Les entreprises de l’industrie de services pétroliers font face à une croissante incertitude de leur marché, de clients de plus en plus exigeants et une compétition plus dure. Les clients requièrent des données de plus en plus précises pour l’exploration des réserves pétrolières tout en voulant explorer des zones plus profondes et plus contraignantes. Dans ce contexte, les entreprises qui fournissent des services pour l’industrie pétrolière doivent développer des outils d’exploration plus complexes et plus innovants. Par conséquence les producteurs d’équipements (conception et fabrication) ne peuvent plus compter uniquement sur des ressources internes à l’entreprise et doivent intégrer l’externalisation à leurs processus de développement internes. Dans les années 80 et 90 l’externalisation s’est fortement répandue dans les services de support et dans la fabrication au sein des producteurs d’équipements. A nos jours ces entreprises cherchent à impliquer les fournisseurs le plus en amont possible dans le cycle de vie de leurs produits en faisant de l’externalisation depuis la phase de conception. Les motivations derrière l’externalisation en phase de conception sont l’accès aux connaissances technologiques externes à l’entreprise, la flexibilité dans le développement de nouveaux produits, l’adaptation à des charges de travail cycliques. Les entreprises ne veulent pas en même temps s’exposer aux risques de fuite de connaissances (à la concurrence), de dépendance des fournisseurs tout en maintenant leur avantage compétitif sur le marché. Dans nos travaux de recherche nous proposons un modèle général pour l’externalisation en phase de conception qui permet à une entreprise de traiter d’une façon intégrée les aspects stratégiques et opérationnels liés à l’externalisation. Ce modèle permet de créer de la valeur ajoutée à l’entreprise à travers les processus d’externalisation de la conception tout en facilitant l’intégration de l’externalisation aux processus internes de l’entreprise. En collaboration avec un industriel leader du marché de services aux entreprises pétrolières nous avons réalisé un audit industriel de son entité de production d’outils de mesure de pour comprendre ses pratiques autour de l’externalisation. Nous avons aussi réalisé une revue de la littérature sur l’externalisation. Nous avons développé un processus général qui traite l’externalisation sur plusieurs niveaux de l’entreprise. Nous avons identifié un niveau stratégique où des sujets plus longs termes sont traités et un niveau opérationnel où sont adressés des sujets spécifiques aux projets concernés. Une couche de type système d’information permet l’intégration entre ces 2 niveaux et facilite la communication entre les différents niveaux de l’entreprise et entre l’entreprise et les fournisseurs. Nous avons plus particulièrement étudié la prise de décision (Make or Buy) qui est un sujet central de l’externalisation. Nous avons identifié une liste de points de vue qui constitue une première base des sujets à prendre en compte lors de la décision d’externalisation. En s’appuyant sur la littérature sur l’aide à la décision multicritères nous avons proposé un modèle d’aide à la décision basé sur la méthode MACBETH pour supporter le processus décisionnel que nous proposons. La collaboration étroite avec les ingénieurs et les chefs de projet de l’entreprise avec laquelle nous avons travaillé et la co-construction de nos propositions avec le terrain peut constituer une première validation des résultats de nos travaux de recherche. / The oil and gas industry is facing increased market uncertainty, more demanding clients and a harsher competition. Clients are seeking increasingly precise exploration data while digging deeper for reservoirs. In this context, oil and gas industry service providers need to develop more complex and innovative exploration tools. Consequently, equipment producers (design and manufacturing) can no longer rely on internal capabilities and need to integrate outsourcing into their product development process. The 80’s and 90’s witnessed a large-scale trend of outsourcing in support services and manufacturing from equipment producers. Nowadays these firms are looking to involve suppliers earlier by introducing outsourcing as early as product design. They are seeking design outsourcing to gain access to new technological knowledge outside the firm boundaries, maneuverability in new product development and to manage cyclical work load. At the same time they want to prevent exposure to risks of knowledge leakage and dependency on suppliers while maintaining a competitive advantage. In our research project, we propose a global model for design outsourcing that would allow a firm to address both strategic and operational issues related to outsourcing. This model enables the firm to create value from design outsourcing while easily integrating it to its operational processes. First, we audited a major equipment producer in the oil and gas industry in order to understand outsourcing practices. We also performed an extensive literature review about outsourcing. Accordingly, we developed a general process that addresses design outsourcing at several levels of a firm. We identified a strategic level where long term issues are tackled and an operational level where project specific issues are tackled. These levels are integrated through an information system layer that facilitates communication across different levels of the firm and between the firm and the supplier. Since the make or buy decision is integral to outsourcing, we gave it special attention; we identified a generic list of attributes that constitute a first checklist for decision makers when addressing the make or buy decision. Using a multi-criteria decision aid methodology we also developed a MACBETH-based decision aid model to support the decision making process. Close collaboration with field engineers and managers at the industrial firm gave us first hand validation of our proposals.

L'ingénierie des systèmes d'information propose de nombreuses méthodes et modèles produit et processus pour concevoir efficacement des systèmes d'information. Cependant, les modèles de processus définis ne correspondent pas forcément aux contraintes et spécificités des organisations. De plus, différents points de vue (activité, produit, décision, contexte, stratégie) sont pris en compte dans la modélisation et la méta-modélisation des processus d'ingénierie de systèmes d'information, mais ceux-ci sont définis indépendamment les uns des autres. De par leur nombre et leur manque de flexibilité, les modèles de processus existants sont difficilement adaptables par les ingénieurs des méthodes pour prendre en compte les spécificités des organisations. Cette thèse propose une méthode permettant aux ingénieurs des méthodes de définir leurs propres méta-modèles de processus en tenant compte des contraintes et spécificités des organisations. Cette méthode est guidée par un graphe conceptuel comprenant l'ensemble des concepts pour la méta-modélisation des processus. Les méta-modèles créés prennent en compte les différents points de vue. De plus, la construction des méta-modèles de processus est basée sur l'imitation de patrons génériques et de patrons de domaine. La méthode a été outillée et expérimentée auprès d'experts en ingénierie des systèmes d'information.

Ce travail traite des problèmes méthodologiques dans les projets de mise en œuvre des Systèmes d'Information Techniques (SIT) en entreprise. Il a pour champ d'application le domaine de l'ingénierie de production. L'objectif est l'amélioration de deux aspects de ces problèmes : le cahier des charges de la maîtrise d'ouvrage et de la maîtrise d'œuvre, et la démarche globale de conduite de ces projets. Pour ce faire, nous proposons un référentiel du domaine, élaboré à l'aide de diagrammes de spécification standards. Orienté expression des besoins en GDT, le référentiel est réutilisable dans les développements futurs de SIT en phase d'analyse du domaine. La démarche d'élaboration du référentiel est rationalisée ; elle se veut un guide méthodologique pour l'ingénierie même des SIT. Elle implique les principaux acteurs suivant un processus itératif. Cette démarche est de plus contextuelle pour mieux appréhender les singularités des projets et suffisamment flexible pour respecter le caractère créatif des métiers d'ingénierie.

L'objectif de cette thèse est de proposer une approche (MADISE - MAke Decisions in Information Systems Engineering), pour améliorer la prise de décision (DM - Decision-making) dans l'ingénierie des systèmes d'information, basée sur les principes d'ingénierie de méthodes. Cette approche comprend quatre éléments centrés sur la prise de décision : une ontologie, une famille de méthodes, un processus de configuration et un référentiel méthodologique. L'ontologie de prise de décisions (DMO) est une ontologie de connaissances sur la prise de décision. Son objectif principal est de formaliser la situation de DM et les exigences pour la DM. La famille de méthodes de méthodes de prise de décision est une collection de composants de méthodes de prise de décisions. Les composants décrivent les activités de prise de décision associées au contexte spécifique de leur utilisation. Le processus de configuration de famille de méthodes est un processus qui accompagne les ingénieurs des SI dans l'application de la famille de méthodes. Ce processus guide la sélection et le montage des composants dans une méthode d'application adaptée à une situation donnée. Le référentiel méthodologique fournit aux ingénieurs des SI un support méthodologique pour la réalisation des activités de DM. Pour les besoins de l'approche MADISE, certains principes de l'ingénierie des méthodes ont été développés : la notion de famille de méthodes, une approche pour la contextualisation des composants de méthode et une approche basée sur des indicateurs pour la configuration des familles en fonction des situations. Ces éléments sont appliqués à des méthodes de prise de décisions afin d'atteindre les objectifs principaux de recherche.

Dans ce texte, nous utilisons le concept de délégation pour problématiser le rapport homme-machine sous l'angle du pouvoir et du contrôle. Certaines nouvelles technologies, dont ces logiciels que nous avons appelé « métatechnologies », qui filtrent, structurent, organisent et fusionnent des flux d'information et de communication, réalisent – de manière automatique – un travail qui s'approche de celui des média de masse. A travers l'analyse d'une série d'exemples, nous montrons en quel sens ces dispositifs informatiques mélangent théories sociales et théories techniques afin de remplir des fonctions toujours plus culturelles. Partant de ce constat, nous argumentons que l'hybridation entre culture et technique nous force à reconsidérer nos méthodes de développement du logiciel afin de les ouvrir vers une pratique critique de la technique.

Les organisations subissent de fréquents changements. Pour rester compétitives, leurs<br />processus d'entreprise et leur système d'information doivent évoluer de concert, ce qui n'est<br />pas aisé. Bien souvent, l'évolution se fait de manière séparée voire divergente. Or, une rupture<br />de la relation d'alignement entre système et processus entraîne une baisse de la performance<br />de l'organisation. L'organisation a donc besoin de maîtriser l'évolution conjointe du système<br />et des processus, ce qui suppose de savoir si le système et les processus gèrent la même<br />information ou permettent d'atteindre les mêmes buts, pour pouvoir ensuite corriger le<br />système ou les processus. Les directeurs de systèmes d'information considèrent le problème<br />de l'alignement comme leur priorité absolue mais ils admettent qu'il reste encore mal posé et,<br />a fortiori, mal résolu.<br />De nombreux chercheurs s'intéressent au problème de l'alignement, le plus souvent sous<br />l'angle de l'alignement de la politique du développement du système d'information sur la<br />politique de développement de l'entreprise (alignement stratégique). Nous proposons de nous<br />écarter de cette vision réductrice en abordant le problème de l'alignement, de façon<br />rigoureuse et formelle, dans un contexte d'évolution qui correspond à la réalité quotidienne<br />des organisations et permet de mieux comprendre les enjeux et les concepts de l'ingénierie de<br />l'alignement.<br />Cette thèse apporte des réponses au problème de l'alignement et de son maintien au cours du<br />temps. Nous définissons précisément et formellement les concepts nécessaires à la mesure, à<br />la correction et à l'évolution de l'alignement entre un système et des processus d'entreprise.<br />Ainsi, nous proposons dix métriques permettant d'évaluer différents aspects complémentaires<br />de la relation d'alignement. Ces métriques sont bâties sur l'utilisation de modèles pour<br />représenter le système et les processus d'entreprise et la définition de deux types de liens<br />entre les concepts de ces modèles.<br />Nous proposons également une méthode, la méthode ACEM (Alignment Correction and<br />Evolution Method), pour corriger l'alignement et faire évoluer conjointement le système et les<br />processus d'entreprise. Cette méthode matérialise la relation d'alignement à un niveau<br />intentionnel par le biais d'un modèle pivot. Elle guide les ingénieurs d'alignement dans la<br />réalisation des différentes étapes du processus tout en leur laissant une grande liberté de<br />choix. L'ingénieur fait évoluer le modèle pivot en exprimant explicitement les exigences<br />d'évolution sous forme d'opérateurs d'écart.<br />Ces métriques et ces opérateurs doivent pouvoir être utilisés dans des contextes variés. C'est<br />pourquoi nous les avons définis à un niveau générique, indépendamment de tout méta-modèle<br />spécifique. Des processus permettent de les générer de façon rigoureuse et aisée pour des<br />méta-modèles particuliers sans faire appel aux connaissances des ingénieurs ou aux<br />particularités d'un projet ou d'une méthode.

Dans le marché mondial fortement concurrentiel, un constructeur automobile doit offrir à ses clients des services innovants, respectueux de l'environnement et sûrs de fonctionnement. Tout cela doit être fait à des coûts très compétitifs tout en respectant des réglementations et des délais de plus en plus stricts. Ces travaux répondent à ces défis et visent à améliorer le processus de conception des systèmes mécatroniques critiques automobile. Ils montrent que l'utilisation de modèles formels et informels peuvent se rapporter à un modèle sémantique commun, i.e., une ontologie système et sécurité, qui permet d'assurer la cohérence du processus de conception tout en respectant la norme ISO 26262. Les concepts de ces travaux ont été appliquées sur un système de freinage régénératif hybride intégré dans un véhicule électrique. L'application a démontré que l'ontologie réalisée permet d'enregistrer l'information produite lors de la conception et que l'utilisation d'ontologies permet effectivement de détecter les incohérences sémantiques ce qui améliore la qualité des informations de conception, favorise la réutilisation et assure la conformité à l'ISO 26262. / In the strongly competitive worldwide market of today, a car manufacturer has to offer to its customersrelevant, innovative, reliable, environment friendly and safe services. All this must be done at verycompetitive costs while complying with more and more stringent regulations and tighter deadlines. Thiswork addresses these challenges and aims at improving the design process for automotive safety criticalmechatronics systems. It shows that the use of formal and informal models can commit to a commonsemantic model, i.e., a system and safety ontology, that enables to ensure the consistency of the wholedesign process and compliance with standard ISO 26262. The concepts in this work have been appliedon a regenerative hybrid braking system integrated into an electrical vehicle. It demonstrated that therealized ontology enables to record the information produced during design and that using ontologieseffectively enables to detect semantic inconsistencies which improves design information quality, promotesreuse and ensures ISO 26262 compliance.

Les systèmes industriels (automobile, aérospatial, etc.) sont de plus en plus complexes à cause des contraintes économiques et écologiques. Cette complexité croissante impose des nouvelles contraintes au niveau du développement. La question de la maitrise de la capacité d’analyse de leurs architectures est alors posée. Pour résoudre cette question, les outils de modélisation et de simulation sont devenus une pratique courante dans les milieux industriels afin de comparer les multiples architectures candidates. Ces outils de simulations sont devenus incontournables pour conforter les décisions. Pourtant, la mise en œuvre des modèles physiques est de plus en plus complexe et nécessite une compréhension spécifique de chaque phénomène simulé ainsi qu’une description approfondie de l’architecture du système, de ses composants et des liaisons entre composants. L’objectif de cette thèse est double. Le premier concerne le développement d’une méthodologie et des outils nécessaires pour construire avec précision les modèles de simulation des architectures de systèmes qu’on désire étudier. Le deuxième s’intéresse à l’introduction d’une approche innovante pour la conception, la production et l’intégration des modèles de simulations en mode « plug and play » afin de garantir la conformité des résultats aux attentes, notamment aux niveaux de la qualité et de la maturité. Pour accomplir ces objectifs, des méthodologies et des processus d’ingénierie des systèmes basés sur les modèles (MBSE) ainsi que les systèmes d’information ont été utilisés. Ce travail de thèse propose pour la première fois un processus détaillé et un outil pour la conception des modèles de simulation. Un référentiel commun nommé « Modèle de carte d'identité (MIC) » a été développé pour standardiser et renforcer les interfaces entre les métiers et les fournisseurs sur les plans organisationnels et techniques. MIC garantit l’évolution et la gestion de la cohérence de l’ensemble des règles et les spécifications des connaissances des domaines métiers dont la sémantique est multiple. MIC renforce également la cohérence du modèle et réduit les anomalies qui peuvent interférer pendant la phase dite IVVQ pour Intégration, Vérification, Validation, Qualification. Finalement, afin de structurer les processus de conception des modèles de simulation, le travail s’est inspiré des cadres de l’Architecture d’Entreprise en reflétant les exigences d’intégration et de standardisation du modèle opératoire de l’entreprise. Pour valider les concepts introduits dans le cadre de cette thèse, des études de cas tirés des domaines automobile et aérospatiale ont été réalisées. L'objectif de cette validation est d'observer l'amélioration significative du processus actuel en termes d'efficacité, de réduction de l'ambiguïté et des malentendus dans la modélisation et la simulation du système à concevoir. / Simulation models are widely used by industries as an aid for decision making to explore and optimize a broad range of complex industrial systems’ architectures. The increased complexity of industrial systems (cars, airplanes, etc.), ecological and economic concerns implies a need for exploring and analysing innovative system architectures efficiently and effectively by using simulation models. However, simulations designers currently suffer from limitations which make simulation models difficult to design and develop in a collaborative, multidisciplinary design environment. The multidisciplinary nature of simulation models requires a specific understanding of each phenomenon to simulate and a thorough description of the system architecture, its components and connections between components. To accomplish these objectives, the Model-Based Systems Engineering (MBSE) and Information Systems’ (IS) methodologies were used to support the simulation designer’s analysing capabilities in terms of methods, processes and design tool solutions. The objective of this thesis is twofold. The first concerns the development of a methodology and tools to build accurate simulation models. The second focuses on the introduction of an innovative approach to design, product and integrate the simulation models in a “plug and play" manner by ensuring the expected model fidelity. However, today, one of the major challenges in full-vehicle simulation model creation is to get domain level simulation models from different domain experts while detecting any potential inconsistency problem before the IVVQ (Integration, Verification, Validation, and Qualification) phase. In the current simulation model development process, most of the defects such as interface mismatch and interoperability problems are discovered late, during the IVVQ phase. This may create multiple wastes, including rework and, may-be the most harmful, incorrect simulation models, which are subsequently used as basis for design decisions. In order to address this problem, this work aims to reduce late inconsistency detection by ensuring early stage collaborations between the different suppliers and OEM. Thus, this work integrates first a Detailed Model Design Phase to the current model development process and, second, the roles have been re-organized and delegated between design actors. Finally an alternative architecture design tool is supported by an ontology-based DSL (Domain Specific Language) called Model Identity Card (MIC). The design tools and mentioned activities perspectives (e.g. decisions, views and viewpoints) are structured by inspiration from Enterprise Architecture Frameworks. To demonstrate the applicability of our proposed solution, engine-after treatment, hybrid parallel propulsion and electric transmission models are tested across automotive and aeronautic industries.

La mesure et la gestion de la performance représente de sérieux défis aux praticiens et chercheurs en génie industriel et sciences de gestion pour une prise de décision efficace sur base d’informations intégrées, dynamiques et pertinentes concernant la satisfaction simultanée d’objectifs émanant de diverses parties-prenantes. Bien que nombreuses méthodologies et outils aient déjà été proposés, des progrès en la matière sont encore possibles pour aider les gestionnaires et les ingénieurs à prendre de meilleures décisions et ce, de manière plus systématique.En considérant que la performance d’un système, projet ou processus industriel peut-être globalement évaluée en suivant quatre dimensions (bénéfice, coût, valeur et risque), cette thèse propose un cadre original et complet ainsi qu’une méthodologie opérationnelle afin d’appliquer des méthodes et outils d’intervention appropriés dans l’évaluation de la performance et l’aide à la décision au sein de projets industriels.A l’aide de plusieurs exemples inspirés de cas industriels, ces travaux soulignent que la méthodologie proposée peut être le support de : l’évaluation de plusieurs scénarios de décision pour sélectionner la solution la plus appropriée, l’évaluation de la performance à toutes phases d’un projet industriel et le pilotage d’un projet en cours avec plusieurs points d’évaluation durant le cycle de vie. / Performance measurement and management represents serious challenges to practitioners and researchers in industrial engineering and management sciences for efficient decision making with integrated, dynamic and relevant performance information regarding simultaneous accomplishment of multiple stakeholder objectives. Although many methodologies and approaches have already been proposed, there is still room for new advances to go further in assisting managers and engineers to make better decisions in a more systematic manner.Assuming that the performance of an industrial system, project or process can be comprehensively evaluated by four main dimensions (benefit, cost, value and risk), the thesis proposes an original and complete framework as well as an operational methodology to apply relevant supporting methods and tools for the sake of performance evaluation and decision support in industrial projects.Using several examples based on industrial cases, the work emphasises that the proposed methodology can provide the support for: opportunity assessment of several decision alternatives to select the most appropriate one, performance evaluation at any phase of an industrial project and monitoring of an ongoing industrial project requiring performance evaluation at several phases along its life history.

Ce travail traite de l'extension du périmètre d'application de l'Ingénierie Système afin de couvrir l'ingénierie des systèmes de fabrication et sa coordination avec l'ingénierie des produits. Une méthode outillée est développée pour concourir à la maximisation du déploiement de cette démarche étendue, prise pour cible méthodologique par PSA Peugeot Citroën pour satisfaire l'amélioration requise de la performance de ses processus de développement. L'extension du référentiel d'Ingénierie Système Automobile est justifiée par l'état de l'art des méthodes d'ingénierie. La portée des résultats obtenus débouche sur la problématique de leur instrumentation logicielle, pour laquelle la modélisation et le raffinement des modèles est réalisée. La méthode outillée s'appuie sur une démarche d'interviews et sur l'analyse des processus d'ingénierie. Elle permet d'évaluer les pratiques actuelles et de réaliser des actions d'amélioration, en réponses aux besoins des métiers. Elle est validée en regard des pratiques du terrain par le cas d'étude présenté. En conclusion, la représentativité et le caractère générique des études réalisées justifient la valeur ajoutée de l'Ingénierie Système ici étendue et son utilité pour l'ingénierie de tout le cycle de vie d'un système ou encore pour d'autres domaines industriels. La principale perspective de ces travaux confirme l'intérêt, par tous les moyens développés dans ce travail, de la poursuite du déploiement de l'Ingénierie Système pour la branche recherche et développement du groupe PSA Peugeot Citroën.