Le designer de produits est un acteur incontournable de l’opérationnalisation du développement durable (Ahmad et al., 2018a). De par son activité de conception et de fabrication, il a dorénavant une responsabilité éthique de mettre sur le marché des produits à moindre impact environnemental, social et éthique. Néanmoins, les approches dont il dispose actuellement pour concevoir des produits à moindre impact sur l’environnement présentent certaines limites et ne permettent pas de répondre, de manière globale et systémique, aux enjeux du développement durable (Van Den Abeele, 2011; Cucuzzella, 2011). L’écoconception, la principale approche enseignée et utilisée en design de produits, qui vise la diminution des impacts environnementaux des produits tout au long de leur cycle de vie, propose des solutions fonctionnant généralement sur le court et moyen termes (Cucuzzella, 2011), en tenant moins compte des enjeux sociaux, éthiques et économiques, pourtant intrinsèques au développement durable. Le biomimétisme, qui s’inspire de la nature pour résoudre des problèmes humains (Benyus, 2019), représente une démarche pertinente à explorer afin d’aider le designer de produits à répondre de façon plus systémique aux enjeux du développement durable. Dans ce contexte, cette étude a pour objectif principal d’analyser le potentiel d’intégration du biomimétisme dans le processus de développement d’un produit. La recherche descriptive qualitative fut le devis de recherche utilisé dans cette étude pour répondre à l’objectif de l’étude. Dans un premier temps, trois entrevues semi-dirigées menées auprès d’experts réputés en biomimétisme, une en France, une au Brésil et une au Canada ont été réalisées afin de comprendre leur vision de l’utilisation du biomimétisme et les limites qu’ils perçoivent. Dans un deuxième temps, une analyse critique des termes biomimétisme, biomimétique, bionique et conception bioinspirée, principaux termes utilisés dans la littérature pour qualifier une démarche d’inspiration de la nature, a été réalisée afin de proposer des pistes de recommandations menant à une nouvelle définition plus complète et complexe du biomimétisme. Dans un troisième temps, à partir des données issues des entrevues combinées à une brève analyse des principales méthodes en biomimétisme dans la conception de produits, des pistes menant à l’identification d’étapes exploratoires pour une nouvelle démarche méthodologique conceptuelle baptisée Bio-ADN sont présentées. / The product designer is a key player in the operationalization of sustainable development (Ahmad et al., 2018a). Through its design and manufacturing activities, it now has an ethical responsibility to put on the market products with a lower environmental, social and ethical impact. Nevertheless, the approaches currently available to it to create products with a lower environmental impact have certain limitations and it doesn't allow it to respond, in a global and systemic way, to the challenges of sustainable development (Van Den Abeele, 2011; Cucuzzella, 2011). Ecodesign, the main approach taught and used in product design, which aims to reduce the environmental impacts of products throughout their life cycle offers solutions that generally work in the short and medium-term (Cucuzzella, 2011), taking less account of social, ethical and economic issues, which are intrinsic to sustainable development. Biomimicry, which draws its inspiration from nature to solve human problems (Benyus, 2019), represents a relevant approach to be explored in order to help product designers respond more systemically to the challenges of sustainable development. In this context, the main objective of this study is to analyze the potential of integrating biomimicry in the product design process. A qualitative descriptive research design was used in this study to meet the objective of the study. Initially, three semi-directed interviews with renowned experts in biomimicry, one in France, one in Brazil and one in Canada were conducted in order to understand their vision of the use of biomimicry and the limits they perceive. In a second step, a critical analysis of the terms biomimicry, biomimetics, bionics and bio-inspired design, the main terms used in the literature to qualify an approach inspired by nature was carried out in order to propose recommendations leading to a new, more complete and complex definition of biomimicry. In a third step, based on the data from the interviews combined with a brief analysis of the main biomimicry methods used in product design, several avenues leading to the identification of exploratory steps for a new conceptual methodological approach called Bio-DNA are presented.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Ce travail de thèse s’inscrit dans la problématique générale du projet ECODEFI - ECOconception et Développement de méthodologies de Fabrication Innovante de machines d’épandage financé par l’Agence Nationale de la Recherche (ANR) dans le cadre du PRogramme ECOtechnologies et Développement Durable (PRECODD). Le projet ECODEFI porte sur l’écoconception et l’éco-innovation appliquées aux technologies de l’épandage, pour répondre à deux enjeux majeurs : (i) le recyclage des effluents organiques issus de l’industrie et de l’épuration des eaux et (ii) réduire à la source les risques de pollution des agro-écosystèmes. Face au besoin de prise en compte de l’environnement dans le développement des machines d’épandage, nous avons proposé une démarche d’éco-innovation qui permet d’aboutir à des véritables percées technologiques. Cette approche présente une synergie entre l’Analyse du Cycle de Vie (ACV), la matrice de non-qualité, la Théorie de Résolution des Problèmes Inventifs (TRIZ), l’analyse morphologique et le Processus d’Analyse Hiérarchique (Analytical Hierarchy Process – AHP). Dans l’enchaînement de ces outils, l’ACV évalue les impacts environnementaux générés par le système. Puis, pour une meilleure prise en considération des aspects écologiques, nous avons développé un nouvel outil, la matrice de non-qualité, qui définit, à partir des résultats de l’ACV, le problème à résoudre en priorité du point de vue environnemental. La méthode TRIZ permet la génération de nouveaux concepts et la résolution des contradictions. Ensuite, l’analyse morphologique offre la possibilité d’étendre l’espace de recherche des solutions d’un problème de conception de manière systématique. Enfin l’AHP identifie la ou les solution(s) prometteuse(s) en fournissant une logique claire pour les choix réalisés. Dans notre étude, nous nous sommes principalement intéressés aux problèmes rencontrés sur la machine PROLOG lors de la phase d’épandage des produits compostés. En effet, l'épandage du compost se développe fortement et l'entreprise SIRTEC souhaite pouvoir réaliser cette tâche avec leurs machines conçues initialement pour des matériaux granulaires. L’approche a été appliquée pour résoudre le problème d’extraction de ces produits suite à la formation de voûtes à l’intérieur de la trémie de l’épandeur. / This thesis is part of the ECODEFI project (ECOconception et DEveloppement de méthodologies de Fabrication Innovante de machines d’épandage – Ecodesign and development of innovative production methods of spreading machines) funded by the French National Research Agency within the framework of Eco-technologies and sustainable development programme (PRECODD) The ECODEFI project focuses on ecodesign and eco-innovation applied to spreading technologies, to address two major issues : (i) recycling of organic waste from industry and sewage and (ii) reducing the source of pollution risk of agro-ecosystems. Facing the need to take into account the environment in developing spreading machines, we proposed an eco-innovation design approach that can lead to real breakthroughs. This approach provides a synergy between the LCA, the non-quality matrix, TRIZ method, the morphological analysis and the AHP. In the sequence of these tools, LCA (Life Cycle Assessment) assesses the environmental impacts generated by the system. Then, for a better consideration of environmental aspects, we developed a new tool, the non-quality matrix, which defines the problem requiring solving first from an environmental point of view, from the LCA results. The TRIZ method allows the generation of new concepts and contradiction resolution. Then, the morphological analysis offers the possibility of extending the search space of solutions of a design problem in a systematic way. Finally, the AHP (Analytical Hierarchy Process) identifies the promising solution(s) by providing a clear logic for the choice made. In our study, we are mainly interested in problems on the PROLOG machine during the phase of composted products application. Indeed, compost application is strongly growing and the SIRTEC Company hopes to accomplish this task with their machines which were initially designed for granular materials. The approach has been applied to solve the problem of extraction of these products due to the formation of arches inside the spreader hopper.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Titre de l'écran-titre (visionné le 24 mai 2023) / Une grande variété de mobilier est présente dans les salles de classe des écoles primaires et secondaires du Québec. La gestion et l'acquisition du mobilier étant variable en fonction des établissements, le suivi d'inventaire et d'entretien se complexifie. Par ailleurs, la durabilité environnementale du mobilier y est peu considérée. Mettant en commun des connaissances issues des domaines du design et de l'écoconception, ce mémoire tente de comprendre dans quel état se trouve le mobilier scolaire québécois. Il repose sur une étude de cas multiples de 19 salles de classes dans 19 écoles au niveau primaire et de 40 salles de classe dans quatre écoles au niveau secondaire en utilisant différents outils de collectes de données matérielles (relevé photographique, relevé de plan et inventaire). Le cadre d'analyse par type d'usure repose sur les travaux de l'agence Rotor (2010) et de Zeisel (2006). À partir de ces données, une analyse a été effectuée afin de relever les typologies d'usure présentes sur le mobilier scolaire. Au total, dans les écoles primaires, 275 fiches ont été compilées représentant 433 chaises et 272 bureaux de l'élève dans 19 salles de classe de 19 écoles. Dans les écoles secondaires, 385 fiches ont été compilées représentant 1279 chaises et 1179 bureaux de l'élève dans 40 salles de classe de quatre écoles. À l'issu de ces observations matérielles, plusieurs types d'usure ont été relevés sur le mobilier : abrasion, rayure, dépôt, fatigue, déformation, dislocation, accessoire, identification et trace illégitime. Enfin, la recherche confirme que le mobilier est dans un état de désuétude avancé, bien qu'encore fonctionnel. Comme le mobilier brisé n'est plus présent dans les salles de classe, cette données n'a pas été exploitée. Enfin, des pistes de réflexion et des stratégies d'écoconception issue du modèle de Van Nes et Cramer (2005) pourraient être intégrées au design du mobilier pour favoriser une plus grande durabilité et circularité. / A large variety of furniture is present in the classrooms of Quebec's primary and secondary schools. The management and acquisition of furniture varies from one school to another, making inventory and maintenance follow-up more complex. Furthermore, the environmental sustainability of furniture is not given much consideration. By bringing together knowledge from the fields of design, architecture and eco-design, this thesis aims to understand the state of Quebec's school furniture. Using a multitude of case of studies from 19 classrooms at the elementary level and 40 classrooms at the secondary level using different material data collection tools (photographic survey, plan survey and inventory). The framework for analysis by wear type is based on the work of Rotor (2010) and Zeisel (2006). Based on these data, an analysis was conducted to identify the wear typologies found on school furniture. In total, in elementary schools, 275 records were compiled representing 433 chairs and 272 student desks in 19 schools in 19 classrooms. In the secondary schools, 385 records were compiled representing 1279 chairs and 1179 student desks in 40 classrooms in four schools. As a result of these material observations, several types of wear were noted on the furniture: abrasion, scratching, deposition, fatigue, deformation, dislocation, accessory, identification and illegitimate trace. Finally, the research confirms that the furniture is in an advanced state of disuse, although still functional. As broken furniture is no longer present in the classrooms, this data was not exploited. Finally, avenues of reflection and eco-design strategies derived from the Van Nes and Cramer (2005) model could be integrated into the design of furniture to promote greater sustainability and circularity.

Les oxazolidinones sont des composés prometteurs pour des applications industrielles, mais aucune méthode ne convient à ce jour pour les produire à large échelle, à cause de l'utilisation de réactifs et de catalyseurs métalliques nocifs pour la santé et l'environnement. Une nouvelle méthode de synthèse de ces composés a donc été élaborée en utilisant des aminoalcools et du carbonate de diéthyle. Cette réaction est catalysée par un hydrogénocarbonate d'imidazolium biosourcé qui est produit par voie électrochimique afin de réduire son impact sur l'environnement.Cette méthode de synthèse d'oxazolidinones a ensuite été appliquée à la synthèse d'une oxazolidinone biosourcée. Pour cela, la synthèse d'un aminoalcool a été réalisée, et sa structure a été établie à partir de réactifs pouvant être issus de ressources renouvelables. La voie de synthèse a fait l'objet de modifications pour permettre la production de l'aminoalcool à plus grande échelle dans des conditions plus sûres.La seconde thématique de ces travaux porte sur les liquides ioniques, des sels liquides très peu volatils, couramment utilisés comme solvants. Ces composés sont généralement chers, ainsi, plutôt que de les éliminer à la fin de leur utilisation, il est plus intéressant de les recycler. Mais leur faible volatilité empêche leur recyclage par distillation, contrairement aux solvants organiques usuels. Il a ainsi été développé une première méthode électrochimique, économe en énergie, qui permet le recyclage de liquides ioniques biosourcés par la formation d'un hydrogénocarbonate d'imidazolium intermédiaire. Cette méthode a été comparée à d'autres procédés de recyclage grâce à une étude préliminaire du cycle de vie.Mots clés : oxazolidinone, aminoalcool, imidazolium, liquide ionique, biosourcé, recyclage, électrochimie, développement durable, écoconception, cycle de vie / Oxazolidinones are promising compounds for industrial applications, but nowadays there is not convenient method to produce them on large scale, because of the use of reactants and metallic catalysts harmful for health and environment. A new synthesis method of these compounds was thus elaborated using aminoalcohols and diethyl carbonate. This reaction is catalysed by a biobased imidazolium hydrogen carbonate which is produced by an electrochemical pathway in order to reduce its impact on the environment.This oxazolidinones synthesis method was then applied to the synthesis of a biobased oxazolidinone. To achieve this, an aminoalcohol synthesis was realised, and its structure was established from reactants that can come from renewable resources. The synthesis pathway was the object of modifications to permit the production of the aminoalcohol on a larger scale in safer conditions.The second thematic of these works is based on ionic liquids, very low volatile liquid salts, commonly used as solvents. These compounds are usually expensive, so, rather than to eliminate them at the end of their use, it is more interesting to recycle them. But their low volatility prevents their recycling by distillation, unlike common organic solvents. So, a first electrochemical method was developed, low energy consuming, permitting the recycling of biobased ionic liquids by the formation of an imidazolium hydrogen carbonate as intermediate. This method was compared with other recycling processes through a preliminary life cycle study.Keywords: oxazolidinone, aminoalcohol, imidazolium, ionic liquid, biobased, recycling, electrochemistry, sustainable development, eco-design, life cycle

Aujourd’hui, nous savons qu’environ 75 à 80% des impacts environnementaux des produits sont déterminés lors de la conception. Le rôle du designer industriel est donc crucial pour arriver à une forme de développement plus viable. Cette recherche tente de cibler les champs de connaissances qui devraient faire partie de la formation des professionnels du développement de produits pour y intégrer les aspects environnementaux. Après une recension de la littérature en design industriel, en pédagogie et en environnement, l’étude de terrain a été conduite en deux temps. Selon des critères prédéfinis, des programmes universitaires « spécialisés » en environnement/développement durable, au Québec, ainsi que des formations en éco-conception, offerts en France, ont été analysés. L’étude de terrain a été complétée par un entretien en profondeur semi-dirigé avec un consultant, qui aide des entreprises québécoises à intégrer l’environnement en développement de produits. L’analyse des informations recueillies met en évidence la nécessité de transformer rapidement les formations universitaires en conception de produits. Le nouveau cursus de design industriel devrait; 1. Intégrer les connaissances relatives aux impacts environnementaux; 2. Encourager le travail en équipes multidisciplinaires pour enrichir la collecte d’informations relative aux projets de développement; 3. Établir une collaboration étroite entre les établissements d’enseignement et les industries, ce qui est essentiel à la compréhension des enjeux de développement de produits et services (culture de l’entreprise, coût, délais, logistique, réglementation, etc.). / Today, the experience accumulated in the field of environmental design has put into perspective that approximately 75 to 80% of the environmental impacts of a product are determined during the design process. The role of the industrial designer is therefore crucial for achieving a better management of environmental impacts. In Quebec, the university curriculum in product design does not address sustainable development in a comprehensive manner; the introduction of this paradigm remains weak. This research seeks to target those areas of knowledge that should be part of the curriculum for training professionals in product development for environmental design. As a first step, we studied the curriculum of academic programs that "specialize" in environmental and sustainable development in Quebec, and then, the training programs in eco-design available in France. The field work was completed with an in-depth interview with a Quebec speaker who focuses on addressing environmental aspects in product development for enterprises. The information collected during these three phases of the field study was analyzed and highlighted the need for a major transformation of the university curriculum regarding the ways in which the environmental issues are addressed in industrial design as to: 1. Introduce the knowledge related to environmental issues; 2. Promote multidisciplinary team work; 3. Create collaboration between schools and industries for a better understanding of design processes (business culture, economic aspects, schedule, laws, etc.).

L’introduction du développement durable apporte de nouvelles préoccupations environnementales au niveau de la construction et de la rénovation résidentielles, une industrie qui représente un marché économique important au Canada. En plus d’engendrer plusieurs impacts sur l’environnement, la conception actuelle ne permet pas d’accommoder le changement initié par l’évolution des pratiques, les avancées technologiques, mais également par l’évolution des patrons de vie des occupants. Dans un premier temps, la revue de littérature dresse le portrait de l’industrie de la construction, rénovation et démolition (CRD) au Canada, ainsi que le profil de gestion des débris de CRD. Ensuite, une analyse documentaire traite de différents outils de conception développés pour améliorer la performance du secteur : 3RV-E, écoconception, écoconstruction et LEED®. De plus, la recension des écrits permet également de cerner les concepts d’adaptabilité et de flexibilité au niveau du bâtiment et dans les approches et mouvements émergents en architecture. Cette démarche nous amène à établir l’hypothèse que l’intégration des critères d’adaptabilité et de flexibilité au niveau du logement aurait pour effet d’améliorer l’adéquation entre les besoins évolutifs des occupants et les nouvelles considérations environnementales. Au niveau méthodologique, l’analyse du cycle de vie simplifiée par l’Eco-indicator99 encadre l’analyse environnementale de l’ossature de trois types de construction de cloison. De cette évaluation, on conclut que c’est la construction traditionnelle à ossature de bois qui produit le moins d’impacts. Dans l’ordre suivant la proposition de construction de cloison à ossature d’aluminium, plus adaptable et flexible, et finalement la construction à ossature d’acier qui est le système le plus dommageable. Par contre, en intégrant le facteur temporel, cette analyse démontre que l’intégration de l’adaptabilité et de la flexibilité procure plusieurs cycles de vie et de rénovation au produit et à ses composantes. Finalement, ces concepts offrent également le potentiel de diminuer les impacts générés par la construction et la rénovation, un constat qui mériterait d’être abordé dans une approche plus systémique. / The introduction of sustainable development brings new environmental concerns on an important Canadian market industry: construction and residential renovation. Not only does the current concept have a considerable impact on the environment, it also can’t follow up with the development of practices, technologies and occupants’ lifestyle. First, a literature review draws a picture of the construction, renovation and demolition industry (CRD) in Canada and it outlines the CRD rubbles management profile. Then a documentary analysis drafts different concept tools that were developed to improve the industry’s performance. They are 3RV-E, ecodesign, sustainable construction and LEED®. The papers review also explores the adaptability and flexibility concepts on the construction sector and on the emerging architectural trend. This approach brings us to the hypothesis that the integration of the adaptability and flexibility criteria to the housing sector will improve the adequacy between the progressive needs of the occupants and the new environmental issues. On a methodological perspective, the simplified lifecycle analysis performed with the Eco-indicator99 overviews the environmental analysis of three types of partition construction. The outcome of this evaluation is that the one with the less environmental impact is the traditional construction with a wooden framework, followed by the construction with an aluminum framework which is adaptable and flexible, and in third place, the construction with a steel framework which is the most harmful to the environment. On the other hand, adding the time factor to this analysis demonstrates that the integration of the adaptability and flexibility criteria brings a number of renovation and life cycles to the product and its components. In the end, these concepts present us with a potential of reducing the impacts of construction and renovation on the environment and that’s an assessment that would need to be approached systematically.

Aujourd’hui, il existe très peu de nouveaux produits écoconçus (NPE) mis sur le marché par les PME du Québec et les réussites commerciales sont encore plus rares. Dans ce contexte, il semble pertinent de se pencher sur la manière dont le processus d’écoconception pourrait être à la fois mieux et plus utilisé dans les PME québécoises en étudiant spécifiquement la réception des NPE auprès des détaillants pendant la commercialisation. La question à laquelle se propose de répondre ce mémoire est la suivante : comment un produit conçu selon une approche cycle de vie est-il reçu par le réseau de détaillants d’une PME? Aussi, cette recherche explore le rôle du designer, qui normalement s’achève au début de la commercialisation, que pourrait jouer durant cette phase afin de favoriser la réception positive d’un NPE. Cette recherche s’appuie sur une étude de cas de la première phase de commercialisation d’un meuble de salle de bain écoconçu par une PME manufacturière québécoise en 2010 et 2011. La chercheuse a observé la réception d’un NPE, c’est-à-dire la perception et l’appréciation de celui-ci, par des personnes œuvrant dans une PME de fabrication d’ameublement de salle de bain et par ceux qui agissent dans son réseau de distribution. Nous avons relevé que la compréhension des notions liées à l’écoconception est un enjeu important dans la réception d’un NPE. C'est pourquoi la formation des détaillants et l’éducation des consommateurs deviennent essentielles pour la réception positive d’un NPE. Dans cette perspective, le designer pourrait intervenir durant la commercialisation. / There are still very few new eco-designed products (NEP) commercialized by SMEs and commercial successes are even more rare in Quebec. In this context, this study examines how the eco-design process could be integrated more easily with people working in SMEs in Quebec, specifically studying the retailer’s reception of NEP during the commercialization. Therefore, a major question from this dissertation in learning research is: how a product designed according to the life cycle approach is received by the SMEs’ network of retailers? Also, our research explores how the role of designer, which normally ends at the beginning of the commercialization, could evolve during this phase to help receive a NEP. This case study, examines the first phase of the commercialization of bathroom furniture eco-designed by a Quebec manufacturing SME in 2010 and 2011. The researcher observed the reception of a NEP, which in summary translates in the perception and appreciation of NEP. These observations were lead with people working in an SME manufacturing bathroom furniture and with people working in his network of retailers. It was observed that the understanding of the notion of eco-design is an important issue in the reception of a NEP. For this reason, the training of the retailers and the education of the consumers are an essential part for the positive reception of a NEP. Also, because of his/her knowledge of eco-design, the designer could become a major contributor during the phase of commercialization.