Les bâtiments à faible consommation d'énergie connaissent, ces dernières années, un grand intérêt étant donné le rôle important qu'ils jouent dans la diminution des émissions de gaz à effet de serre d'une part, et la flambée des prix des combustibles, d'autre part. Néanmoins, dans de nombreux cas la réalisation de ce type de bâtiments n'atteint pas les performances escomptées. Ce problème est dû en grande partie à : 1) la perte d'informations tout au long du cycle de vie du bâtiment, 2) la non évaluation régulière des décisions prises par les acteurs intervenants. Le commissionnement en tant que processus de contrôle qualité joue un rôle important dans le bon déroulement du processus de réalisation de bâtiments à faible consommation d'énergie. Cette recherche vise à développer une méthodologie dont l'objectif est d'assister les personnes responsables de cette mission dans la définition de plans de commissionnement adaptés à leurs projets. Nous avons réalisé en premier, un état de l'art de la réalisation des bâtiments à faible consommation d'énergie, que nous avons par la suite confronté à la réalité à travers une enquête auprès des acteurs du bâtiment et d'étude de cas réels. Cette étape nous a permis de formuler une hypothèse concernant la nécessité d'un commissionnement "évolutif" -adapté aux particularités de chaque projet - et de décrire une méthodologie globale d'assistance à la conception des bâtiments à faible consommation d'énergie, qui intègre une aide à la décision, une gestion de l'information et un commissionnement "évolutif" qui vient vérifier le bon déroulement des deux premiers. Pour mettre en application cette méthodologie, une boîte à outils a été développée. Elle est constituée de : 1) un outil dit "statique" qui permet de définir un premier plan de commissionnent générique qui répond aux caractéristiques d'un projet, à partir d'une base de données exhaustives de tâches de commissionnement, 2) un outil dit "dynamique" basé sur les probabilités, qui permet de mettre à jour le plan de commissionnement initial (générique), en l'adaptant au projet en cours. Cette mise à jour permet de prendre en compte les particularités et imprévus rencontrés lors de la réalisation d'un projet, rendant ainsi le plan de commissionnement plus précis. Une expérimentation, dans un cas réel, du premier outil et des applications du second ont été faites pour montrer leurs possibilités et leurs limites. Les résultats font apparaître deux points importants : 1) l'intérêt d'avoir un plan de commissionnement structuré et évolutif pour vérifier la qualité de la réalisation des bâtiments à faible consommation d'énergie et assurer ainsi l'atteinte des performances souhaitées, 2) l'intérêt d'utiliser un outil probabiliste tel que les réseaux Bayésiens pour anticiper les dérives et prendre en charge les imprévus rencontrés lors de ce processus vivant. Cette méthodologie représente une base pour le développement d'outils d'assistance à la définition de plans de commissionnement "évolutifs" pour le neuf et l'existant, et tous les secteurs du bâtiment

Cette thèse porte sur le rapport qu'entretient la démarche architecturale avec le matériau de construction et ses techniques de mise en œuvre. L’architecture envisagée comme un "art de bâtir" est questionnée à la lumière des avancées récentes de la recherche sur les processus de conception innovante. Le corpus de la thèse, constitué d'entretiens avec des architectes et des industriels, est soumis à une analyse qui aborde les thématiques où s’opère la "matérialisation" de l'œuvre: la conceptualisation, l’expérimentation, l’organisation du protocole et le prototype. Le recours à la modélisation des différentes démarches identifiées rend possible la confrontation de l’expérimentation sur les matériaux dans la démarche d’architecture, aux processus d’innovation répertoriés dans la production manufacturière. Les activités de conception sont représentées par leur capacité à mettre en relation les quatre espaces cognitifs sollicités par le projet : problèmes , concepts, représentations et connaissances / This thesis questions the architectural process about its interrelation with building materials and techniques. An analysis of the corpus of the thesis based on interviews of architects and industry specialists is made throught the different steps where the 'embodiment' of the work takes place: design, experiments, protocol and prototype set up. To be able to compare them with innovative processes coming from the industry, we used their modelization. Design activities are then represented by the possibilities they offer to interrelate the four cognitive spaces that t he project deals with: problems, concepts, representations and knowledge. Two main action systems emerged from case studies and have to be linked: one heading the architectural project development and one organizing innovation in manufacturing industries

Ces travaux de thèse s’intéressent à une stratégie de fin de vie naissante : le repurposing. Nous le définissons comme un processus industriel par lequel des produits en fin d’usage sont réutilisés dans des applications distinctes. À la fin de leur premier usage, les produits sont réintégrés dans la chaine industrielle en vue d’une nouvelle utilisation dans une autre application. On parle également d’utilisations en cascade. Le but avoué est la conservation de la valeur-ajoutée des produits, aussi longtemps que possible. Cette stratégie s’inscrit aux côtés d’autres stratégies de réutilisation plus connues telles que le réemploi et le remanufacturing.L’illustration principale de la littérature, qui constitue également notre terrain d’étude, concerne les batteries au lithium. Utilisées initialement dans les véhicules électriques, elles sont aujourd’hui recyclées lorsque leurs capacités de stockage diminuent de 20 à 30%. Prolonger leur durée de vie par une seconde application, e.g. un usage stationnaire, permettrait de différer les étapes de recyclage tout en maximisant le maintien de la valeur ajoutée lors de la fabrication. Malgré ces avantages, les exemples de transformations de produits pour des applications en cascade restent à l’état de démonstrateurs, en particulier parce qu’aujourd’hui ces produits et leur chaine de valeur ne sont pas conçus avec des stratégies supportant leur réutilisation.L’objectif de ces travaux est d’apporter aux équipes de conception une vision claire de ce qu’est la stratégie de réutilisation en cascade, de comment l’intégrer lors des étapes amont du processus de conception et de guider l’évaluation environnementale correspondante, afin de les accompagner pour une réelle industrialisation des produits repurposés. En ce sens, nous émettons trois propositions.La première consiste en une classification des caractéristiques propres aux solutions en cascade selon trois axes : le produit, le processus de (re)fabrication et le modèle d’affaire envisagé. À travers ce cadre, nous décrivons les dimensions et les caractéristiques des offres de produits repurposés. Elles sont alors utilisables pour l’établissement de compromis dès les phases amont de conception. Celles-ci sont issues d’une étude bibliographique couplée à des études de terrain.Notre deuxième proposition concerne le processus de conception de tels produits. En effet, plusieurs spécificités sont à prendre en compte en comparaison d’une activité de conception classique : récupération du produit en fin d’usage, applications ultérieures pas ou peu définies, besoins flous, usage influençant les performances, etc. Une étape de conception pour les produits repurposés devra donc être intégrée en amont du processus de repurposing afin d’optimiser les solutions ultérieures. En complément, plusieurs recommandations pour la conception d’un produit repurposé sont formulées. Intégrées au plus tôt, elles visent à faciliter la réutilisation des produits en tenant compte des parties-prenantes, des phases du cycle de vie, des aspects temporels et en gérant mieux l’information.Enfin, un cadre générique structurant la réalisation d’analyses du cycle de vie de ces solutions est proposé. Les ACVistes pourront ainsi plus facilement tenir compte des spécificités de ces stratégies, car la complexité des modélisations ACV pour les produits aux applications en cascade nécessite davantage de rigueur et de précision que pour des produits à application unique. Pour supporter ce cadre, trois recommandations à destination des équipes de conception sont émises. Elles permettent la formalisation d'éléments de contexte pour améliorer la comparaison avec d’autres études et d’informations en vue des analyses de sensibilité.Ces trois propositions sont implémentées sur deux cas d’étude ‘batterie’, au cours de séances de travail regroupant des parties-prenantes de l’ensemble du cycle de vie : commanditaire, équipes de conception, logisticiens, recycleur, etc. / This PhD dissertation focuses on an innovative end-of-life strategy: repurposing. We define ‘repurposing’ as a manufacturing process through which products nearing their end-of-life are reused in different applications. At the end of their intended use, products are reintegrated into the manufacturing chain and adapted for their next application. We also refer to this strategy as cascading application reuse (CAR). The main purpose of CAR is the preservation of the added-value of such products. This strategy is in line with other reuse strategies such as direct reuse and remanufacturing.The central illustration in our case study addresses lithium-ion batteries used in electric vehicles, which are recycled when the battery’s charging capacity falls below 80%. Extending the component lifespan with a second application, e.g. stationary application, postpones introduction into the waste stream, retaining the added-value from the original manufacturing process. Despite these advantages, examples of product adaptation for CAR remain at a proof-of-concept scale - currently these products and their value chains are not yet designed with strategies supporting reuse.The objective of this research is to provide a clear vision to design teams about repurposing strategies, how to integrate the strategies during the upstream stages of the design process and how to facilitate the corresponding lifecycle assessment. The objective is to support designers during the manufacturing of repurposed products. We make three proposals.The first consists of classifying the characteristics specific to the repurposing strategy according to three axes: the product, the (re)manufacturing process and the business model. Through this framework, we describe the dimensions and characteristics of what the repurposed product offers, which are integral during the design activity. These attributes are the result of a study of the relevant literature coupled with several field investigations.Our second proposal concerns the design process for such products. Indeed, several differences with classical design practices appear: the need for product recovery at the end of use, subsequent applications and needs not fully defined, which affect performance, etc. A design stage for repurposed products must therefore be integrated before subsequent applications in order to optimise redesign solutions. Integrated as early as possible, they aim to facilitate product reuse by taking into account stakeholders, life cycle phases, time aspects and better information management.Finally, a generic framework structuring the carrying out of life cycle analyses of repurposing is proposed. This will simplify the inclusion of their specificities for life cycle assessments (LCA) practitioners. Indeed, the complexity of LCA modelling for cascading applications products requires more rigour and precision than single application products. To support this framework, three recommendations for design teams are made, the objective of which is to better formalise the information from the design process. These recommendations support the formalisation of contextual elements to improve comparison with other studies and the organisation of information for sensitivity analyses.These three proposals are implemented on two battery case studies, during working sessions involving stakeholders representing the complete life cycle: sponsor, design teams, logisticians, recycler, etc.

La conception de produits a pour objectif de définir techniquement un produit en satisfaisant les besoins de l'ensemble des clients du cycle de vie du produit. Les enjeux industriels conduisent à développer des modèles et des outils d'aide à la conception afin de répondre aux besoins clients tout en optimisant le triptyque coût-qualité délais. L'objectif de cette thèse est de proposer une vision globale permettant d'appréhender les différents types de modélisation. Pour atteindre cet objectif, une analyse globale de ces notions est nécessaire afin d'obtenir une représentation commune du système pour les différentes activités de conception et de simulation. L'intérêt de cette approche est de pouvoir mettre en évidence les dépendances et les relations entre ces activités. Cette approche doit permettre d'appréhender les différents niveaux de détails (systémique) lors de la décomposition fonctionnelle et structurelle du produit. Elle doit également permettre de suivre l'élaboration des modèles physiques pour la simulation. Nous proposons une traçabilité du processus de conception et du processus de modélisation permettant de remettre en cause, le cas échéant, les choix de conception et les hypothèses de modélisation. Ce travail est fondé sur des concepts de GeoSpelling comme le " skin modèle ", les opérations et les propriétés. Ils sont enrichis d'autres concepts comme les modèles finis et infinis et les modèles primitif et de simulation. / Product design aims to technically define a product satisfying the needs of all customers during the product life cycle. Industrial issues lead to develop models and tools supporting design to meet customer needs and contributing to costs-quality-and time optimisation. The objective of this thesis is to propose an overall vision making it possible to apprehend the various types of modeling. To achieve this goal, a comprehensive analysis of these concepts is necessary in order to obtain a common representation of the system for the various activities of design and simulation. The advantage of this approach is to highlight the dependencies and relationships among those activities. This approach should allow to apprehend the various levels of detail (systemic) during the functional and structural decomposition activity. It should also enable to monitor the development of the physical models for the simulation. We propose a traceability of the design process and of the modeling process allowing to review as appropriate the design choices and the modeling assumptions. This work is based on concepts of GeoSpelling as the "skin model", the operations and the properties. They are complemented by other concepts as the finite and infinite models and the primitive and simulation models.

Par ses implications cognitives et pragmatiques, la représentation graphique constitue un outil privilégié du projet architectural et urbain par lequel se manifestent et opèrent les manières de faire. Partant de cette hypothèse méthodologique, cette recherche tente de mieux définir le renouvellement des modes de production et de pensée de l'éclairage urbain à travers l'étude des usages de la représentation graphique chez les concepteurs lumière, principaux acteurs de ce renouveau issus de milieux professionnels divers. Trois types de sources sont utilisés : observation du travail d'agence, entretiens semi-directifs et surtout corpus graphique extrait de vingt projets (mises en lumière urbaines, plans lumière), analysé sur un mode monographique puis typologique. Les entretiens révèlent une démarche commune de type scénographique ainsi que l'importance du mouvement d'acculturation à la maîtrise d'oeuvre traditionnelle par lequel se construit la nouvelle profession de concepteur lumière. La production graphique des concepteurs lumière reflète largement ces caractéristiques, tirant sa spécificité d'un processus d'hybridation entre les formes graphiques de l'éclairagisme technique et celles du projet architectural et urbain, comme le montre l'analyse typologique du corpus. Plus largement, l'analyse graphique met en évidence le caractère actuel (Cauquelin, 1992), c'est-à-dire à la fois traditionnel et contemporain, des pratiques des concepteurs lumière. Cette actualité, questionnant les modes d'appréhension courant du projet architectural et urbain, a ainsi trait : - à leur champ de compétence et d'intervention, ni tout à fait technique ni tout à fait artistique, témoignant en outre d'une hybridation entre disciplines ; - sur le plan graphique, à leur usage de techniques mixtes et au brouillage de la frontière entre conception et communication ; - sur le plan esthétique, au mélange entre retour aux origines de la scénographie et création de dispositifs spatio-lumineux inédits.

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Ce travail de thèse propose une méthodologie et des outils pour un environnement d'aide à la conception. L'objectif est le support des outils et méthodes du concepteur durant le processus de conception en considérant la complexité des produits à concevoir et l'imprévisibilité de ce processus. Nous utilisons pour cela le concept de composant logiciels métiers à partir duquel il est possible, par exemple, d'intégrer des logiciels de simulation existants sans programmation, puis de les utiliser dans des services tels que l'optimisation. L'environnement dispose également d'un service de composition visuelle et récursive pour agréger les modèles, ainsi que pour définir et mettre en oeuvre le séquencement du processus de conception. Nous détaillons des applications de l'environnement pour dimensionner un transformateur de tensions triphasées, concevoir un micro-actionneur magnétique ou assister la conception collaborative d'un contacteur électromécanique.

Notre recherche se situe dans le domaine des "Environnements Interactifs d'Apprentissage par Ordinateur", et concerne plus spécialement la conception et la production de simulations pédagogiques. Cette thèse se propose d'aborder la définition de nouveaux environnements de production d'un point de vue pragmatique en partant de cas concrets rencontrés dans la formation professionnelle technique en milieu industriel. Le résultat essentiel de ce travail est la définition du modèle MARS (Modèle-Associations-Représentation-Scénario), cadre conceptuel permettant de structurer l'approche de conception. MARS propose trois espaces de travail dédiés à la spécification du modèle de simulation, du scénario pédagogique, de la représentation et un quatrième espace permettant l'intégration des différents résultats obtenus. La volonté de fournir des solutions opérationnelles nous a amené à définir un processus de développement basé sur le déroulement en parallèle des activités de conception organisées chacune selon un cycle de prototypage automatisé. Nous abordons également la définition des environnements de production en insistant, dans chaque espace de travail, sur l'importance des interfaces et des concepts manipulés par les concepteurs. Nous définissons l'architecture d'un environnement intégré adaptatif qui permet de proposer différents niveaux d'accès adaptés aux compétences des auteurs, au domaine technique étudié, au contexte de production, etc... Nous décrivons enfin un exemple d'environnement que nous avons développé pour TPEC, centre de formation de Hewlett-Packard. L'environnement MELISA proposé aux responsables de formation technique un ensemble de méthodes et outils pour créer, modifier ou adapter, rapidement et à moindre coût, leurs propres applications de simulation, et résoudre ainsi des problèmes non couverts par les techniques traditionnelles de formation.

Face à un durcissement des objectifs de performance Qualité-Coûts-Délais des donneurs d'ordre, à un environnement économique à faible croissance et à forte concurrence, nous constatons une baisse de compétitivité des fournisseurs français au sein de la filière automobile. L'intensification de cette concurrence leurs impose un renouvellement rapide de leurs produits à des coûts toujours plus réduits. Aujourd'hui, les processus d'ingénierie qualifiés de "reconception" représentent dans les bureaux d'études de ces fournisseurs environ 80% du temps, 20% du temps restant étant dédiés à l'innovation, processus hautement stratégique pour assurer la pérennité de l'entreprise. La conception de produits nouveaux reste au cœur des problématiques industrielles. De ce fait, le renouvellement continu de leurs gammes de produits et l'innovation deviennent dès lors indispensables. Dans le cadre de ce travail de thèse, nous nous intéressons à la problématique d'ingénierie collaborative en entreprise étendue et à l'intégration des connaissances métier en conception routinière et innovante pour accélérer justement le processus de conception de produits, afin de faire des produits toujours plus robustes et dans des délais toujours plus courts. A travers différentes expérimentations conduites aussi bien en contexte académique qu'en contexte industriel, ce travail de recherche nous a amené à développer un modèle permettant d'accélérer le processus de conception de produits en réduisant les temps qui sont dédiés à la reconception. Se fondant sur le paradigme de raisonnement à partir de cas, ce nouveau modèle montre qu'il est ainsi possible de fournir un système d'aide efficace aux différents acteurs métier impliqués dans le processus de conception et de développement de produit. Ce travail montre également quelques limites au modèle arrêté et propose à cet égard des perspectives de recherche pour avancer sur le sujet.

La thèse propose une contribution à une théorie générale de la conception visant à mettre en évidence des concepts communs à une grande variété de domaines.Après une analyse de l'état de la question, la thèse propose un cadre conceptuel ainsi qu'une analyse détaillée des concepts de projet, d'artefact, d'espace de conception, de processus de conception, d'organisation de conception et enfin, des activités cognitives du concepteur. Une étude de cas illustre les différents concepts. Les conclusions mettent en évidence l'apport et les limites de la contribution.