading and regrooving. We propose an approach to discuss MCI and LCA results that identifies four pathways toward or away from the CE goal: coupling, decoupling, trade-off related to resource consumption or trade-off related to emissions. The case studies reveal that extending lifetime through retreading and introducing recycled material improve the MCI of a tire, but do not necessarily improve impacts on human health and ecosystems. In the second paper, we challenge the both premises, on the environmental trade-off and the scale effect, with a case study on closed-loop recycling of polyethylene terephthalate (PET) bottles in the USA. The MCI and the impact on climate change revealed by the LCA show that closing the material flows within the scope of a bottle lifecycle increases its circularity and decreases the environmental impacts. This, however, shift burdens to other sectors where recycled PET is applied and where using high quality PET is not required. However, expanding the assessment scope to the entire PET market, open-loop recycling by including other applications to introduce recycled PET, i.e. fiber textile, sheets and films, appears more beneficial and that increasing the post-consumer bottle reclamation rate is the major environmental improvement lever for the PET market. In the third paper we develop a versatile approach to assess the environmental performance of CE strategies, building on an empirical use of the IPAT (Impact = Population x Affluence x Technology). Our approach can distinguish activities by region, industry or process for instance, and the product of environmental efficiency factors, embodied in T, illustrates key drivers for CE implementation, e.g. GHG/materials and materials/product. CE is often linked to decoupling the economic activity from the degradation of the environment. Hence, we use our approach to quantify the contribution of a CE strategy to an overall decoupling according to the scenarios of technological efficiency factors. This type of approach allows, for example, to deduce the maximum allowable increase in the production of a material to ensure the effectiveness of circularity strategies. We illustrate this approach with data from the scenario analysis carried out by the Swedish consultancy Material Economics, then taken over by the Ellen Macarthur Foundation. The first paper shows trade-offs in the results between the MCI and the LCA resource indicator and thereby highlight relevant issues to the design of future assessment tools; while the MCI measures the degree of circularity, LCA indicators measure the environmental impact of a circular strategy. Results of the second paper show that improving the circularity of a single product does not necessarily improve products average because product circularity does not necessarily reduce virgin resource demand and environmental impacts at a broader market perspective. Hence, we conclude that a CE assessment scope should be systemic enough to enhance progress towards reducing environmental impacts and that the way product-level circularity assessment is currently performed is contradictory to the symbiotic purpose of CE. The approached developed in the third paper is versatile enough to meet the three criteria that current tools in the literature fail to integrate – CE strategies, monitoring trade-off situations and integrating scale effects – but it currently does not allow the integration of market effects in a pragmatic way. The use of general equilibrium models could fill this gap. To the question "should we develop new tools dedicated to CE?", this research work demonstrate that a better integration of existing tools would suffice. A possible research avenue could be based on, for instance, using the decomposition of the indicator proposed in the third article to identify the “economic structure” characteristic of a product, a component or a material by combining existing methodologies based on a matrix computational structure. The combined use of these tools would assess the contribution of a product to a CE, rather than assessing the degree of circularity of the product itself

Proceedings of the 2022 XCSP3 Competition

This document represents the proceedings of the 2022 XCSP3 Competition. The results of this competition of constraint solvers were presented at FLOC (Federated Logic Conference) 2022 Olympic Games, held in Haifa, Israel from 31th July 2022 to 7th August, 2022.Comment: arXiv admin note: text overlap with arXiv:1901.0183

Optimisation multicritère pour la gestion de dépendances logicielles : utilisation de la norme de Tchebycheff

Session "Posters"National audienceLe problème de gestion de dépendances logicielles concerne l'installation d'applications informatiques modulaires. Il s'agit de programmes ayant la faculté d'être configurés par l'utilisateur, qui peut choisir à tout moment les modules qu'il souhaite installer ou enlever. Un module peut nécessiter la présence d'autres modules pour fonctionner, il peut entrer en conflit avec certains modules, et parfois il peut recommander l'installation de modules spécifiques pour pouvoir être utilisé au meilleur de ses capacités. Il existe généralement plusieurs solutions (listes de paquets à installer et à enlever) pour passer d'une configuration courante à une configuration souhaitée. On peut se donner des critères pour ordonner ces solutions, passant alors d'un problème de décision (" est-ce que je peux ajouter tous ces modules ? ") à un problème d'optimisation (" quelle est la meilleure solution pour ajouter tous ces modules ? "). Dans de nombreux cas, il faut prendre en compte plusieurs critères. Cet article se concentre sur des méthodes algorithmiques capables de calculer des solutions équilibrées en utilisant la norme de Tchebycheff comme méthode d'agrégation de critères. Cette approche est ensuite évaluée sur des problèmes de gestion de dépendances entre paquets GNU/Linux

Reasoning on Feature Models: Compilation-Based vs. Direct Approaches

Analyzing a Feature Model (FM) and reasoning on the corresponding configuration space is a central task in Software Product Line (SPL) engineering. Problems such as deciding the satisfiability of the FM and eliminating inconsistent parts of the FM have been well resolved by translating the FM into a conjunctive normal form (CNF) formula, and then feeding the CNF to a SAT solver. However, this approach has some limits for other important reasoning issues about the FM, such as counting or enumerating configurations. Two mainstream approaches have been investigated in this direction: (i) direct approaches, using tools based on the CNF representation of the FM at hand, or (ii) compilation-based approaches, where the CNF representation of the FM has first been translated into another representation for which the reasoning queries are easier to address. Our contribution is twofold. First, we evaluate how both approaches compare when dealing with common reasoning operations on FM, namely counting configurations, pointing out one or several configurations, sampling configurations, and finding optimal configurations regarding a utility function. Our experimental results show that the compilation-based is efficient enough to possibly compete with the direct approaches and that the cost of translation (i.e., the compilation time) can be balanced when addressing sufficiently many complex reasoning operations on large configuration spaces. Second, we provide a Java-based automated reasoner that supports these operations for both approaches, thus eliminating the burden of selecting the appropriate tool and approach depending on the operation one wants to perform

Enhancement and reproducibility of high quality factor, one-dimensional photonic crystal/photonic wire (1D PhC/PhW) microcavities

Background: The production of compact and multi-functional photonic devices has become a topic of major research activity in recent years. Devices have emerged that can be used for functional requirements in high speed optical data processing, filtering, nonlinear optical functions such as all-optical switching - and many other applications. The combination of photonic crystal (PhC) structures consisting of a single row of holes embedded in a narrow photonic wire (PhW) waveguide realised in high index-contrast materials is a possible contender for provision of a range of compact devices on a single chip. This trend has been motivated by the availability of a silicon technology that can support monolithic integration to form fully functional devices on CMOS chips. Results: We have successfully demonstrated experimentally an enhancement of the quality factor of a one-dimensional (1D) photonic crystal/photonic wire (PhC/PhW) microcavity that can exhibit resonance quality factor (Q-factor) values as high as 800,000 - together with a low modal volume of approximately 0.5 (λ/n)3. These results are based on the use of a mode matching approach previously used for device design - through the engineering of tapered hole sections within and outside the cavity - and were achieved without removing the silica cladding layer below the silicon waveguide core. The simulation results obtained in this case also agree with the experimental results obtained. Conclusions: In this work we have demonstrated that the mode matching, as light enters the photonic crystal structure, can be further enhanced through the use of careful fine tuning of the third hole, t3 of the tapered hole region outside the cavity. The Q-factor value obtained was approximately four times greater than that achieved in our previous work on a similar structure

A bi-dimensional assessment to measure the performance of circular economy: A case study of tires end-of-life management

Although circular initiatives emerge around the world, the process of decoupling the economic activity from resource consumption and environmental impacts is far of being achieved. The concept of circular economy embodies the opportunity to reconcile an improved resource use while reducing the environmental footprint. Appropriate assessment metrics and methodologies are needed to identify potential trade-off between these 2 sides of a single coin. In this paper, we apply the Material Circularity Indicator (MCI) and Life Cycle Assessment (LCA) to analyse tires end-of-life strategies aiming at improving the circular flow of all tire materials. Results reveal re-treading is interesting to produce trade-offs on environmental impacts while re-grooving offers a fully decoupled strategy that improves material circularity avoiding environmental burdens. Further improvements should integrate environmental assessment as well as economic factors to link micro scale to macro scale contributions to sustainable development

Reptes que ens interpel·len

Treballs Finals de Grau de Filosofia, Facultat de Filosofia, Universitat de Barcelona. Curs: 2021-2022. Tutor: Sergi Oms. El volum inclou els següents treballs: La renta básica universal desde el republicanismo de Daniel Raventós y desde el liberalismo de Juan Ramón Rallo, Ronnye David Castro Vásquez. Filosofia i feminismes: Construint un marc teoricopràctic, Maria Huitzillin Feliu i Gil. Teleosemántica: De signos naturales a lenguajes naturales, Adex Izquierdo Couceiro. Llei divina, de Plató a la Saviesa, Arnau Lonca Puig. El perdó. Reflexions de filosofia política contemporània. Cap a la reinserció social, Sílvia Masmitjà Rodríguez. Una màquina que té intel·ligència artificial pot ser conscient?, Joan Oliveras i Fonoll. Ecofeminisme i cures. Com els principis de la interdependència i l’ecodependència poden oferir solucions al repte de les cures, Ariadna Romans i Torrent.[Presentació del volum – Sergi Oms] Aquesta és la cinquena edició de la publicació conjunta dels Treballs de Fi de Grau de l’alumnat de quart curs del Grau de Filosofia. Això vol dir, doncs, que aquesta activitat comença a estar ja plenament consolidada i esdevé, així, una forma de mirar la història recent de la Facultat i dels seus estudis. Hi podem observar, ja, com la pandèmia va impactar en la nostra vida i, també, és clar, en la nostra vida acadèmica; hi trobem un relat del confinament, de l’aparició de les classes en línia, de les mascaretes i de les distàncies, i de les preocupacions, angoixes i dificultats per les quals l’alumnat i el professorat ha passat aquests últims anys. Però, malgrat tot això, quelcom ha romàs: l’interès per a l’exploració d’espais nous, sovint inhòspits, que fan que la filosofia sigui una activitat tan fascinant. Des de l’activitat filosòfica, es poden explorar aquests espais de moltes maneres diferents, però les més habituals dins de l’acadèmia són l’activitat escrita i la parlada. La segona es va concretar en els congressos realitzats per l’alumnat de l’assignatura de Treball de Fi de Grau durant el curs 2021/2022. La primera queda plasmada en el volum que trobareu a continuació: un recull d’algunes d’aquestes exploracions en forma de ponència escrita.[Pròleg de l’editor – Ronnye David Castro Vásquez] El recopilatorio aquí presentado recoge los trabajos de los estudiantes de Filosofía del grupo A1 de la asignatura Trabajo Final de Grado, del primer semestre del curso 2021-2022. Su título, Reptes que ens interpel·len, invita a pensar en la necesidad de dar respuesta a una inquietud o al interés por el tema seleccionado en cada obra. Es más, el título de este recopilatorio también representa un esfuerzo convertido en reto, tanto a nivel intelectual, por mostrar el desarrollo tras varios años de estudios, como a nivel personal, por presentar la visión propia de cada autor. Pero no solo allí acaba el planteamiento del reto, puesto que también se puede leer en clave de un reto de vida: el de finalizar un grado universitario, ya sea en este o en el próximo semestre. En otras palabras, representa un hito en la vida de cada autor, ya no solo por haber acabado una etapa, sino también por encontrarse en un nuevo umbral, o sea, en un nuevo momento de decisión, a nivel académico, a nivel profesional, a nivel personal. Así pues, se abre una nueva decisión que parcialmente está determinada, por una parte, por las condiciones de la propia vida y, por otra parte, por el objetivo que se tenga en los próximos años. Por otra parte, las obras aquí presentadas son de diversa índole: desde temas de Filosofía de la Ciencia hasta Filosofía Política, pasando por temas actuales, como los feminismos o la inteligencia artificial

Multiobjective boolean optimization

L’aide à la décision a pour but d’assister un opérateur humain dans ses choix. La nécessité d’employer de telles techniques s’est imposée avec la volonté de traiter des problèmes dépendant d’une quantité de données toujours plus importante. L’intérêt de l’aide à la décision est encore plus manifeste lorsqu’on souhaite obtenir non pas une solution quelconque, mais une des meilleures solutions d’un problème combinatoire selon un critère donné. On passe alors d’un problème de décision (déterminer l’existence d’une solution) à un problème d’optimisation monocritère (déterminer une des meilleures solutions possibles selon un critère). Un décideur peut aussi souhaiter considérer plusieurs critères, et ainsi faire passer le problème de décision initial à un problème d’optimisation multicritère. La difficulté de ce type de problèmes provient du fait que les critères considérés sont généralement antagonistes, et qu’il n’existe donc pas de solution meilleure que les autres pour l’ensemble des critères. Dans ce cas, il s’agit plutôt de déterminer une solution qui offre un bon compromis entre les critères. Dans cette thèse, nous étudions dans un premier temps la complexité théorique de tâches d’optimisation complexes sur les langages de la logique propositionnelle, puis nous étudions leur résolution pratique via le recours à des logiciels bâtis pour résoudre de manière efficace en pratique des problèmes de décision combinatoires, les prouveurs SAT.Decision aiding aims at helping a decision-maker to pick up a solution among several others. The usefulness of such approaches is as prominent as the size of the problems under consideration increases. The need of decision aiding techniques is salient when the problem does not just consist in deciding whether a solutions exists, but to find one of the best solutions according to a given criterion. In this case, the problem goes from a decision problem (decide whether a solution exists) to a single criterion optimization problem (find one of the best solutions according to a criterion). A decision-maker may even want to consider multiple criteria, which turns the initial decision problem into a multicriteria optimization problem. The main issue arising in such cases lies in the fact that the criteria under consideration are often antagonistic, which implies that there is no solution which is the best for each of the objectives. In this case, a good compromise solution is looked for. In this thesis, we first focus on the complexity of optimization requests based on a set of propositional languages. We then study the practical aspects of the resolution of such problems, using pieces of software designed for dealing with combinatorial decision problems, namely SAT solvers

Développement de nouvelles réactions de synthèse organique catalysées à l'or et au cuivre.

This manuscript presents the development of gold- and copper-catalyzed methods for the synthesis of heterocyclic compounds and trifluoromethylated products.Firstly, a gold-catalyzed synthesis of trifluoromethyl allenes was developed, relying on a 1,5 hydride shift. This method allows to access, in a very efficient and selective way, a large range of perfluoroalkylated allenes, of which the synthetic potential was also demonstrated.Afterwards, the catalytic power of gold was then used in a synthesis of 2H-1,3-oxazines, relying on a 6-endo type cyclization of azide-yne substrates. This methods allows to access, in very mild condition, an unprecedently large range of polysubstituted oxazines in excellent yields.Finally, a method for the copper-catalyzed radical hydrofunctionalization of alkenols was developed. The strategy involved relies on a 1,5 hydrogen abstraction, in which a benzyloxy moiety plays the role of the hydrogen donor.Cette thèse décrit le développement de nouvelles méthodes de catalyse à l’or et au cuivre pour la synthèse de composés hétérocycliques et de produits trifluorométhylés.Dans un premier temps, une synthèse d’allènes trifluorométhylés par catalyse à l’or a été développée, dont l’étape clé est un transfert d’hydrure 1,5. Cette méthode donne accès de manière efficace et sélective à une large gamme d’allène perfluoroalkylés dont le potentiel synthétique a également été démontré.Le pouvoir catalytique de l’or a alors été utilisé dans une synthèse de 2H-1,3-oxazines reposant sur une cyclisation de type 6-endo d’azido alcynes. Cette méthode donne accès dans des conditions très douces à une gamme sans précédent d’oxazines polysubstituées avec d’excellents rendements.Dans un dernier temps, une méthode d’hydrofonctionnalisation radicalaire d’alcènols catalysée au cuivre. La stratégie impliquée repose sur une abstraction d’hydrogène 1,5, dans laquelle un groupement benzyloxy joue le rôle de donneur d’hydrogène