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.

Nos recherches ont permis de définir une méthode originale permettant d'identifier les points faibles de recyclabilité d'un produit dès sa conception, en vue de l'amélioration de ses performances, et ce dans un contexte de non maîtrise des filières de valorisation. Notre proposition consiste en la construction d'indicateurs multicritères de recyclabilité, témoins de l'adéquation du produit avec le système de valorisation. Une modélisation du système à partir de la combinaison des modélisations de procédés élémentaires est proposée. La recyclabilité est évaluée pour différents scénarii de valorisation, y compris prospectifs. Une méthode d'identification des points faibles du produit à partir de l'évaluation mène à la formulation de voies d'amélioration de conception.L'application de la méthode à des produits électroniques conduit à la formulation de règles concrètes d'amélioration et souligne la richesse de la méthode. L'intégration optimisée de méthode en entreprise est enfin explorée.

Nouvelle méthode de prédiction de la propagation acoustique en MF/HF, la méthode du potentiel d'intensité (IPA) est basée sur un bilan local d'énergie. La discrétisation du volume d'air en éléments finis permet de respecter au mieux la géométrie. Une véritable analogie avec la conduction thermique permet l'utilisation de solveurs existants, dotés d'interfaces graphiques. L'hypothèse d'une "Loi de Fourier" reliant l'énergie et l'intensité, non démontrée dans le cas général, est relaxée. Le champ d'intensité irrotationnelle est calculé, fournissant des informations locales précieuses sur les voies de transfert acoustique dès la phase de conception des produits industriels. Le calcul de la pression est possible en champ libre. La méthode du potentiel d'intensité a été validée sur une maquette d'encapsulage de moteur de camion, par comparaison avec des mesures de fonction de transfert et avec un calcul par éléments frontières. La puissance de la source dans son environnement est mesurée.

Les technologies de l'information atteignent une maturité en ce qui concerne leur application sur les produits grand public. A ce stade, la conception poussée par technologies doit se tourner vers la conception centrée utilisateur. Nous avons observé les tendances suivantes dans le domaine des Appareils Numériques Electroniques Grand Public (ANEGP) : la convergence de fonctions et de fonctionnalités et la diversité de dispositifs d'entrée et de sortie de l'information. Dans ce contexte, l'ergonome est appelé le plus tôt possible dans le processus de conception et ce, en tant que porteur du projet. La phase de développement de concepts demande à l'ergonome de jongler constamment entre la créativité et l'évaluation. Il a besoin d'élaborer des Représentations Intermédiaires (RI) précoces et de repositionner les méthodes classiques. Nous avançons deux hypothèses : Les différentes RI formalisées au cours de l'Analyse des Tendances Conjointes peuvent être utilisées en tant qu'outil de dialogue interdisciplinaire. Les techniques dites économiques peuvent être utilisées afin de tester les pré-concepts. Nous avons expérimenté ces hypothèses dans le cadre d'un projet RNRT Télévision Interactive (TVi). Le résultat de cette recherche est un modèle du processus de conception des ANEGP pour générer des concepts adaptés aux utilisateurs. Au cours de la construction de ce modèle nous avons pu contribuer à une meilleure compréhension des démarches de l'ergonome dans le domaine des ANEGP.

L’allègement des véhicules automobiles imposés par des nouvelles règlementations remettent en question le choix des matériaux et des designs dans le développement des nouvelles pièces mécaniques dans l’industrie automobile. Pour les rotules de suspension, cet allègement a pour conséquence l’augmentation de l’intensité du chargement subi par ces organes qui assurent la stabilité du véhicule et sa tenue sous différentes conditions de roulage : virage, freinage brusque, franchissement d’obstacles, etc.. Sous un chargement intense, des phénomènes d’endommagement d’origines mécanique, thermique et tribologique peuvent apparaitre dans le contact conforme de la rotule. La caractérisation et la modélisation de ces phénomènes en fonction du chargement incident ont particulièrement été abordées dans ce travail de thèse. Des essais d’endommagement ont été réalisés sur des rotules automobiles fournies par le partenaire industriel VT2i afin d’appréhender l’influence des sollicitations intenses et répétées sur la dégradation de la fonction rotule d’un véhicule. La reproduction de ces phénomènes sur des éprouvettes ont permis d’identifier les lois de comportement des matériaux constituant la rotule et de définir leur fonctionnement optimal selon les cahiers des charges établis par les clients de VT2i. Une modélisation de l’endommagement du contact pivot-coussinet de la rotule a été proposée et confrontée aux résultats d’essais expérimentaux. La bonne adéquation des résultats de la modélisation avec ceux des essais montre la pertinence de la démarche adoptée. Cette dernière consiste à (i)- analyser la cinématique de la rotule de suspension en fonction du chargement imposé, (ii)- identifier l’évolution du champ de contraintes pendant les phases de roulage, (iii)- calculer le champ de glissements dans le contact et enfin (iv)- évaluer la contribution des différents modes d’endommagement dans la dégradation totale de la rotule. La modélisation a permis de mettre en place un outil d’aide à l’optimisation du contact pivot-coussinet de la rotule et la conception de nouvelles géométries répondant aux contraintes techniques sévères du marché pour notre partenaire industriel / Car weighting from new guidelines challenges material and design engineering in new automotive applications. For suspension ball joints, products weighting consequences are the increase of thermomechanical loading supported by the parts which ensure car stability and road handling (curves, hard braking, obstacle crossing, etc.). Under such loadings, the damage of ball joints are due to mechanical, thermical and tribological aspects that can occur in the conformal contact interface. Characterization and modelling of such phenomenon under different thermomechanical loading has been particularly studied. Damage tests performed on automotive ball joint made by our industrial partner VT2i led to understand the influence of intense and repeated solicitation on the part degradation. The analysis of the same phenomenon tested on material probe test gives information about its behavior and define convenient application regime for each VT2i customer demand. A damage modelling in suspension ball joint contact interface has been proposed and compared to damage tests performed on real ball joints. This good adequation between experimental and modelling results confirmed the pertinence of the proposed modelling approach which consists in (i) analyzing kinematical behavior under different loadings of suspension ball joints, (ii) identifying the stress field evolution during the driving phases, (iii) evaluating the sliding distance field in the contact interface, and last (iv) evaluating the damage mode contributions to the total degradation of the ball joint. The modelling allowed to develop an assistance tool for optimization and design of new ball stud/ball socket contact and geometries of suspension ball joints, responding to the severe technical specifications of the automotive market for our industrial partner VT2i

L'expérience de l'utilisateur (UX) est devenue une préoccupation majeure pour la conception de produits. Aujourd'hui, il existe différents outils pour l'évaluation de l'expérience de l'utilisateur sur l'apparence des produits finaux. Très peu d'outils et de méthodes permettant d'anticiper l'expérience de l'utilisateur au cours de la conception amont existent. Cette thèse explore le large éventail de dimensions en conception qui constituent potentiellement l'expérience de l'utilisateur. Les propriétés dynamiques des produits apparaissent comme un facteur important. Dans les expérimentations, un logiciel basé sur des mots et des liens d'inspiration, ainsi que la technique ‘body storming' sont testés comme un moyen de génération de l'expérience utilisateur. Les concepts et les gestes d'interaction produits sont ensuite évalués par une combinaison de questionnaires et de mesures comportementales et physiologiques. Les résultats des expérimentations montrent premièrement qu'une large gamme de dimensions de conception doit être considérée dès la conception amont, deuxièmement qu'il est possible d'appliquer les évaluations UX sur les premiers concepts et troisièmement que les évaluations UX peuvent également être effectuées sur les propriétés dynamiques comme les gestes d'interaction. Cette thèse apporte aussi un nouveau modèle sur l'expérience de l'utilisateur et une liste de dimensions en conception pour la recherche en design et pour les designers. / The User Experience (UX) has become a major concern for the design of consumer products. Today exist various tools for the evaluation of static properties of final products on their User Experience value. However, very few tools and methods are available that allow anticipating the future User Experience during the first stages of product conception. This thesis explores the wide range of design dimensions that potentially form the experience of the user. Dynamic product properties emerge as an important factor for User Experience. In the studies a software based on inspiration words and links, as well as the technique body storming are tested as a new means of User Experience generation. The produced early concepts and interaction gestures are then evaluated through a combination of questionnaires, behavioural and physiological measurements. The study results show firstly that a wide range of design dimension needs to be regarded to design for User Experience, secondly that it is possible to apply UX evaluations on early concepts and thirdly that UX evaluations can also be done on dynamic properties like interaction gestures. This thesis furthermore contributes design research and practice with a new model on the mechanism of User Experience and a list of design dimensions for early product conception.

La conception d’un produit ou d’un service en Santé est un processus complexe et risqué. Il doit intégrer dans les phases précoces de conception les normes, les contraintes réglementaires, les données de surveillance et d’évaluation de la sécurité jusqu’à l’autorisation de mise sur le marché pour les dispositifs médicaux, mais également les préférences des utilisateurs experts : professionnels de santé ou non-experts : patients. Dans le marché compétitif des nouveaux produits ou services en Santé, l’enjeu pour les ingénieurs est de faire coïncider les besoins des utilisateurs à leur contexte et usages tout en intégrant toutes les parties prenantes du système de soin. Innovation médicale, technologique et organisationnelle, la télémédecine (TM) est l’utilisation des nouvelles technologies pour délivrer des actes médicaux. L’objectif de cette thèse est la mise au point d’une méthodologie centrée sur les utilisateurs et leurs usages pour concevoir, développer, intégrer et valider une application dermatologique de la TM : la télédermatologie. L’opportunité de validation de cette méthodologie pour intégrer et déployer un service innovant dans un service de dermatologie y est également discutée. / Designing product or services for healthcare system is highly complex, costly and risky. It combines constraints such as being a multi decisional and multilevel system with specific financial model linked to the state the healthcare system organization belongs to. In the highly marketing-time sensitive context of innovative products or services, there is challenge for designers to be able to match the new design to the users’ needs, answering to their context or usages while integrating all system stakeholder components. Telemedicine (TM) is the use of ITtechnologies to provide medical care or medical advice. It is considered a care delivery transformation combining medical, technological and organizational innovation. Using the example of Teledermatology a dermatological application of TM, this PhD develops a methodology based upon users contexts and usages to design integrate and provide an assessment model to decision makers. The opportunity to implement and integrate the service in French department of dermatology is discussed.