Open Hardware Ecosystems : Strategic, Legal, and Innovation Foundations

Abstract

Open innovation research increasingly recognizes that openness extends beyond software to material and institutional domains. In this context, the rise of open hard-ware (OH) reflects far more than a technological trend. Initiatives such as CERN’s White Rabbit project and the RISC-V instruction set show how openness can support high-performance systems, while Tesla’s partial patent release illustrates hybrid forms of openness that coexist in practice. These developments signal a broader reconfiguration of innovation ecosystems: firms seek efficiency, governments pursue resilience and sovereignty, and citizens demand sustainability and transparency. Therefore, OH has become a rapidly expanding field, reflected in significant public investment and a multibillion global market, and continues to gain relevance for critical infrastructures, from chip sovereignty to monitoring functions central to global commons governance.

Despite rapid growth, little is known about how openness should be configured and governed in complex OH ecosystems. Drawing on theories of open innovation, eco-system governance, and user and commons-based innovation, the thesis advances understanding of OH ecosystems and the collaboration dynamics that shape them. It examines how strategic orientation, governance modes, and degrees of openness influence ecosystem formation, performance, and long-term viability, and how these configurations enable innovation, knowledge transfer, and socioeconomic value creation. The study explores motivations for engagement, governance and durability mechanisms, and performance and impact outcomes across individual, organizational, and ecosystem levels.

The research draws on five peer-reviewed publications and uses a cumulative design integrating comparative case studies, a single-case analysis, survey work, and legal analysis. Data come from interviews, documents, observations, and a web survey, with triangulation across sources and stakeholder groups.

The findings contribute to OH research at multiple levels. At the individual level, the thesis clarifies motivations, participation patterns, and community roles in innovation. At the organizational level, it identifies strategic, operational, and governance mechanisms shaping OH adoption, including clockspeed, cost efficiency, supplier flexibility, and workflow integration. At the ecosystem level, it explains how strategy, governance, and openness interact, summarized in a configuration model that advances theory on open innovation and ecosystem governance and offers tools for decision makers to calibrate the appropriate degree of openness for their specific context.

La recherche sur l’innovation ouverte reconnaît que l’ouverture ne se limite plus aux logiciels, mais s’étend aux dimensions matérielles et institutionnelles. Le développement du matériel libre reflète plus qu’une simple tendance technologique. Des programmes comme White Rabbit du CERN et l’architecture RISC-V démontrent com ouverts de Tesla illustrent des formes hybrides d’ouverture.

Ces avancées témoignent d’une reconfiguration des écosystèmes innovants, où entreprises, gouvernements et citoyens cherchent à mettre en œuvre des technologies efficaces, résilientes, souveraines, durables et transparentes. Le matériel libre s’impose ainsi comme un secteur en expansion, porté par d’importants financements publics et un marché international conséquent, occupant une place croissante dans les infrastructures critiques.

Pourtant, malgré cette dynamique, les modalités optimales de configuration et de gouvernance des écosystèmes ouverts restent peu étudiées. Cette thèse mobilise les cadres théoriques de l’innovation ouverte, de la gouvernance des écosystèmes et de l’innovation issue des utilisateurs ou des communs. Elle approfondit la compréhension des écosystèmes de matériel libre et de leurs dynamiques collaboratives.

L’analyse porte sur l’impact des orientations stratégiques, des modèles de gouvernance et des degrés d’ouverture sur la genèse, la performance et la pérennité des projets. Elle considère aussi l’innovation, le transfert de connaissances et la création de valeur. L’étude englobe les motivations, les mécanismes de gouvernance et la longévité des initiatives de matériel libre. Elle s’appuie sur cinq publications revues par les pairs, dans une approche cumulative, intégrant et comparant des données issues d’entretiens, de questionnaire, d’études de cas et d’analyse juridique.

Les résultats contribuent à la recherche sur le matériel libre à plusieurs niveaux. Au niveau individuel : clarification des modalités de participation et des motivations. Au niveau organisationnel, la thèse identifie les facteurs stratégiques, opérationnels et de gouvernance influençant l’adoption du matériel libre. Ces facteurs incluent l’innovation, l’efficience économique, la souplesse fournisseur et l’intégration des processus. Enfin, au niveau écosystémique : mise en lumière de l’interaction entre stratégie, gouvernance et ouverture, avec une synthèse qui fait progresser la théorie et fournit des outils permettant d’ajuster le degré d’ouverture de manière appropriée aux différents contextes.