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.

Le prolongement de la durée de vie des produits fait partie des stratégies d'écoconception en design pour défier l'obsolescence (Cooper, 2010; Chapman, 2009; Van Nes, Cramer, 2006; Papanek, 1995). Il est important pour les designers de produits de considérer autant les caractéristiques matérielles des objets telles que les matériaux et les processus de fabrication, que les caractéristiques immatérielles notamment les comportements et les habitudes des usagers. L'approche du design pour la durabilité émotionnelle (DDE) propose des stratégies permettant la conception d'objets encourageant une relation pérenne avec l'usager ou l'usagère (Chapman, 2005; 2021; Haines-Gadd, 2019). Bien qu'il existe un cadre théorique clair et adapté pour les designers (Haines-Gadd, 2019), le DDE est encore peu utilisé dans la pratique du design. Dans le cadre de la présente étude, il s'agira d'explorer la question de recherche suivante: **comment soutenir la mise en pratique des stratégies du DDE dans le processus de conception des designers de produits?** L'hypothèse de recherche explorée est que les stratégies du DDE gagneraient à être enseignées aux designers de produits au niveau universitaire pour faire partie de leur boite à outils en écoconception. En adoptant une recherche-projet (Findeli, 2015; Frayling, 1993; Raîche-Savoie et Déméné, 2023), l'objectif de la recherche est de mettre en pratique certaines stratégies du DDE dans le processus de conception d'objets afin d'identifier certains défis rencontrés par les designers de produits. Deux phases de collecte de données ont été réalisées : i) une autoethnographie de 4 mois du designer-chercheur a permis de documenter son propre processus de conception ayant abouti à trois concepts de moulins à café; ii) une observation participante lors d'un atelier sur cinq semaines auprès d'étudiants et des étudiantes en 1$^\textup{ère}$ année du Baccalauréat en design de produits (Université Laval), suivi d'entretiens semi-dirigés avec eux et leurs enseignants.es Le premier résultat de cette recherche met en lumière la complexité de la mise en pratique des stratégies du DDE dans le processus de conception relié au manque d'exemples concrets et à la navigation dans l'incertitude à certaines étapes. Le deuxième résultat souligne la manière dont le DDE peut être un levier à la créativité et à la collaboration entre les membres d''une équipe, en plus de représenter une approche pertinente à l'écoconception. / The extension of product lifespan is part of eco-design strategies challenging obsolescence (Cooper, 2010; Chapman, 2009; Van Nes, Cramer, 2006; Papanek, 1995). For product designers, it is important to consider both the material characteristics of objects such as materials and manufacturing processes, and the immaterial characteristics including user behaviors and habits. The approach of Emotionally Durable Design (EDD) proposes strategies for designing objects that encourage a lasting relationship with the user (Chapman, 2005; 2021; Haines-Gadd, 2019). This approach, for which a theoretical framework proposing 9 strategies has been developed by Haines-Gadd (2019), is underutilized in design practice. This issue has led to the following research question: **comment soutenir la mise en pratique des stratégies du DDE dans le processus de conception des designers de produits?** By adopting a research-project approach (Findeli, 2015); Frayling, 1993; Raîche-Savoie & Déméné, 2023), this research wants is to implement certain EDD strategies in the design process to identify the challenges encountered by product designers. Two data activities collection were carried out: i) a 4-month autoethnography of the designer-researcher documenting his own design process resulting in three coffee mill concepts; ii) participative observations during a five-week workshop with first-year students in Product Design (Université Laval), followed by semi-structured interviews with them and their teachers. The first result of this research highlights the complexity of implementing EDD strategies in the design process related to the lack of concrete examples and navigating uncertainty. The second result emphasizes how EDD can act as a creativity enhancer and help collaboration among team members, in addition to being a relevant approach to eco-design.

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.

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.

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

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles / Au Canada, le secteur du bâtiment est responsable de 13% des émissions de GES. Dans un contexte de mix énergétique majoritairement composé de ressources renouvelables comme dans la province de Québec, les impacts environnementaux liés aux matériaux sont responsables d'une grande part des impacts des bâtiments. Par conséquent, la prise en compte du carbone intrinsèque sera nécessaire pour atteindre l'objectif canadien de carboneutralité d'ici 2050. Dans l'industrie de la construction, de plus en plus de manufacturiers sont portés à publier les résultats d'analyse du cycle de vie de leurs produits dans des déclarations environnementales de produits (DEP). Ces DEP partagent les impacts environnementaux d'un matériau de construction sous un format simplifié. Ces déclarations sont consultées par les professionnels en conception de bâtiment tels que les architectes et les ingénieurs. En revanche, malgré les règles de catégories en place et les normes à respecter pour concevoir une DEP, les hypothèses pour réaliser l'analyse du cycle de vie peuvent varier et ainsi avoir un impact sur la comparabilité des DEP. Ce projet a pour objectif d'évaluer l'effet d'utiliser les résultats d'impacts environnementaux provenant des DEP pour le choix des éléments de structure en bois massif d'un bâtiment résidentiel multiétage. L'étude a porté sur les DEP nord-américaines des éléments de structure en bois suivants : le lamellé-collé, le lamellé croisé et le bois en placage stratifié. Les résultats d'impacts environnementaux dans les DEP ont été comparés aux données génériques de la base de données Ecoinvent v3.8. Les résultats de cette étude suggèrent que les DEP peuvent généralement être utilisées sans distinction par rapport à leur équivalent dans la base de données générique. Cependant, quelques valeurs d'impacts environnementaux dans des DEP étaient nettement différentes du groupe. De plus, puisque les DEP évaluées déclaraient seulement les impacts de la phase de production, d'autres impacts tels que le transport des matériaux jusqu'au site de construction peuvent avoir un impact considérable sur l'ensemble du cycle de vie du bâtiment. Conséquemment, il est recommandé d'utiliser les DEP dans le cadre d'une analyse du cycle de vie de bâtiment plutôt que d'utiliser les DEP à des fins de comparaisons directes entre elles. Cette étude permettra aux professionnels en conception du bâtiment de mieux comprendre les impacts intrinsèques des matériaux de construction et leur influence sur l'ensemble du cycle de vie du bâtiment.

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.).