Le renouveau actuel du vocabulaire formel dans l’univers des architectures dites « non standards » s’appuie largement sur l’utilisation de modeleurs tridimensionnels. Dans cette démarche de conception, la stratégie de modélisation d’objets relève moins de l’utilisation directe de la géométrie que de la formalisation d’une idée. En effet, le travail de recherche morphologique, de la forme idée à la forme visée, nécessite de nombreux ajustements incompatibles avec une démarche linéaire de modélisation géométrique. Nous émettons l’hypothèse que la genèse des formes résulte d’opérations successives de transformation de forme fondées sur des objectifs sémantiques et guidées par une ou plusieurs images mentales. Ce cheminement se fait par des variations importantes entre différents états de la forme et par de nombreux ajustements de cette forme. Pour répondre à ce processus itératif nous proposons une approche paramétrique de la modélisation qui s’appuie sur des modificateurs de forme de haut niveau. Nous nommons opérateurs morphologiques ces outils d’action sur la forme qui permettent à partir d’une fonction de transformation morphologique (bomber, torsader, plisser…) de trouver par différentes solutions alternatives et par ajustement une forme satisfaisante. Notre travail aborde plus spécifiquement les opérateurs plier, plisser, froisser / The current renewal of formal vocabulary in the world of architecture, so-called “non-standard”, relies heavily on the use of three-dimensional modelers. In this design strategy, object modeling falls under the direct use of geometry as the formalization of an idea. Indeed work with such forms requires many adjustments incompatible with linear geometric modeling. We assume that the genesis of forms results from successive operations processing form that are founded on semantic objectives and guided by one or more mental images. This semantic path is a variation between different states of the form and numerous adjustments to the form. To formalize this iterative process, we propose a parametric approach based on high level modifiers of form. Morphological operators are action tools that allow finding a satisfactory form through a morphological transformation (bulging, twisting, pleating…) and adjustment. Keywords : morphological operator, 3D design, architectural conception

Apprendre un concept scientifique procède d’un processus de déconstruction-reconstruction. Enseigner signifie aider l’élève dans cette démarche qui lui demande de rejouer, pour lui le parcours d’invention qui a permis l’émergence du concept. C’est justement pour faire face à la crise que traverse l’enseignement scientifique en France et dans le monde et parce que l’on considère que les pratiques pédagogiques habituelles, encore utilisées, en sont pour partie responsables, que la démarche d’investigation est universellement proposée. Procéder par investigation est une méthode qui demande à l’élève de construire son savoir. Elle est présentée comme étant plus efficace pour apprendre. Une réflexion autour de la raison de cette efficacité nous conduit à nous arrêter au niveau de l’étape de formulation d’hypothèse qui semble constituer le pivot de la démarche. Des énoncés d’élèves pour lesquels nous inférons qu’ils sont la traduction de leur représentation montrent qu’il est possible d’explorer leur état de pensée dans une situation d’apprentissage et mieux, de suivre des processus de pensée. Les méthodes élaborées pour cela semblent efficaces puisque nous parvenons à montrer à l’échelle d’une classe que grâce à la formulation d’hypothèses tous les élèves parviennent, à leur rythme, à atteindre le savoir scientifique. Ainsi, nous constatons que l’hypothèse joue un rôle structurant pour le savoir en construction. Elle le façonne à mesure du processus de déconstruction-reconstruction. Ces considérations nous autorisent à penser que l’utilisation de la formulation d’hypothèse contribue à l’efficacité de la démarche par investigation par rapport à une démarche plus classique pour apprendre un savoir scientifique / To learn a scientific concept proceeds of a process of demolition-reconstruction. To teach means helping the pupil in this approach which asks him to replay, for him the route of invention which allowed the emergence of the concept. It is exactly to face the crisis which crosses the scientific education in France and in the world and because we consider that the usual, still used educational practices, are partly responsible for it, that the approach of investigation is universally proposed. To proceed by investigation is a method which asks to the pupil to build his knowledge. She is presented as being more effective to learn. A reflection around the reason of this efficiency leads us to stop at the level of the stage of formulation of hypothesis which seems to constitute the pivot of the approach. Pupils’ statements for which we deduce that they are the translation of their representation show that it is possible to explore their state of thought in a situation of learning and better, to follow processes of thought. The methods developed for it seem effective because we succeed in showing on the scale of a class that thanks to the formulation of hypotheses all the pupils succeed, with their rhythm, in reaching the scientific knowledge. So, we notice that the hypothesis plays a role structuring for the knowledge under construction. She trains it for measure of the process of demolition-reconstruction. These considerations authorize us to think that the use of the formulation of hypothesis contributes to the efficiency of the approach by investigation compared with a more classic approach to learn a scientific knowledge.

Comment la transmission de connaissances peut aider les concepteurs du secteur du luxe à réinventer les objets et l’expérience de la marque tout en restant ancrés dans son patrimoine ? Cette question ouverte dans les sciences de gestion et de la conception intéresse le domaine du luxe, tout particulièrement la Maison Dom Pérignon en constante quête de renouvellement. En effet, innover sans trahir les traditions est à l’origine de plusieurs tensions. Dans cette thèse, nous montrons comment la transmission d’un « patrimoine de création » peut aider les concepteurs du secteur du luxe à surmonter ces tensions. En étudiant celui de la Maison Dom Pérignon et ceux contenus dans divers livres de la haute cuisine, nous mettons en évidence trois caractéristiques de ce patrimoine de création qui constituent autant d’axes de recherche : Premièrement, nous décrivons les effets positifs sur l’originalité et l’efficacité opérationnelle que la transmission d’un patrimoine de création peut avoir sur les collectifs de concepteurs conduisant des projets d’innovation. Deuxièmement, en faisant appel aux théories de la conception, nous construisons un modèle formel mettant en relation les structures de connaissance et les types de générativité qu’un patrimoine de création peut provoquer. Nous montrons qu’un même domaine peut en contenir plusieurs, qu’un même patrimoine de création peut favoriser plusieurs types de générativité qui pourraient sembler en principe incompatibles, et que ces différents types de générativité peuvent évoluer à travers le temps. Finalement, nous montrons que la conception d’un patrimoine de création exige des interactions entre concepteurs expérimentés et concepteurs récepteurs afin de formaliser, réorganiser et partager un langage du connu et un langage de l’inconnu. Ce dernier est composé des éléments du premier. Nous mettons aussi en exergue que la structure formelle d’un patrimoine de création peut refléter la structure de l’organisation de conception / How can knowledge transmission help designers in the luxury industries to reinvent the brand's objects and experiences while remaining rooted in its heritage? This open question in the management and design sciences is of interest to the luxury sector, and especially to Dom Pérignon, in constant quest of renewal. Indeed, to innovate without betraying tradition is at the origin of several tensions. In this thesis, we show how the transmission of a "creative heritage" can help designers in the luxury industry to overcome these tensions. By studying the creative heritage of Dom Pérignon and those contained in various haute cuisine books, we highlight three characteristics of this creative heritage that constitute as many lines of research: First, we describe the positive effects on the originality and the operational efficiency that the transmission of a creative heritage can have on the collectives of designers leading innovation projects. Secondly, by using design theories, we construct a formal model linking the knowledge structures and the types of generativity that a creative heritage can promote. We show that a same domain can contain several generativities, that a same creative heritage can favor several types of generativity that might seem incompatible in principle, and that these different types of generativity can evolve over time. Finally, we show that the design of a creative heritage requires interactions between experienced and recipient designers to formalize, reorganize and share a language of the known and a language of the unknown. The latter is composed of the elements of the former. We also highlight that the formal structure of a creative heritage can reflect the structure of the design organization.

Aujourd’hui, la conception de moteurs électriques est stratégique dans l’activité industrielle.La poussée des véhicules électriques avec la recherche de fortes efficacités pour des raisons d’autonomie stimule cette activité. Ce travail de thèse entre dans un même contexte avec une contrainte de coût très importante liée au développement de produit dans le domaine du grand public.Cette thèse est une contribution à la conception de machines électriques dans un contexte industriel. Elle intègre les coûts et les contraintes d’un industriel avec la prise en compte du processus d’industrialisation du moteur ainsi que les variations des coûts de matières premières. Une plateforme d’éco-conception de moteur sera présentée intégrant différentes topologies.La première partie de ce mémoire présente un bref état de l’art sur les machines synchrones à aimants permanents (MSAP) qui permet de faire le choix des topologies pertinentes.Les contraintes industrielles sont considérées avec la présentation d’un modèle industriel sur les coûts liés à la fabrication des moteurs et un modèle économique sur les fluctuations des coûts des matières premières.Dans une seconde partie, ces topologies seront optimisées à l’aide des algorithmes génétiques pour une application dans le domaine de la ventilation. Cette étude a mis en avant l’écart entre la topologie MSAP en surface avec la ferrite et la MSAP insérés avec du néodyme du point de vue économique et performance. À la suite de cette comparaison, une nouvelle topologie correspondant à un mélange des deux types d’aimants dans le rotor est introduite pour s’orienter sur une configuration à concentration de flux.Des mesures expérimentales valident les résultats présentés dans cette thèse sur les topologies MSAP en surface et MSAP insérés, la topologie à concentration de flux sera prototypée ultérieurement. / Nowadays, design of electric motors is strategic in industrial activity. The thrust of electric vehicles stimulates this activity. Indeed, high efficiencies are needed to seek autonomy.The same constraints apply in the consumer product industry along with a very significant cost concern.This thesis is a contribution to the design of electrical machines in an industrial context.An eco-design platform will be presented. It integrates the costs and the constraints of an industrialist: the process of mass production and raw materials cost variations.The first part of this paper presents a brief state of the art on BLDC motors. Relevant topologies are selected for the platform. Two new models are proposed in this work. The first one is an industrial model taking into account costs related to mass production. The second one is an economic model which considers raw material cost fluctuations.In a second part, surface permanent magnet (SPM) and the inserted permanent magnet (IPM) topologies will be optimized using genetic algorithms. An application in the ventilation field is chosen to compare these topologies. This study highlighted the gap between both topologies concerning cost and performance. As a result of this comparison, a flux concentration topology is presented. A mixture of two types of magnets in the rotor allow to reach a technico economic compromise.Experimental measurements validate the results presented in this thesis on SPM and IPM topologies. The flux concentration topology will be prototyped in future works.

La préoccupation à l'origine de cette thèse est la recherche de relations entre la conception, activité-clé pour l'enseignement de la technologie, et la familiarisation des élèves à un outil désormais emblématique du métier de concepteur, la Conception Assistée par Ordinateur (CAO). Après avoir situé la conception et la CAO dans le contexte de l'enseignement de la technologie, l'activité de conception est étudiée afin de dégager certains de ses traits définitoires et d'analyser son potentiel en termes de mobilisation de connaissances. Une analyse détaillée du fonctionnement de la CAO permet de mettre en relief les complexités de sa mise en usage. Enfin, la notion de familiarisation est définie et les variables en jeu dans la construction d'une familiarisation à un logiciel de CAO sont mises en évidence. Les études empiriques présentent l'élaboration d'instruments de recherche et leur mise en oeuvre : une tâche de conception simplifiée et les outils d'analyse de ses produits, textes et dessins, ainsi que deux familiarisations à la CAO. L'étude comparative des textes et dessins de conception de 95 élèves de quatrième au cours de deux réalisations successives de la tâche montre que la complexité des propositions des élèves s'accroît et qu'ils se familiarisent à la tâche. Le type d'enseignement suivi par les élèves entre les deux réalisations de la tâche a une incidence très limitée.

La notion d'intégration produit-process, c'est à dire le mode de coordination bureau d'études – fabrication permettant la prise en compte des contraintes de fabrication dans la conception, a toujours été présente dans l'histoire de l'entreprise Berliet puis Renault VI. Nous allons montrer dans ce chapitre que l'intégration a donné lieu à l'élaboration de plusieurs dispositifs que nous assimilerons à différents idéaux-types. L'analyse historique mettra en évidence que les dispositifs identifiés n'ont pas de lien entre eux et qu'ils n'ont donc pas engendré un mouvement collectif de transformation du processus de conception autour de la question de l'intégration produit-process.

L'optimisation de la synthèse logique de circuits dépend de la structure matérielle cible pour les circuits combinatoires (logique aléatoire, réseaux prédiffusés, PLA...) ainsi que de l'architecture choisie par le concepteur pour les circuits plus complexes (contrôleur). On propose un système de synthèse flexible à base de règles (système ASYL). Ces règles traduisent les critères d'optimisation des structures cibles ainsi que les choix de conception. L'illustration pratique concerne essentiellement la synthèse des fonctions booléennes sur PLA et la synthèse de contrôleur

Au sein du génie industriel, cette recherche a pour objectif de proposer des outils et des méthodes qui facilitent l'identification, l'intégration et le transfert des besoins et des attentes des usagers dans une démarche de conception de produits nouveaux. Dans le cadre d'une convention CIFRE passée avec le CTBA, nous avons expérimenté le transfert, au sein des méthodes de conception des cuisines, de deux axes complémentaires d'évolution pour le métier d'ergonome concepteur. Le premier axe concerne l'interdisciplinarité nécessaire à tout projet d'innovation. Il met en avant le fait que l'ergonome se doit d'adopter une démarche d'innovation anthropocentrée et démontre l'apport de disciplines telles que la sociologie ou encore le marketing dans une meilleure indentification, par l'ergonome concepteur, des besoins et des attentes des usagers. La notion d'usage y joue un rôle de référentiel commun pour l'équipe de conception. Le second axe est l'utilisation d'un outil de simulation en 3D des activités gestuelles d'utilisation pour appréhender les situations d'utilisation futures possibles. Nous présentons les retombées qu'il peut avoir au sein du processus de conception de meubles de cuisine et ses apports dans la mise en avant de la valeur ajoutée de l'ergonomie. Nos résultats aboutissent à la proposition d'une démarche anthropocentrée de conception basée sur l'usage et qui utilise un outil de simulation 3D des activités gestuelles pour intégrer plus efficacement els attentes et les besoins des usagers dans la reconception de produits existants ou dans la conception de futurs produits. Cette nouvelle démarche constitue un moyen de faire évoluer le métier d'ergonome concepteur vers de nouvelles pratiques coopératives et anthropocentrées intégrant les modes de vie au coeur de la conception de produits.

La définition d'un système d'information nécessite la prise en compte de nombreuses questions relatives à des aspects dynamiques du type ``comment une unité de soins réagit-elle face à une demande d'acte de la part d'un prescripteur ?'', ``quelles sont les contraintes à vérifier lors de l'élaboration du planning du personnel d'une compagnie de trains ?'' ou encore ``que faut-il faire lors de l'absence d'un agent ?''. Ces questions doivent être traitées tout au long de l'activité de modélisation des applications. L'objectif de cette thèse est d'intégrer et de développer des patrons afin d'apporter des éléments pour faciliter l'analyse, la conception et l'implantation de tels besoins appelés ``situations comportementales'' exprimant des réactions à des situations significatives des applications. Concrètement, le modèle et le langage de patrons SCalP permettent de représenter des situations comportementales depuis leur expression au niveau de l'analyse jusqu'à leur implantation dans un système cible ; ils sont expérimentés dans un cadre de bases de données actives avec le système de gestion de bases de données actif NAOS. Les patrons que nous proposons représentent des solutions à des problèmes récurrents dans divers domaines et à différents niveaux d'abstraction. Notre approche présente deux avantages principaux. D'une part, elle permet une expression assez naturelle des situations comportementales. D'autre part, elle facilite la réutilisation de composants (patrons) plus conséquents que de simples classes d'objets. Ces patrons représentent de véritables mini-systèmes basés sur la prise en compte en amont (production) et en aval (consommation) d'événements pertinents quant à la dynamique du système d'information concerné.

Dans le domaine de la conception de produits nouveaux (NPD), le facteur humain est considéré comme une source de créativité. Visant à la conjonction de la nouveauté et de l'utilité, le domaine NPD structure un processus méthodologique en développant des outils et méthodes intégrant des informations relatives à l'utilisateur dans les phases amont de la conception. En vue d'avoir des points de vue nouveaux qui permettront d'améliorer les méthodologies de NPD, notre recherche propose comme domaine d'application la conception architecturale (CA). Dans le domaine de CA, la prise en compte de l'utilisateur futur est considérée comme une tache essentielle tout comme le domaine de NPD. Lors de l'intégration des informations relatives à l'utilisateur futur dans les phases amont du processus de conception architecturale, nous avons constaté certains problèmes sur l'intervention du consultant en ergonomie dans les phases amont et sur les difficultés de communication entre les futurs utilisateurs et l'architecte. La conception architecturale se doit d'intégrer des méthodes et outils qui peuvent favoriser l'activité créative pluridisciplinaire en amont du processus. Nous proposons un modèle théorique du processus amont de CA basé sur l'introduction des méthodologies de NPD qui sont en cours de développement. Il vise à favoriser la création architecturale tout en intégrant les divers avis concernant la qualité architecturale vis-à-vis de l'utilisation. Dans le cadre d'un projet architectural, appliqué à l'habitat d'urgence, nous avons expérimenté ce modèle théorique et ensuite effectué la critique constructive avec des architectes professionnels. Le résultat de cette recherche est un modèle du processus amont de conception architecturale qui permet d'intégrer des informations relatives à l'utilisateur de manière collaborative lors de la génération et le développement des concepts. Au cours de la construction de ce modèle, nous avons pu apporter de nouvelles connaissances en innovation des méthodologies de NPD, tout en offrant une vision nouvelle de la conception architecturale.