Inscrite dans un contexte sociotechnique particulièrement marqué par la généralisation des technologies dites numériques, cette recherche étudie les représentations et les conceptualisations sous-tendant la modélisation fonctionnelle des élèves relative au fonctionnement des Smartphone tactiles et des Tableaux Numériques Interactifs. Les données sont recueillies selon cinq enquêtes menées par questionnaires et/ou entretiens collectifs auprès d'environ 1300 élèves (6e et 3e). L'analyse des données révèle : 1) l'absence de questionnement sur le fonctionnement des systèmes numériques ; 2) la préoccupation prioritaire sur les fonctions de service ; 3) l'identification de la fonction détection à la différence de la fonction traitement non perçue (logiciel, processeur, information). En outre les enquêtes menées mettent en évidence l'effet de la forme et du contenu des questions sur l'émergence des représentations mobilisées par les élèves et donc des conceptualisations sous-tendant leurs modélisations fonctionnelles. Cette recherche permet d'envisager d'autres travaux complémentaires pour saisir les conditions de cette modélisation en relation avec l'extension du réfèrent empirique. Enfin cette thèse suggère des orientations pédagogiques pour faciliter la relation entre familiarisation pratique et élaborations intellectuelles pour le collège en accord avec le socle commun qui intègre désormais l'étude des systèmes naturels et techniques parmi les contenus prescrits. / Joined in a socio-technical context particularly marked by the rise of digital technologies, this research studies the representations and conceptualizations underlying the functional modeling of middle school students about the functioning of touch Smartphone and Digital Interactive Boards. Data are collected in five investigations by questionnaires and / or group interviews with about 1300 students (6th and 3rd). Data analysis reveals: 1) lack of questioning about how digital systems work; 2) the main concern about the function of the artefact; 3) clear identification of the detection function in contrast with the information processing(software, processor, information). Also investigations highlight the effects of the form and content of questions about the emergence of representations mobilized by students and therefore conceptualizations underlying their functional modeling. This research enables to consider other additional studies to grasp the conditions of this modeling in connection with the extension of empirical referent. Finally this thesis suggests teaching guidelines to facilitate the relationship between practical familiarization and intellectual elaborations to the middle school in agreement with the common basic curriculum in France which now includes the study of natural and technical systems among the prescribed contents.

Aujourd'hui, dans un monde globalisé, la conception des produits est en train de basculer vers la conceptiondistribuée multi-sites. En effet, la complexité des produits avec des contraintes économiques et d'ingénierie ontaccéléré la transformation et l'organisation des activités de conception en service-orientés dans un réseau distribué.Alors, la conception pour la configuration des produits émerge comme un outil efficace pour résoudre les nouveauxdéfis de la conception des produits. Beaucoup de recherches sur la conception pour la configuration considèrent leproblème de la conception pour la configuration uniquement comme un problème d'arrangement des composants.En effet, le processus de conception implique de multiple-métiers, la distribution des métiers et des acteurs, etl'interaction dans un environnement dynamique et incertain. De plus, nous pensons que la structure interne duprocessus de conception est une image homomorphe des discontinuités du produit perçu. En considérant l'espacede la conception pour la configuration comme multi vues, multi dimensionnels et incertain, cette thèse porte surl'étude de la conception pour la configuration comme un problème holistique.Nous avons proposé à étudier : (1) appréhender et modéliser la conception pour la configuration comme unproblème de recherche de consensus entre différents métiers ; (2) appréhender et modéliser les relations intra etinter domaines considérant la conception pour la configuration comme un problème holistique ; (3) formaliser lesgrammaires génératives pour la modélisation de produit dans les deux principaux espaces : fonctionnel et structurelet (4) modéliser les liens entre ces deux espaces à l'aide du concept d'holon de conception. A partir de cesconsidérations, nous établissons les hypothèses les plus importantes de notre recherche : (a) Hypothèse de multivues; (b) Hypothèse de flou ; (c) Hypothèse de dérivation ; (d) Hypothèse holistique et (e) Hypothèse d'attracteur.Nous avons décrit un modèle de conception pour la configuration dans lequel les aspects d'optimisation desconfigurations et la recherche des noyaux des configurations sont intégrés. D'ailleurs, nous avons proposé desgrammaires fonctionnelles floues graphes et des grammaires fonctionnelles floues formelles pour représentergraphiquement et formellement les structures fonctionnelles de produit. Nous avons aussi proposé une approche demodélisation holonique des configurations. Les concepts d'Holon Conception Floue et de l'Attracteur Flou sontproposés pour comprendre la coévolution dans la conception pour la configuration. Nous avons étudié un casindustriel de la conception pour la configuration à l'aide des modules pour un groupe motopropulseur / Product design is switching to the multi-site distributed design. Indeed, the complexity of products with engineeringand economic constraints have accelerated the transformation and organization of design activities into serviceorientedin a distributed network. So, design for product configuration emerges as an effective tool to address thenew challenges of product design. Many researches on design for configuration consider the design problem only asa problem of arrangement of components. Indeed, the design process involves multi-trades, distribution of tradesand actors, and interaction in a dynamic and uncertain environment. Moreover, we believe that the internal structureof the design process is a homomorphic image of the product perceived discontinuities. Considering the space ofthe design for the configuration as multi-views, multi-dimensional and uncertain, this thesis focuses on the study ofdesign for the configuration as a holistic problem.We proposed to study: (1) understand and model design for configuration as a consensus-building problem betweendifferent trades; (2) understand and model the relationships within and between domains considering the design forconfiguration as a holistic problem; (3) formalize the generative grammars for product modeling in two main spaces:functional and structural and (4) model the links between these two spaces with the concept of design holon. Fromthese considerations, we establish the most important assumptions of our research: (a) Assumption of multi-view;(b) Assumption of fuzzy; (c) Assumption of derivation; (d) Holistic assumption and (e) Assumption of attractor.We have described a design model for configuration wherein the optimization aspects of configurations andsearching of configurations cores are integrated. Moreover, we proposed fuzzy graphs functional grammars andformal fuzzy functional grammars to represent formally and graphically the functional structures of product. We alsoproposed an approach of holonic modeling for configurations. The concepts of Fuzzy Design Holon and FuzzyAttractor are proposed to understand the co-evolution in design for configuration. We studied an industrial case ofdesign for configuration using modules of a power train.