Il y a peu, j'ai pu lire « qu'on pouvait considérer que les ponts romains de l'Antiquité, pouvaient être considérés comme inefficaces, au regard des standards actuels : ils utilisaient trop de pierre et énormément de travail était nécessaire à leur construction. Au fil des années, pour répondre à une problématique équivalente, nous avons appris à utiliser moins de matériaux et à réduire la charge de travail ». Ces problématiques nous les retrouvons aussi en conception mécanique où l'on essaye en continu de proposer des systèmes de plus en plus performants mais devant être conçus en moins de temps, étant moins cher à produire et fournissant des prestations au moins équivalentes à ce qui a déjà été conçu.Au cours d'un processus de conception classique, les concepteurs définissent une géométrie ne présentant aucun défaut puis, étant donné que les moyens de production ne permettent pas d'obtenir de telles pièces finales, ils spécifient les schémas de cotation définissant les écarts acceptables garantissant le bon fonctionnement du système. Seulement, cela est fait après avoir produit les dessins détaillés, c'est à dire trop tard. Pour répondre à cette problématique, je présenterai l'intégration, très tôt dans le cycle de vie de conception, d'un processus de validation optimisé, basé sur une maquette numérique directement en lien avec sa représentation fonctionnelle (maquette fonctionnelle), et permettant de valider des schémas de cotation 3D standardisés.Je décrirai d'abord ce que l'on entend par « maquette fonctionnelle » et surtout ce que cette nouvelle définition apporte en plus de la définition numérique. Une fois ce point abordé, je détaillerai les liens qui permettent d'avoir une unicité de l'information au sein de l'environnement de travail, tout comme les processus qui permettent de lier les représentations fonctionnelles et numériques.Ensuite, je détaillerai les processus basés sur ces concepts, et qui ont pour but de valider les choix qui sont effectués en avance de phase au niveau des schémas de cotation. Pour ce faire, je commencerai par présenter l'analyse au pire des cas (utilisant les modèles de domaines écarts notamment), permettant de garantir le bon fonctionnement de l'ensemble mécanique, dans le cas ou touts les écarts se retrouvent à l'intérieur des zones respectives (définies par les tolérances).Enfin, je finirai par introduire ce qu'une couche statistique, couplée à l'analyse au pire des cas utilisant les enveloppes convexes, peut amener dans le contexte industriel et notamment sous la contrainte temporelle.

L'objectif des travaux présentés dans cette habilitation à diriger des recherches est d'aider à la performance des systèmes industriels en facilitant les prises de décisions (par la capitalisation d'expérience, le choix des personnes, la vision globale de la stratégie de l'entreprise). Les travaux réalisés abordent conjointement les notions de conception, de décision, de projet (60ème section du Conseil National des Universités). Ces travaux sont réalisés au sein du laboratoire Génie Industriel de l'Ecole Centrale Paris, pour certains en collaboration directe avec le milieu industriel. La thématique générale de recherche est centrée sur les processus de prise de décision, principalement dans le domaine de la conception de produits et de services, et a pour objectif principal l'amélioration de leur efficacité. Dans un premier chapitre, la base scientifique de cette recherche est présentée, il s'agit de la modélisation du processus de prise de décision. Cette modélisation est déclinée sur les trois niveaux de la décision (présentés dans les 3 chapitres suivants). - Au niveau opérationnel : le modèle du processus de prise de décision est utilisé pour la capitalisation des connaissances afin de faciliter les prises de décisions techniques concernant la conception des produits et des services ; - Au niveau tactique : ce modèle générique a permis de développer une méthode d'aide au choix d'acteurs et d'analyser les décisions collaboratives ; - Au niveau stratégique : le modèle du processus de prise de décision a permis d'élaborer une véritable démarche projet à partir d'une analyse des dysfonctionnements. Un processus qui représente le cheminement nécessaire à toute décision a été défini, décision de conception de produit, telle que les choix technologique, décision de management de projet, telle que l'attribution de ressources, ou décision d'organisation d'entreprise, telle que le choix de réorganisation. Une définition sous forme d'un schéma global (Ligne de Vie de la Décision ou Decision Time Line, DTL) est proposée avec des étapes suffisamment génériques et exhaustives pour décrire toute décision à tout niveau. Un deuxième modèle a été développé sur la base de la DTL pour s'appliquer particulièrement aux processus de prise de décision dans les projets d'innovation (INtegrated Decision makInG mOdel, INDIGO). Dans un deuxième chapitre, des recherches sur le niveau opérationnel sont présentées, elles concernent essentiellement la capitalisation des connaissances dans le processus de conception. Une première posture de recherche consiste en la réalisation d'une analyse systémique des systèmes de gestion des connaissances. Ce premier résultat obtenu a ensuite été enrichi par l'étude de ces systèmes dans le processus de conception des projets d'innovation avec une application industrielle chez PSA Peugeot Citroën. En remontant le processus de conception à sa source, une analyse est en cours sur le partage des connaissances dans le cadre de la constitution d'un cahier des charges pour un nouveau produit. Dans un troisième chapitre, des recherches au niveau tactique, orientées sur les prises de décisions concernant le choix d'acteurs, sont présentées. Elles ont débouché sur l'élaboration d'une méthode d'aide au choix d'acteurs et sur la prise en compte des décisions collaboratives dans les projets. Une analyse des risques dans la prise de décision vient compléter ce chapitre. En adéquation avec l'objectif général de la productique, l'optimisation du triptyque qualité, coût, délai, une modélisation des dysfonctionnements dans le processus de prise de décision est proposée et permet de représenter et de quantifier l'impact des dysfonctionnements dans le processus de décision. L'étude des dysfonctionnements dans les processus de prise de décision se concrétise, ensuite, par une application au choix d'acteur et par une présentation des outils développés pour faciliter ce type particulier de décision. Ces outils sont regroupés sous le nom de SACADO, Système d'Aide aux Choix d'Acteur et aux Décisions d'Organisation. SACADO propose un processus cible à suivre pour réduire les risques de dysfonctionnements. Cette méthode permet également, pour un dysfonctionnement donné, d'en analyser les causes potentielles et d'en déduire des préconisations. Le quatrième chapitre concerne des recherches sur le niveau stratégique. Elles ont été initiées sur les décisions d'organisation et ont abouti à une proposition de démarche projet qui, lorsqu'elle est appliquée, peut remettre en cause l'organisation de l'entreprise. Les recherches présentées dans ce cadre concernent également la modélisation des entreprises et analysent des nouvelles formes d'organisation (équipes virtuelles, réseaux de compétences). L'un des axes de la méthodologie SACADO consiste en une méthode pour améliorer l'organisation d'une entreprise par l'analyse dysfonctionnements identifiés dans les prises de décision. Cet axe a débouché, chez Vallourec, sur le déploiement d'une démarche de conduite de projets. Cette démarche a été adaptée aux besoins particuliers du groupe Vallourec, communs à l'ensemble des sociétés de ce groupe et qui sont ressortis lors de l'analyse des dysfonctionnements. Cette activité de recherche a ensuite été enrichie et validée par un an de collaboration hebdomadaire avec des chefs de projet du groupe Vallourec et a permis de mettre en place l'organisation en mode projets du groupe. La recherche sur le niveau stratégique s'intéresse actuellement à de nouvelles formes émergentes d'organisation du travail. Une méthodologie est en cours d'élaboration pour la constitution d'équipes virtuelles dans les projets d'innovation. Un modèle et des recommandations génériques pour la constitution de réseaux de compétences pour la conception de projets d'innovation sont également à l'étude. Finalement, deux orientations principales pour l'avenir de l'ensemble de ces travaux de recherche sont présentées : - un apport scientifique : la prise en compte de la dimension humaine dans les prises de décision projets ; - un domaine transversal d'application et de poursuite de la recherche : le monde de la santé.

Les concepteurs de machines de production doivent prendre en consideration les differents aspects des produits tels que la technologie, la legislation et la securite professionnelle. la directive europeenne 2006/42/ce definie les principes de prevention des risques professionnels. destinee aux concepteurs de machines, son objectif est d’imposer la necessite d’obtenir le niveau de risque le plus faible possible selon l’etat de l’art. bien que les concepteurs de machines catalogues ont acces a des normes specifiques pour realiser les analyses a priori, ce n’est pas le cas pour les concepteurs de machines speciales. une approche originale appelee ezid est presentee dans ce papier pour aider tous les concepteurs de machine pour l’identification des phenomenes dangereux.basee sur le fait que les phenomenes dangereux sont lies a la presence d’energie, ezid les identifie au travers de la detection des parametres de conception lies aux sources et flux d’energie. elle renvoie ensuite de maniere organisee les informations relatives a tous les echanges d’energie potentiels entre les operateurs et la machine aux concepteurs, mettant en lumiere le besoin d’ajouter des solutions pour la prevention des risques. / Machine designers must take into account different aspects of products such as technology, legislation and occupational safety. european directive 2006/42/ce promulgates machine safety design principles to prevent occupational risks. aimed at machine designers, its objective is to set out the need to obtain the lowest possible risk level according to the state of the art. although the designers of catalog machines have access to specific standards to perform a priori risk analyses, this is not the case for special machine designers. an original approach called ezid is presented in this report to help all machine designers in the task of hazard identification.based on the fact that hazards are linked to the presence of energies, ezid identifies hazards through the detection of design parameters linked to energy sources and flows. it then feeds back organized information to designers on every potential exchange of energy between the machine and its operators, bringing to light the need to add risk prevention solutions.

L’objet de ces travaux de recherche est de recueillir auprès de clients leur appréciation et leurs ressentis, traduits par des attributs de produit, face à une innovation en cours de conception, c’est-à-dire sans la totalité des informations sensorielles et fonctionnelles normalement disponibles sur un produit fini.Les deux objectifs principaux sont de prendre en compte les avis des clients tôt dans le processus de conception d’une innovation et de pouvoir comparer plusieurs innovations entre elles ou une même innovation à plusieurs stades de développement, en vue d’aider la prise de décisions des concepteurs et des décideurs.Afin de répondre à ces objectifs, plusieurs démarches méthodologiques sont réalisées et vérifiées :• En vue de compenser le manque de caractéristiques sensorielles et fonctionnelles d’une représentation intermédiaire d’une innovation, nous avons mis en place un « descriptif sensoriel »,• En vue de faciliter les comparaisons d’évaluations de produit, nous avons mis en place un questionnaire standard d’évaluation des avis clients. En effet, sur la base d’une recherche bibliographique des attributs de produit de qualités hédonique et pragmatique intervenant dans l’évaluation d’un produit, nous avons créé une liste d’affirmations à noter,• En vue de valider ces outils méthodologiques, nous avons réalisé une démarche comparative de plusieurs jalons ou stades de développement. Au total, nous avons réalisé six évaluations clients d’une même innovation à différents jalons du processus de conception auprès de 302 évaluateurs.Les résultats d’évaluation obtenus sont ensuite étudiés et comparés. Le but est de valider la construction du descriptif sensoriel et du questionnaire et d’apporter nos conclusions quant à l’évaluation de représentations intermédiaires à différents stades du processus de conception.Le questionnaire standard d’évaluation nécessite d’être affiné mais permet déjà de s’enquérir d’attributs de qualités hédonique et pragmatique d’un produit du point de vue des clients. Le descriptif sensoriel facilite la projection des clients vers ce que sera le futur produit. / The purpose of this research is to obtain the appraisal and feelings of customers, translated by product attributes, about an innovative product during its design process, i.e. without all the sensory and functional features available like for a finished product. Two main goals are to inquire the customers’ ways of thinking early in the design process and to compare several products themselves or the same product at different stages in the process. The objective is to help the designers and managers decision.To meet these goals, we realized and checked several methodological approaches:• To offset the lack of sensory and functional features of an innovation’s prototype, we created a “sensorial brochure”,• To facilitate the product assessments’ comparison, we created a standard questionnaire to inquire customers. In fact, with a bibliographic research of the hedonic and pragmatic attributes involved in the assessment of a product, we created a list of statements,• To validate these methodological tools, we realized a comparative approach at several milestones or stages of the design process. In total, we realized six customers’ assessments at different stages of the design process with 302 respondents.Then we studied and compared the assessments’ results. The aim is to validate the construction of the sensorial brochure and the questionnaire and to conclude from the innovation’s prototype assessments at different stages of the design process. The questionnaire needs to be improved but it has already permitted to inquire the customers on their hedonic and pragmatic attributes in front of a product. The sensorial brochure helps customers to imagine the future product.

Ces dernières décennies sont marquées par l'émergence de formes architecturales caractérisées par une absence d'orthogonalité. Incités par le progrès de la représentation numérique, des architectes génèrent des projets aux formes complexes dits « non-standard » dont la réalisation soulève de nombreux problèmes. Cette étude vise à apporter des éléments de réponse en centrant la réflexion autour du paramètre de forme, de sa génération à sa réalisation, en assurant une meilleure opérabilité entre les acteurs du processus de conception (architectes/ingénieurs/entrepreneurs). La première partie du mémoire positionne cette tendance architecturale dans le contexte actuel et propose une classification des formes à partir de la morphologie structurale. Nous mettons ainsi en évidence les cas où la forme s'exclut des autres paramètres de conception et pour lesquels les outils de l'ingénierie révèlent leurs limites. La deuxième partie présente un nouvel outil de génération basé sur les formes pascaliennes ou pFormes. Cette approche géométrique des formes gauches utilise des règles génératives simples, ce qui assure une compréhension et une maîtrise de leur génération tout en conduisant à des potentialités opérationnelles. La troisième partie propose un panel d'outils basés sur l'exploitation des propriétés géométriques pour élaborer des solutions d'ordres mécanique et technique. La quatrième partie étend cette démarche aux formes immergées. La pertinence et l'efficacité de ces propositions sont discutées à partir d'études de cas. Par ailleurs, des développements sur des alternatives morphologiques innovantes sont présentés et soulignent leur richesse sur le plan structurel, mécanique et technologique.

Les projets interdisciplinaires constituent rarement le terrain des études 
sur le processus de conception en design. Les théories générales du design, en tentant de définir ce qui est commun à toutes les disciplines du design, ont davantage étudié les cas typiques que les cas atypiques. Or, nous croyons qu’il existe dans les projets interdisciplinaires une négociation argumentative et une ouverture vers l’autre, propice à l’analyse du processus de conception en design. Pour réaliser l’étude de ce processus, la stratégie empruntée a été la «recherche-projet» qui propose une participation active sur le terrain. 
À l’intérieur de cette stratégie méthodologique, nous avons réalisé l’étude de cas d’un projet hybride, une signalétique identitaire destinée à marquer les écocentres montréalais et orienter leurs usagers. Comme plusieurs autres pratiques du design, la complexité des projets interdisciplinaires demande l’apport de plusieurs acteurs dans le processus. 
Ces personnes conçoivent le projet à travers des représentations visuelles et des échanges verbaux, nous avons choisi de faire porter notre étude principalement sur le second. Pour ce faire, nous avons choisi comme cadre théorique le Traité de l’argumentation de Chaïm Perelman et Lucie Olbrechts-Tyteca en nous intéressant plus spécifiquement aux concepts d’«accord» et d’«auditoire». Parce que le véhicule de l’action en design est la notion de «projet», l’Anthropologie du projet de Jean-Pierre Boutinet sera notre guide à travers cette conduite. L’objet de recherche de ce mémoire sera donc le processus de conception en design qui sera étudié à travers le regard de l’argumentation. L’argumentation s'est révélée la clé du problème que posent les jugements de valeur, commune à toutes les disciplines du design. Qu’est-ce qu’un «bon» projet réalisé? Est-il possible de répondre à cette question, sans tomber dans un cadre argumentatif, sans devoir révéler les arguments qui nous permettent de croire vraisemblable une telle proposition? C’est en mettant en lien la théorie du projet en design et la théorie de l’argumentation que nous avons éclairé la pratique du designer, sa relation à ses collègues et ultimement avec lui-même. L’argumentation s’est avérée un outil permettant la construction de la réalité dans le projet interdisciplinaire. / Interdisciplinary projects rarely constitute a field of research on design process. The general theories of design, while trying to define what is common amongst all disciplines of design, have a tendency to study typical cases rather than atypical cases. Hence, we believe that within interdisciplinary projects live an argumentative negotiation and openness towards others, relevant to analyse the design process. To study the design process, we used a project-grounded research strategy, which proposes an active participation in the field. Within this methodology, we conducted our research during a hybrid project: an identity signage destined to brand the “écocentres” of the city of Montreal while orienting its users. Like many other practices of design, the complexity of interdisciplinary projects demands the contribution of many actors in the process. Theses people envision the project with visual representations and verbal exchanges. We chose to direct our attention principally to the latter. In order to do so, we followed the theoretical framework of Chaïm Perelman and Lucie Olbrechts-Tyteca called “The New Rhetoric: A Treatise on Argumentation” while focusing more specifically on the concepts of agreement and audience. Because the vehicle for action in design is the notion of projet1, “Anthropologie du projet” by Jean-Pierre Boutinet will be our guide to conduct this study. The object of research of this thesis will therefore be the process of design through the lens of argumentation. Argumentation has revealed itself as the key to the problem of value judgements, common to all design disciplines. What is a good completed project? Is it possible to answer this question without falling in an argumentative framework and without having to reveal the arguments that allow us to believe true such a proposition? It is by linking the design theory of projects and the theory of argumentation that we have shed light on the practice of the designer, his relationships with his clients, his colleagues, and ultimately, with himself. Argumentation is a tool that enables the construction of reality in the interdisciplinary project.

Cette recherche porte sur l’exploration et la qualification des dispositifs évolutionnaires appliquées à la conception architecturale. Ici, ce sont les qualités environnementales et plus particulièrement les qualités solaires passives de l’enveloppe de l’édifice qui guideront le processus évolutionnaire. Nous nous attachons plus particulièrement aux phases initiales de la conception, et nous cherchons à spécifier un outil d’assistance favorisant et stimulant une conception créative. Après avoir établi et structuré une connaissance sur les processus de conception, sur la créativité, sur les qualités thermiques et sur les méthodes évolutionnaires, nous proposons un outil prototypal, fondé sur un algorithme génétique et implanté dans un logiciel de type modeleur. Celui-ci a été expérimenté dans le milieu pédagogique, et nous a conduit à caractériser les modalités de création et de conceptualisation de la forme architecturale dans le cadre d’une instrumentation évolutionnaire.Ainsi nous notons le basculement cognitif d’une pensée implicite vers une pensée explicite comme caractéristique fondamentalement de l’instrumentation générative. De plus nous insistons sur l’importance de l’indétermination signifiante comme composante essentielle de la création. Enfin nous proposons la notion de « trans-forme » comme élément caractéristique d’une pensée du processus et de la multiplicité. Cette « meta-forme » serait issue de la description des conditions de mise en forme à travers la paramétrisation des comportements aux limites et des modalités d’émergence / This research tackles the exploration and the qualification of evolutionary mechanisms applied to the architectural design. Here, it is the environmental qualities and more particularly the passive solar qualities of the envelope of the building that will guide the evolutionary process. We become attached more particularly to the initial phases of the conception, and we try to specify a aided digital tool of facilitating and stimulating a creative design. Having established and structured the knowledge on the processes of conception, on the creativity, on the thermal qualities and on the evolutionary methods, we propose a prototypal tool, based on an genetic algorithm and implanted in a modeller software. This one was experimented in the educational environment, and led to us to characterize the modalities of creation and conceptualization of the architectural shape within the framework of an evolutionary instrumentation.So we note the cognitive fall of an implicit thought towards an explicit thought as a main characteristic of the generative tools. Furthermore we insist on the importance of the significant indecision as essential constituent of the creation. Finally we propose the notion of "transform" as characteristic element of a thought of the process and the multiplicity. This "meta-shape" would arise from the description of the conditions of shaping through the parameterisation of the behaviours at the limits and from modalities of emergence

Avec le développement rapide de l'Internet des objets et de l'économie mondiale basée sur Internet, les relations entre les différents concepteurs du monde entier sont de plus en plus importantes et sont façonnées par de nombreux nouveaux défis, telles que la multiplication des données et des informations, la personnalisation de masse, la collaboration mondiale, la pénurie de ressources, une technologie dynamique, etc. La réussite du processus de conception dépend de l'efficacité de la communication entre les acteurs du processus de conception. Cela conduit à une allocation de plus en plus complexe des ressources humaines et à une gestion des risques de plus en plus difficile dans les projets de conception. De nombreuses entreprises et instituts ont mis au point leur propre méthode d’allocation des ressources humaines et de gestion des risques pour le processus de conception. Cependant, ces méthodologies prennent en compte les compétences et l'expertise du concepteur, mais ne pensent que rarement à l'interaction de groupe, à l'expérience de collaboration et à l'analyse de la personnalité du concepteur. Par conséquent, dans ce travail, nous proposons une allocation de ressources humaines prenant en compte les idées ci-dessus pour gérer efficacement le processus de conception. / With the rapid development of internet of things and the internet driven global economy, the relationship among various designers from all over the world are getting closer, and the relationships among them in the project are shaped by many new challenges such as multiplication of data and information, mass customization, global collaboration, scarcity of resources, dynamic technology, etc. The engineering design depends on the efficiency of communication between actors in the design process. This leads to an increasingly complex of the human resource allocation and a more and more difficult risk management in design project. Many companies and institutes have developed their own human resource allocation and risk management method to the design process. However, these methodologies consider about the skills and expertise of the designer, but rarely think about the group interaction, experience working together ability and the personality analysis of the designer. Therefore, in this work, we propose human resource allocation which consider about the ideas above to effectively managing the design process.

Des organismes de transfert technologique accompagnent les projets d'innovation des PMI qui ne disposent pas de ressources suffisantes pour y faire face. Nous avons consacré nos travaux de recherche à l'étude d'un tel dispositif. Une dizaine d'entreprises ont été aidées dans la recherche de solutions technologiques innovantes. Deux nouveautés y ont été expérimentées : la méthode TRIZ et un accompagnement bipartite des PMI : par un expert TRIZ et par un porteur de projet. Nous commençons par présenter le fonctionnement du dispositif d'accompagnement. Nous étudions ensuite la méthode TRIZ : place dans un processus de conception, perspectives de diffusion, statut épistémologique... Nous interrogeons la dimension organisationnelle du dispositif : rôle des acteurs, coordination... Nous poursuivons avec une discussion des modalités de la conception collaborative en PMI, différentes de celles des grandes entreprises. Nous plaidons enfin pour un enrichissement du management de l'innovation.

Le processus de conception de produits est un des moteurs de la performance et de la compétitivité des industries manufacturières.Sa mise en oeuvre au sein des organisations industrielles a évolué ces dernières décennies,passant d'une juxtaposition séquentielle des tâches à l'ingénierie concourante et à la conception parallèle et intégrée. Les méthodes et outils de conception doivent supporter ces nouveaux schémas de l'activité de conception.Pour répondre à cette problématique,cette thèse interroge dans un premier temps la modélisation du processus de conception intégrée,opposant aux approches par phases un modèle co-évolutif décrivant l'évolution des deux domaines du problème et de la solution via la mise en oeuvre itérative de quatre activités de conception.L'aide à la conception peut alors être envisagée sur la base de ce modèle,autorisant à travers un formalisme objet une mise en oeuvre opportuniste des outils existants.