L’utilisation des bois pour des usages structuraux en ingénierie mécanique, sous forme de bois massifs ou éléments reconstitués, suppose une bonne connaissance des propriétés des composants bois élémentaires utilisés. Faute de cela, les bois restent exclus du monde moderne de la conception mécanique.En Languedoc-Roussillon, les pins constituent la ressource forestière principale (30 % des bois sur pieds). La valorisation de cette ressource est un enjeu majeur pour l’interprofession de la filière bois. L’objectif de ce travail de thèse est d’examiner la possibilité de prédire les propriétés de base des bois de pin « sans défauts », à partir de mesures non destructives disponibles. L’étude a été réalisée sur quatre des espèces de pins les plus présentes : pin sylvestre, pin à crochets, pin laricio et pin maritime.Les indicateurs de base retenus sont la densité (obtenue par mesure de masse et de volume), le module spécifique (obtenu par mesure vibratoire) et des indicateurs issus de la spectroscopie proche infrarouge (NIRS). Les propriétés technologiques étudiées sont les neuf constantes de la matrice élastique (obtenues par mesures ultrasonores sur une éprouvette unique), les coefficients de retrait et retraits totaux ainsi que la résistance en rupture en compression axiale (obtenus par les essais normalisés).L’analyse des données permet de construire des modèles prédictifs des propriétés de base, uniques pour l’ensemble des pins étudiés, à partir des indicateurs mesurés sur chaque échantillon de bois « sans défauts ».Il est alors possible d’associer à une pièce de bois donnée, une fiche technique des propriétés utiles à la conception mécanique. Les indicateurs choisis étant facilement mesurables dans le milieu industriel, le transfert de la méthode est envisageable. Chaque pièce de bois d’intérêt (i.e. avec peu de défauts) pourrait être rapidement caractérisée. Associé à une bonne traçabilité (par code barre par exemple) cette démarche permettrait d’identifier clairement chaque pièce et ses propriétés, donnant ainsi la possibilité au concepteur de sélectionner les matériaux les mieux adaptés à ses besoins. / Using wood for mechanical engineering as solid wood or glued solid timber (or glued laminated timber) requires a good knowledge of the properties of each elementary piece. Due to this lack of knowledge, woods are still not used in modern mechanical design.In the Languedoc-Roussillon French region, pines are the dominant forest resource (approx. 30 % of standing wood). The development of this resource is a major interest for the inter-branch organisation. The aim of this PhD work is to examine the possibility to predict basic useful properties of pine clear wood, based on available non-destructive methods. The study has been made on four of the most present species: Laricio black pine, Maritime pine, Mountain pine and Scots pine.Basic relevant indicators are the density (obtained by mass and volume measurements), the specific modulus of elasticity (obtained by vibrational measurements) and indicators from Near Infrared Resonance Spectroscopy (NIRS). Technological properties are the nine components of the elastic matrix (obtained by resonant ultrasonic measurements on a single specimen), hygroscopic dilatations and compressive breaking strength along the fibres (obtained in standard testing conditions).Data analysis allows to build some predictive models, unique for the whole pine selection, of basic properties, from indicators measured on each specimen of clear wood.Therefore it is possible to associate to a given piece of wood, a technical specification sheet of useful properties for mechanical design. Selected indicators are common measurements in industry and knowledge transfer is conceivable. Each interesting piece of wood (i.e. with few defects) could be rapidly characterized. Related to a good traceability this process could lead to identify clearly each piece and its properties, giving the possibility to the designer to select the best materials to his or her needs.

Avec l’homogénéisation d’un mode de développement à l’image de celui des pays occidentaux les ressources terrestres sont de plus en plus mises à mal rendant de plus en plus urgent un développement durable. Pour atteindre un tel développement, il est nécessaire d’intégrer la dimension environnementale dès les premières étapes du processus de conception de produits. De nombreux outils d’écoconception ont été développés pour satisfaire aux conditions du développement durable. Cependant, ces outils ne sont généralement pas adaptés à la conception de systèmes mécaniques complexes car soit trop spécifiques soit trop généraux ou reposent sur des règles empiriques souvent invérifiables. C'est pourquoi nous proposons dans ce travail de recherche de mettre en place une méthodologie et des outils adaptés à la conception de systèmes complexes. Les travaux effectués nous ont amenés à développer 4 approches méthodologiques permettant à chaque fois d’apporter des réponses aux aspects problématiques identifiés : 1. Les outils d’écoconception actuels sont-ils adaptés à la prise en compte des dimensions multiples de la conception de systèmes ? 2. Comment identifier et hiérarchiser les axes d’amélioration environnemental les plus prometteurs ? 3. Comment déterminer les solutions technologiques adaptées à un système complexe et garantissant la meilleure performance environnementale ? 4. Quelles fonctionnalités pour des performances environnementales optimales pour un système complexe? D’abord, l’approche Pareto/ ACV, introduit dans le chapitre 3, repose sur une simplification du système en considérant que les principales sources d’impact sont générées par une faible partie du système. C’est une approche qui consiste à réaliser une succession d’ACV pour chaque alternative proposée, c’est un processus d’optimisation fastidieux. Toutefois Cette approche fourni des résultats « justes » et est bien adaptée aux raisonnements des concepteurs. En effet par leur expérience du métier et par leur connaissance du produit, le concepteur peut facilement identifier les principaux contributeurs d’impacts. Nous avons, ensuite, développé une approche combinant plans d’expériences et ACV, présentée dans le chapitre 4. Cette approche s’appuie sur une modélisation complète du produit. Le principal apport de la méthode DoE/ ACV est la possibilité de hiérarchiser les paramètres du système en fonction de leur influence sur la performance environnementale du système. Afin de répondre aux limites identifiées lors de l’étude des deux outils précédents nous avons proposé une nouvelle approche basée sur la satisfaction des contraintes (CSP) combinée avec l’ACV et présentée dans le chapitre 5. La phase la plus fastidieuse consiste à modéliser le système (définition des variables de conception, des contraintes du système sous la forme d’équation et des variables de performances que l’on souhaite satisfaire). Il est nécessaire de recueillir des informations sur chaque processus et composants du système, sur la phase d’usage, la maintenance, etc. L’avantage par rapport aux outils précédents est la capacité de l’outil à garantir un ensemble complet de solutions et permet au concepteur de choisir une solution valable selon des variables de performance (amélioration de la performance environnementale selon des indicateurs environnementaux) et contraintes spécifiées lors de la définition du cahier des charges. En complément à l’approche CSP/ ACV, nous avons proposé l’approche EcoCSP, dans le chapitre 6, dans laquelle les spécifications fonctionnelles ne sont plus figées. La méthode ecoCSP permet d’appréhender la configuration de l’architecture produit correspondant à une évolution des performances fonctionnelles. L’approche méthodologique EcoCSP est utilisée pour faire des arbitrages fonctionnels qui modifient l’unité fonctionnelle du système avec les conséquences que cela entraine / The tendency towards a homogenous mode of development modeled on that of Western countries means that sustainable development has become increasingly urgent. In order to implement such development, it is not enough to make superficial reductions of environmental impacts; it is necessary to thoroughly redefine products and their expected performances in such a way that the consequences are compatible with sustainable development. Many ecodesign tools have been developed to meet the requirements of sustainable development. However, these tools are not generally suitable for the design of complex systems because there are either too specific, too general or based on rules of thumb often unverifiable. That is why we propose in this research to develop a methodological approach for ecodesign complex systems. This research work has led us to develop four methodological approaches each time to provide answers to the identified problem areas: 1. Are the current eco-design tools adapted to take into account the multiple dimensions of system design? 2. How to identify and hierarchize the most promising areas of environmental improvement at the early stages of the design process? 3. How to determine technological solutions adapted to a complex system and guarantee the best environmental performance? 4. Which are the necessary features for optimal environmental performances for a complex system? First, the Pareto / LCA approach, introduced in Chapter 3, is based on a simplification of the system considering that the main sources of impact are generated by a small part of it. It consists of a succession of LCA for each proposed alternative; it is a tedious process optimization. However, this approach provides “good” results and is well suited to designers’ reasoning. Indeed by their industry experience and knowledge of the product, the designer can easily identify the main contributors to impacts. Then we developed an approach presented in Chapter 4 that combines Design of Experiment (DoE) and LCA. This approach is based on a complete modeling of the product. The main contribution of the DoE / ACV approach is the ability to prioritize the system parameters according to their influence on the environmental performance of the system. To address the limitations identified in the study of the two previous tools we have proposed a new methodological approach based on Constraint Satisfaction Problem (CSP) combined with LCA and presented in Chapter 5. The most time consuming step is to model the system (definition of design parameters, constraints, equation and performance). It is necessary to gather information about each process and system components, the use phase, maintenance, etc. The advantage over previous tools is the ability of the approach to ensure a complete set of solutions, allowing the designer to choose a good one that complies to environmental performance and constraints specified in the definition specifications. In addition to the CSP / LCA approach, we propose an EcoCSP approach, in Chapter 6. In it, the functional specifications are no longer “frozen”. The approach EcoCSP allows us to understand the configuration of the product corresponding to a change in functional performance. The EcoCSP is used to make functional trade-offs that affect the functional unit of the system with the consequences this entails.

Avec l'homogénéisation d'un mode de développement à l'image de celui des pays occidentaux les ressources terrestres sont de plus en plus mises à mal rendant de plus en plus urgent un développement durable. Pour atteindre un tel développement, il est nécessaire d'intégrer la dimension environnementale dès les premières étapes du processus de conception de produits. De nombreux outils d'écoconception ont été développés pour satisfaire aux conditions du développement durable. Cependant, ces outils ne sont généralement pas adaptés à la conception de systèmes mécaniques complexes car soit trop spécifiques soit trop généraux ou reposent sur des règles empiriques souvent invérifiables. C'est pourquoi nous proposons dans ce travail de recherche de mettre en place une méthodologie et des outils adaptés à la conception de systèmes complexes. Les travaux effectués nous ont amenés à développer 4 approches méthodologiques permettant à chaque fois d'apporter des réponses aux aspects problématiques identifiés : 1. Les outils d'écoconception actuels sont-ils adaptés à la prise en compte des dimensions multiples de la conception de systèmes ? 2. Comment identifier et hiérarchiser les axes d'amélioration environnemental les plus prometteurs ? 3. Comment déterminer les solutions technologiques adaptées à un système complexe et garantissant la meilleure performance environnementale ? 4. Quelles fonctionnalités pour des performances environnementales optimales pour un système complexe? D'abord, l'approche Pareto/ ACV, introduit dans le chapitre 3, repose sur une simplification du système en considérant que les principales sources d'impact sont générées par une faible partie du système. C'est une approche qui consiste à réaliser une succession d'ACV pour chaque alternative proposée, c'est un processus d'optimisation fastidieux. Toutefois Cette approche fourni des résultats " justes " et est bien adaptée aux raisonnements des concepteurs. En effet par leur expérience du métier et par leur connaissance du produit, le concepteur peut facilement identifier les principaux contributeurs d'impacts. Nous avons, ensuite, développé une approche combinant plans d'expériences et ACV, présentée dans le chapitre 4. Cette approche s'appuie sur une modélisation complète du produit. Le principal apport de la méthode DoE/ ACV est la possibilité de hiérarchiser les paramètres du système en fonction de leur influence sur la performance environnementale du système. Afin de répondre aux limites identifiées lors de l'étude des deux outils précédents nous avons proposé une nouvelle approche basée sur la satisfaction des contraintes (CSP) combinée avec l'ACV et présentée dans le chapitre 5. La phase la plus fastidieuse consiste à modéliser le système (définition des variables de conception, des contraintes du système sous la forme d'équation et des variables de performances que l'on souhaite satisfaire). Il est nécessaire de recueillir des informations sur chaque processus et composants du système, sur la phase d'usage, la maintenance, etc. L'avantage par rapport aux outils précédents est la capacité de l'outil à garantir un ensemble complet de solutions et permet au concepteur de choisir une solution valable selon des variables de performance (amélioration de la performance environnementale selon des indicateurs environnementaux) et contraintes spécifiées lors de la définition du cahier des charges. En complément à l'approche CSP/ ACV, nous avons proposé l'approche EcoCSP, dans le chapitre 6, dans laquelle les spécifications fonctionnelles ne sont plus figées. La méthode ecoCSP permet d'appréhender la configuration de l'architecture produit correspondant à une évolution des performances fonctionnelles. L'approche méthodologique EcoCSP est utilisée pour faire des arbitrages fonctionnels qui modifient l'unité fonctionnelle du système avec les conséquences que cela entraine

Pour répondre aux enjeux du développement durable, une transition systémique est nécessaire. Notre proposition est d’appliquer, au niveau de l’entreprise, des principes issus d’une approche hybride, entre forecasting (tendances) et principled backcasting. Ces principes proposent des lignes directrices pour chacune des cinq dimensions du développement durable (politique, territoire, Homme, environnement et économie). La méthode développée s’appuie sur le processus stratégique (analyse, choix et déploiement) pour intégrer des dimensions complémentaires dans la conception de produit à travers le réseau interne de création de valeur de l’entreprise étendue. Deux trajectoires ont étés explorées : l’intégration de l’environnement (cas d’études) et du territoire (théorie) dans la conception de produit grâce à l’innovation organisationnelle portée par le renouveau de la gouvernance stratégique et opérationnelle. Cette recherche interdisciplinaire pose les fondations pour le développement d’une méthode permettant de supporter la transition de l’entreprise industrielle vers le développement durable à 5 dimensions, par l’intégration dans le processus de conception de produit de dimensions jusqu’alors peu ou pas exploitées / System transition is required.to meet sustainability challenges. Our proposal is to apply general principles from a hybrid approach between forecasting (trends) and principled backcasting to industrial companies. These principles provide guidelines for each of the five dimensions of sustainability (political, territorial, social, environmental and economic). The developed method is based on the strategic process (analyze, choose, deploy) to include additional dimensions in the design of the product through the value constellation of the extended company. Two trajectories are explored: the integration of the environment (case studies) and the territory (theory) in product design through organizational innovation driven by the renewal of strategic and operational governance. This interdisciplinary research lays the foundation for the development of a method to support the transition of industrial companies towards the 5-dimensions sustainable development by integrating new dimensions hitherto little or no exploited in the product design process

L’application aux procédés agroalimentaires des approches d'écoconception combinant modélisation et optimisation multiobjectif est freinée par un manque de modèles de procédé intégrant les caractéristiques du produit. Ce travail consiste à développer un cadre méthodologique d'écoconception de procédés agroalimentaires combinant modélisation et optimisation, avec pour support l'exemple du procédé d'évaporation du lait. Le procédé est modélisé à l’aide d’un simulateur de procédés commercial, auquel sont intégrés des modèles de propriétés du produit et de coefficient d'échange sélectionnés dans la littérature. Le nettoyage est pris en compte à l’aide d’un outil de calcul des inventaires d'une séquence de nettoyage en place. Des critères économiques et environnementaux sont calculés pour analyser les solutions de conception du procédé.L'optimisation multiobjectif est réalisée à l'aide d'un algorithme génétique, et une méthode d'aide à la décision permet d'identifier les meilleures solutions de compromis. Les potentialités du cadre méthodologique sont illustrées dans trois études d’écoconception. Les perspectives de ce travail portent sur l’écoconception de la production de poudre de lait incluant des opérations à membranes et du séchage, l’utilisation de méthodes d’intégration énergétique, et la prise en compte de la qualité du produit.L'optimisation multiobjectif est réalisée à l'aide d'un algorithme génétique, et une méthode d'aide à la décision permet d'identifier les meilleures solutions de compromis. Les potentialités du cadre méthodologique sont illustrées dans tro / The application of eco-design approaches to food processes is yet hampered by a lack of process models which incorporate product attributes. This thesis consists in developing a methodological framework for the eco-design of food processes, which combines simulation and multiobjective optimisation. This development is supported by the example of the evaporation of milk. The process is modelled with a commercial process simulator, to which property models of the product and heat transfer coefficient models, selected from the literature, are integrated. Cleaning is taken into account with a simplified tool for the calculation of the inventories of a cleaning-in-place sequence.Economic and environmental criteria are computed, so as to analyse the different design solutions. Multiobjective optimisation is carried out with a genetic algorithm, and a multicriteria decision-making method identifies the solutions which offer the best compromise. The potential of the framework is demonstrated through three eco-design studies. This work paves the way for the eco-design of the milk powder production including membrane operations and drying, the use of energy integration methods, and the integration of product quality.

Afin d'aider les concepteurs à considérer l'environnement dans leur projet de conception de produit, tout en minimisant le temps consacré à cette démarche, une évaluation environnementale simplifiée utilisable dès la phase de conception préliminaire a été définie. La démarche proposée vise à intégrer les règles " Design for Environment " (DfE) au plus tôt dans la conception des produits, en proposant une méthode d'évaluation qui traduit ces règles DfE en indicateurs. Pour mener à bien ce travail de thèse, il nous a fallu construire une base des données des Règles DfE, établir une méthode de choix des règles en fonctions du contexte du projet de conception, établir les règles de calcul des indicateurs liés aux règles DfE et mettre en place des représentations adaptées pour l'interprétation des résultats lors de projets de conception. L'objectif ici est de guider le concepteur au plus tôt vers un bon compromis, par des estimations simples. Cette approche est nécessaire afin d'éviter des modifications significatives à la fin des études détaillées et ainsi de nombreuses boucles essais/erreurs en conception. Une étude de cas permet d'illustrer la démarche proposée.

Actuellement, l’industrie chimique est confrontée au défi de la production durable qui exige une évolution depuis la réduction de polluants pour les procédés existants vers une écologie industrielle qui permet l’équilibre entre le développement économique, sociale et environnemental. Ajouté aux exigences actuelles pesant sur la conception des procédés, la prise en compte des contraintes environnementales dès la phase amont du processus de conception. Cette exigence clé couplée aux enjeux actuels pour la conception préliminaire ont conduit à des changements par rapport à la conception classique des procédés, il y a un accent accru sur la recherche d’innovation et d’écoinnovation pour développer des nouveaux concepts, de nouvelles technologies et de nouveaux procédés. La question centrale sur la façon d’améliorer la créativité dans la phase de conception préliminaire nécessite des recherches plus poussées sur les méthodologies d’aide à la génération de solutions innovante et éco-innovante. Ainsi, dans le cadre de cette thèse, nous avons développé une méthodologie pour la formulation et la résolution de problèmes d’éco-innovation basée sur une approche à base de conflits. Ce cadre permet de traiter les exigences multi-objectifs et la nature combinatoire complexe de la phase de recherche de concepts de solutions. La méthodologie développée reflète la nature des problèmes à traiter avec de nombreuses contradictions (conflits) à résoudre simultanément. Dans ce contexte, les méthodes actuelles atteignent rapidement leurs limites car elles ne résolvent qu’un seul conflit à la fois. Or il devient très difficile (voire impossible) de faire émerger une contradiction unique des situations problématiques complexes telles que nous en rencontrons en génie des procédés. La méthodologie proposée pour traiter la problématique de multi-contradictions pour l’écoconception se divise en deux étapes principales. D’un part, une première cadre d’analyse pour la formulation des contradictions en s’appuyant sur une version adaptée d’OTSM-TRIZ. Il permet la représentation graphique d’un problème et intégré une méthode pour limiter la situation aux contradictions principales. D’un autre part, la résolution des contradictions principales se décompose en deux sous étapes. Dans un premier temps, la résolution individuelle de chaque contradiction au travers d’un outil alliant la simplicité conceptuelle des contradictions de TRIZ et les solutions concrètes que proposent les effets et phénomènes de la physique, chimie, biologie. Dans un deuxième temps, nous proposons un processus d’agrégation des solutions afin d’obtenir une solution finale plus intégrée. Un cas d’étude sur la réduction des polluants en sortie d’étape de gazéification de la biomasse est présenté afin d’illustrée l’approche. / In recent years, the chemical industry is facing the challenge of sustainable production in order to create a balance between the economic, social and environmental development. This shift requires an evolution from the reduction of pollutants for existing processes to industrial ecology. In the design process, this shift demands that the current requirements and the environmental constraints should be taken into account in the early stages. At these stages, however, there is an increased emphasis on innovation and eco-innovation to develop new concepts, new technologies and new processes, thereby limiting the problem-solving ability of the traditional design methodologies. Hence, there is a great necessity for new methodologies in order to develop innovative and eco-innovative solutions. Consequently, in this research, we developed a methodology for the formulation and solution of ecoinnovation problems based on a conflict approach. This framework can handle multi-objective requirements with the combinatorial complexity of the search phase of solution concepts. Thus, the methodology considers the problem of solving many contradictions (conflicts) simultaneously. In this context, current approaches quickly reach their limits because they solve one conflict at a time or it is very difficult to define only one contradiction in complex problems, such as those in process engineering. The proposed methodology for treating the problem of multi-contradictions for eco-design is divided into two main steps. On one hand, an analytical framework for the formulation of contradictions based on an adapted version of OTSM-TRIZ, which provides a graphical representation of a problem and integrated method to reduce the problem situation to the main contradictions. On the other hand, the resolution of contradictions which is itself divided into two sub-steps. At first, the resolution of each individual contradiction through a tool that combines conceptual simplicity of TRIZ contradictions and the practical solutions using the physics, chemical and biological effects and phenomena. In a second step, we propose an aggregation process solution to obtain a more integrated final solution. A case study about the reduction of pollutants at output stage gasification of biomass is presented to illustrate this approach.

De nos jours, l’industrie doit faire face à de nombreux défis. La concurrence accrue de l’industrie manufacturière issue d’une mondialisation du marché ainsi que la raréfaction et la hausse du prix des ressources poussent les entreprises à innover afin de rester compétitives notamment en réduisant les flux de matières et d’énergie. De plus, les consommateurs semblent être de plus en plus conscients et soucieux des notions introduites par le concept de développement durable. Les systèmes ‘produits-services’ (associés à l’économie de fonctionnalités) sont montrés comme une opportunité pour l’Industrie de proposer des solutions prospères et respectueuses de l’environnement tout en répondant aux besoins du consommateur. Cependant, ces systèmes ne sont pas soutenables de façon intrinsèque. Il est, par conséquent, nécessaire de créer des outils et méthodes afin d’aider les entreprises à développer ce type de modèle économique dans un objectif de soutenabilité.Ce travail de thèse a donc pour objectif de fournir une méthode d’évaluation de la soutenabilité à l’intérieur du processus de conception d’un PSS. Les caractéristiques spécifiques d'une conception de PSS soutenable doivent être prises en compte afin de fournir aux concepteurs une évaluation de la soutenabilité précieuse et donc un soutien de leur processus de prise de décision. Cette méthode a pour but de fournir un appui supplémentaire lors du processus de prise de décision par le biais d’évaluations de soutenabilité qualitatives et quantitatives. / Nowadays, industry faces many challenges. The increased competition from the manufacturing industry which is resulting from the market globalization and from the scarcity and rising price of resources are pushing companies to innovate in order to remain competitive, in particular by reducing the flow of materials and energy. In addition, consumers seem to be more and more conscious of their impacts introduced by the concept of sustainable development. Products-services systems (or economy of functionality) are shown as an opportunity for the industry to offer solutions that are prosperous and respectful of the environment while meeting the needs of the consumer. However, these systems are not intrinsically sustainable. It is therefore necessary to create tools and methods to help companies develop this type of economic model with a view to sustainability.This research thesis aims to provide a method to assess the sustainability within the design process of a PSS. The specific characteristics of a sustainable PSS design must be taken into account in order to provide designers with valuable sustainability assessment and therefore support for their decision-making process. This method is intended to provide additional support in the decision-making process through qualitative and quantitative sustainability assessments.

Le développement durable est la conceptualisation de la transition imposée de la Société humaine vers un modede développement soutenable pour la planète, pour trouver une solution de sortie à la crise de l’Environnement. Acet égard, l’écoconception est l’une des solutions que le monde industriel et entrepreneurial se propose de mettreen application. Elle consiste à prendre en compte les impacts environnementaux sur l’ensemble du cycle de vied’un produit (bien ou service) lors de la conception de celui-ci. L’intégration de la dimension Environnementsoulève une triple complexité : (i) celle liée à la nature multicritère de la dimension Environnement, (ii) celle liéeà la compréhension de la dimension Environnement par les acteurs de la conception de produits dont la résistancepeut être un frein à une bonne intégration, et (iii) celle liée au processus de conception et d’innovation d’un produit,spécialement dans le cas des produits complexes. Or malgré la multitude d’outils d’écoconception qui a étédéveloppée, peu de sujets de recherche s’intéressent à la prise en compte à la fois des aspects techniques etorganisationnels, lors de l’intégration de la dimension Environnement en phase d’innovation d’un produitcomplexe. Cette thèse vise donc à expérimenter, chez un constructeur d’automobiles, une stratégie d’intégrationde l’évaluation environnementale d’innovations incrémentales nommée E3PICS (Methodology of an Evolutiveintegration of the Evaluation of the Environmental Performances of Innovative Complex Sub-systems). Mise enforme par des contraintes à la fois techniques et organisationnelles, la stratégie E3PICS emploie une démarcheprogressive d’intégration d’un référentiel évolutif d’écoconception dans les processus d’ingénierie avancéed’éléments innovants qui seront raccordés à des projets de développement des véhicules. La première étape estcelle de la conception itérative du référentiel évolutif d’écoconception avec l’équipe écoconception (au sein duservice Environnement) et les pilotes d’innovations, permettant ainsi un apprentissage croisé. La deuxième étapeest celle de l’accompagnement de l’ensemble des pilotes d’innovations dans l’utilisation systématique duréférentiel d’écoconception. La troisième étape consiste à développer un outil analytique d’évaluation de l’impactd’innovations sur la recyclabilité en fin de vie des véhicules. Elle nécessite la création de modèles de véhiculesafin de contourner le manque de données sur le système complet en cours de conception et de faire une projectioncet impact. La quatrième et dernière étape concerne le développement d’un deuxième outil analytique pourl’évaluation de l’impact d’innovations sur la performance environnementale sur le cycle de vie des véhicules. Dela même manière, cet outil nécessite une méthode de développement de modèles environnementaux de véhicules ;cependant, pour les impacts environnementaux calculés sur le cycle de vie, contrairement à la recyclabilité qui estcalculée sur le véhicule en fin de vie, ces modèles sont basés sur le traitement par classification ascendantehiérarchique de résultats d’analyse de cycle de vie de véhicules. Les expérimentations ont été réalisées chez PSAPeugeot Citroën. La stratégie E3PICS a permis d’intégrer dans les processus d’innovation, l’utilisation duréférentiel d’écoconception et de systématiser son utilisation, dans l’optique d’une amélioration continue pérennedes véhicules du constructeur. / Sustainable development is the conceptualization of transition imposed from human society towards a sustainableway of development for the world to find a solution to the crisis of the Environment. In this regard, ecodesign isone of the solutions that the industrial and business world proposes to implement. It consists of taking into accountthe environmental impacts throughout the life cycle of a product (good or service) in the design of it. Integratingthe Environment dimension raises a triple complexity: (i) the one related to the multi-criteria nature of theEnvironment dimension, (ii) the one related to understanding the Environment dimension by actors designingproducts who may resist and be a barrier to successful integration, and (iii) the one related to process design andinnovation of a product, especially in the case of complex products. But despite the multitude of ecodesign toolsthat has been developed, few research topics are interested in taking into account both technical and organizationalaspects, while integrating environment in the innovation phase of a complex product. Therefore this thesis aims toexperiment, by a car manufacturer, an integration strategy of the environmental evaluation of incrementalinnovations, named E3PICS (Methodology of an Evolutive integration of the Evaluation of the EnvironmentalPerformances of Innovative Complex Sub-systems). Framed by constraints on the technical and organizationalconstraints, E3PICS strategy employs a progressive approach to integrate a scalable ecodesign repository inadvanced process engineering of innovative features that are connected to development projects vehicles. The firststep is the iterative design of the scalable ecodesign repository with the ecodesign team (in the EnvironmentDepartment) and innovation leaders, allowing cross learning. The second step is to accompany all the innovationleaders in the systematic use of the ecodesign repository. The third step is to develop an analytical tool for assessingthe impact of innovations on the recycling end of life vehicles. It requires the creation of models of vehicles tobypass the lack of data on the complete system under design and project impact. The fourth and final step is thedevelopment of a second analytical tool for assessing the impact of innovations on environmental performanceover the life cycle of vehicles. Similarly, the tool requires a method of developing environmental models ofvehicles; however, for environmental impacts calculated on the life cycle, unlike recyclability which is calculatedon the vehicle end of life, these models are based on the treatment by hierarchical clustering of vehicle life cycleassessment results . The experiments were performed at PSA Peugeot Citroen. The E3PICS strategy has helped tointegrate the processes of innovation using the eco-design repository and systematize its use in the context of asustainable continuous improvement of vehicle manufacturer.

La thèse contribue à une meilleure connaissance du processus d’éco-conception de produits, notamment dans la prise en compte de considérations environnementales en amont du processus de conception. Centrée sur la phase conceptuelle, la motivation principale de ce travail est d’intervenir là où les décisions du concepteur ont une grande influence environnementale. En effet, un grand nombre d’auteurs convient que les premières étapes du processus de conception peuvent efficacement prévenir jusqu’à 80% des impacts environnementaux. Cependant, il existe un grand nombre d’obstacles qui empêchent l’intégration de considérations environnementales, surtout s’il s’agit d’un nouveau produit. Notre problématique a mis en évidence ces obstacles à travers deux types de verrous. En premier lieu, des verrous méthodologiques rencontrés principalement lors de la phase conceptuelle. En deuxième lieu, des verrous opérationnels liés au manque de connaissances environnementales du concepteur. En réponse à ces verrous nous proposons la création de liens entre l’analyse de cycle de vie (ACV) et l’analyse fonctionnelle (AF). Ces liens donnent lieu à un processus collaboratif d’éco-conception qui est en partie supporté par la méthode EcoAF spécialement développée à cet effet. La méthode intègre le concept de cycle de vie de l’ACV lors de la réalisation de l’AF, permettant ainsi de guider le concepteur vers l’intégration de considérations environnementales pour la création d’un produit avec un rendement environnemental équilibré sur l’ensemble du cycle de vie / The thesis contributes to a better understanding of the eco-design process of products, especially in the integration of environmental considerations in the early phases of the design process. Focused on the conceptual phase, the main motivation of this work is to intervene when the decisions of the designer have the greatest environmental influence. Indeed, many authors agree that the early stages of the design process can prevent up to 80% of environmental impacts. However, there are also many obstacles to the integration of environmental considerations, especially for a new product. The obstacles are highlighted through two types of locks. First, methodological locks encountered mainly at the conceptual stage. Secondly, operational locks are related with the lack of environmental knowledge of the designer. To solve the problems, we propose the creation of links between the life-cycle assessment (LCA), method that includes environmental knowledge, and functional analysis (FA), method well known by the designer early in the design process. These links have resulted in a collaborative eco-design process that is partly supported by the creation of the EcoAF method. Eco AF integrates life cycle concept of LCA when performing AF. It makes it possible to guide the designer in the integration of environmental considerations in creating a product with a balanced environmental performance throughout the life cycle