L’évolution permanente de l’environnement de l’entreprise pousse les décideurs à s’inscrire dans un processus d’innovation. Nous assistons à une mutation des pratiques de certaines entreprises en intégrant de plus en plus une offre d’un système « produits-services ». Notre objectif, à travers cette thèse, est d’apporter une aide à la décision qui reposera sur la capacité à anticiper la performance du système en fonction de différentes décisions de gestion et face à différents types d’aléas lors de la servicisation. Le premier besoin d’aide à la décision est la nécessité de construire une démarche de modélisation et de simulation avec un modèle conceptuel du système de production orienté PSS. Pour cela nous avons proposé une décomposition de notre système entreprise orientée PSS en deux sous-systèmes : (i) Le sous-système d’usage et (ii) le sous système productif. Les deux sous-systèmes sont connectés et interdépendant. Un deuxième besoin qui apparait pour notre problématique est la construction d’un modèle simulable et exploitable. Nous avons utilisé la simulation à évènements discret afin de profiter de l’aspect « évènementiel » de cette approche et ainsi coupler entre le système d’usage et le système productif d’une part, et d’autre part entre les activités de services et les activités de production. Une application de notre démarche de modélisation et simulation sur un cas d’étude (Entreprise ENVIE) a été effectué et une analyses et interprétation des résultats suivies d’un ensemble de propositions de gestion pour une meilleure transition vers une offre PSS ont été apportées. / The ever-continuing evolution of business practices leads the decision-makers to develop strategies based on Innovative approaches. One of them is the transition to a product-services system, called servitization. The main goal of this thesis is to provide a decision support in order to anticipate the performance of a company when different transition management scenarios are implemented. The first step toward this objective is the formalization of a conceptual model of product-service systems. They consist of two subsystems: (i) user-oriented subsystem and (ii) production-oriented subsystem. These subsystems are connected and interdependent. The model developped in the second step of the thesis takes into account this coupling, whose influence on the overall performance of the company is assessed thanks to a discret-event simulation approach. Finally a case study is performed for a french SME (ENVIE) whose line of business is the re-manufacturing of electrical equipment. The analysis results highlight the main areas of improvement for the company, allowing a better transition to a product-service system.

Les Systèmes Produit-Service (PSS) résultent d'une intégration de composants hétérogènes couvrant à la fois des aspects matériels et immatériels (mécanique, électrique,logiciel, processus, organisation, etc.). Le processus de développement d’un PSS est fortement collaboratif impliquant des acteurs métier très variés.Ce caractère interdisciplinaire nécessite des référentiels sémantiques standardisés pour gérer la multitude des points de vue métier et faciliter l’intégration de tous les composants hétérogènes dans un système unique. Ceci est encore plus complexe dans le cas des PSS personnalisables, majoritaires dans le milieu industriel. Malgré les nombreuses méthodologies dans littérature, la gestion des processus de développement du PSS reste encore limitée face à cette complexité. Dans ce contexte, l'Ingénierie des systèmes (IS) pourrait être une solution avantageuse au regard de ses qualités bien prouvé pour la modélisation et la gestion de systèmes complexes. Cette thèse vise à explorer le potentiel d'utilisation de l'Ingénierie des systèmes (IS) comme fondement conceptuel pour représenter d’une façon intégrée tous les différents points de vue métier associés au cycle de vie du PSS. Dans ce cadre, un méta-modèle de PSS est proposé et exemplifié dans des cas industriels. Un modèle ontologique est aussi présenté comme une application d’une partie des modèles pour structurer le référentiel commun de la plateforme ICP4Life. / Product-service systems (PSS) result from the integration of heterogeneous components covering both tangible and intangible aspects(mechanical, electrical, software, process, organization, etc.). The process of developing PSS is highly collaborative involving a wide variety of stakeholders. This interdisciplinary nature requires standardized semantic repositories to handle the multitude of business views and facilitate the integration of all heterogeneous components into a single system. This is even more complex in the case of customizable PSS in the industrial sector. Despite the many methodologies in literature, the management of the development processes of the PSS is still limited to face this complexity. In this context, Systems Engineering (SE) could bean advantageous solution in terms of its proven qualities for the modeling and management of complex systems. This thesis aims at exploring the potentials of Systems Engineering (SE) as a conceptual foundation to represent various different business perspectives associated with the life cycle of the PSS. In this context, a meta-model for PSS is proposed and verified in industrial cases. An ontological model is also presented as an application of a part of the model to structure the common repository of the ICP4Life platform.

L’économie de marché est classiquement basée sur la vente de produits. Pourtant, au cours des dernières décennies, la compétitivité accrue dans une économie mondialisée et la raréfaction des ressources a conduit les entreprises industrielles des pays développés à réorienter leurs offres de produits par l’intégration de services. Le concept de Système Produit-Service (SPS) fait référence à cet ensemble commercialisable de produits et services, capables de répondre ensemble à un besoin utilisateur. Les SPS soulèvent beaucoup d’intérêt pour la réduction des pressions environnementales parce qu’ils font évoluer le paradigme classique de production et consommation de masse vers de nouveaux mécanismes de création de valeur. La recherche sur les SPS accorde beaucoup d’importance à leur « potentiel » pour la réduction des impacts environnementaux ainsi qu’à la nécessité de concevoir les SPS comme des ensembles « intégrés » de produits et services. Néanmoins, un important manque de réel support à la conception et à l’éco-conception de SPS est à noter. Cette thèse cherche à combler ce manque en proposant un cadre conceptuel pour la conception intégrée de SPS. Son rôle est d’assister l’intégration de produits et de services durant la conception de SPS jusqu’aux phases les plus détaillées en permettant la communication entre les ingénieurs produits et les concepteurs de services. Un cadre pour la conception intégrée de SPS est proposé, basé sur une approche système et permettant sa modélisation multi-vues. Un cadre d’évaluation environnemental lui est couplé pour évaluer, au cours de la conception, les impacts environnementaux générés durant le cycle de vie du SPS. L’applicabilité du cadre conceptuel est testée sur un cas industriel de SPS pour la fourniture d’énergie pneumatique. / Classical business economy is based on the sale of products. However, during the last decades, the increasing competition in the globalized economy and the resources rarefaction has led manufacturing companies in developed countries to re-orient their business towards integration of services in their product offers.The Product-Service System (PSS) concept is used to depict the resulting marketable set of products and services capable of jointly fulfilling a user’s need. PSS raise many interests for the reduction of the environmental pressure because they evolve the classical paradigm of mass production and consumption towards new mechanisms of value creation.In the PSS research field, a strong emphasis is put on their “potential” for decreasing the environmental impacts and on the necessity to design PSS as “integrated” sets of products and services. However, there is an important lack of effective support for PSS design and eco-design.This thesis aims at filling this gap by proposing a conceptual framework for PSS integrated eco-design. Its role is to support integration of products and services during PSS design until the most detailed phases by allowing communication between product engineers and service designers.A framework for PSS integrated design is proposed based on a system-based approach and allowing multi-views system modelling. An environmental evaluation framework is coupled to evaluate during design the environmental impacts generated over the PSS life cycle. The applicability of the conceptual framework is tested on an industrial case of a pneumatic energy delivery PSS.

La phase conceptuelle, basée sur des informations imprécises et incomplètes, est à la base de la satisfaction des clients par le futur système. La programmation architecturale se concentre sur une des premières étapes de cette phase dans le domaine de la construction : la définition des besoins d'un bâtiment. Les pratiques et recherches actuelles en Architecture-Ingénierie-Construction ont tendance à être basées sur l'expérience des programmistes et architectes. Elles sont rapidement orientées vers la production de solutions architecturales et avec une formalisation tardive des besoins métiers en exigences bâtiment. La définition des exigences est bien plus développée dans les autres domaines d'ingénierie (i.e. génie mécanique, industriel et logiciel) au sein de théories, modèles, techniques et outils. Ces travaux de recherche visent à proposer un raisonnement de programmation architecturale basé sur ces connaissances en matière d'ingénierie des exigences dans ces autres domaines. La méthodologie suivie pour développer ce raisonnement s'appuie sur une démarche transdisciplinaire basée sur une combinaison de méthodologies issues des Sciences de la Conception. Outre l'identification de langages de modélisation couvrant différent points de vues associées à la programmation architecturale, un manque est identifié en ce qui concerne les concepts définissant l'objet d'étude : la transition entre les concepts d'activité et d'espace. Le concept de ‘‘méta-espace'' est proposé pour combler ce manque ainsi qu'un langage de modélisation permettant l'exploitation des relations entre ces concept. Une formalisation très en amont de la transition des besoins métiers des clients vers les exigences bâtiment est proposée via une démarche conceptuelle résultant de l'ajout du concept de ‘‘méta-espace''. Cette démarche est présentée étape par étape en s'appuyant sur les divers cas d'études traités au cours de la thèse. / The conceptual phase is based on very fuzzy and incomplete information about clients' needs. It constitutes the core of clients' satisfaction about the future system. Architectural programming, or briefing process, focuses on the early stages of the conceptual phase of construction projects, i.e. the requirements definition. Current practices and research in Architecture-Engineering-Construction tend to be experience-based, solution-oriented, and with a late formalisation of business needs into building requirements. The requirements definition is far more supported by theories, models, tools, and techniques in other engineering disciplines (i.e. Mechanical, Industrial, and Software Engineering). This research aims to propose an architectural programming reasoning based on existing requirements engineering knowledge from these other engineering disciplines. The methodology followed to develop this reasoning is a transdisciplinary approach based on a combination of Design Research Methodology, and Design Science. Besides the identification of modelling languages covering different viewpoints associated with the briefing process, a gap is identified regarding modelling constructs associated with a “meta-space” design artefact. This design artefact and its associated modelling language (i.e. the meta-space diagram) support the formalisation of the transition from activities to space. The resulting conceptual framework proposes a step by step early formalisation of the transition from clients' business needs to building requirements. All along the thesis, different case studies are used to illustrate the proposals.