Aujourd’hui, la conception ne porte plus sur de simples objets, mais sur des systèmes complexes, sociotechniques et ouverts. Les systèmes de conduite de procédés font partie de ce type de systèmes, où les performances du système reposent sur l’optimisation conjointe des composantes humaines et techniques. Afin de limiter la détection d’erreur tardive, il devient alors important de pouvoir effectuer des tests tout au long de la conception, sans augmenter les coûts et les délais de conception. L’objectif de nos travaux est de faciliter l’intégration de techniques de vérification par simulation, dès le début de la conception, pour des systèmes de conduite de procédés de type gestion de fluide. Pour tenir compte du caractère adaptable du système et de son évolution dans un environnement dynamique, une première contribution porte sur la démarche de vérification, basée sur la formalisation et la contextualisation des propriétés à vérifier. Puis, afin de faciliter l’obtention des modèles de simulation du procédé nécessaires à la mise en œuvre des vérifications tout au long de la conception, nous proposons une approche de génération automatisée des modèles de simulation du procédé dans le langage Modelica (modélisation multi-domaine), à partir d’un schéma P&ID (représentation de l’architecture fonctionnelle du procédé) et d’une bibliothèque d’éléments (contenant les modèles de simulation des éléments). L’implémentation de cette approche dans le cadre du flot de conception automatisée de contrôle- commande d’Anaxagore permet d’apporter une preuve de concept et une preuve d’usage de nos propositions. / Nowadays, engineers have to design open, complex and sociotechnical systems. The process control systems belong to this class of systems, in which the system performance relies on the joint optimisation of technical components and human components. To avoid the late discovery of design errors, it is necessary to perform tests throughout the design without adding design costs and delays. The aim of this work is therefore to facilitate the integration of checking by simulation, from early design stage, for process control systems such as fluid management systems. Regarding the adaptable feature of the system and its evolution in a dynamic environment, a first contribution focusses on the verification approach, by modelling the requirements within the context. Then, to facilitate the obtaining of the process simulation models required for checking throughout the design, we propose an automatic generation approach of simulation models in Modelica language (multi-domain modelling), from a P&ID model (modelling of the functional architecture of the process) and a library of elements (containing the simulation models of elements). To provide a proof of concept and a proof of use of our proposals, this approach has been implemented into Anaxagore, an automated design flow for monitoring and control.

Dans cette thèse, nous évaluons l'acuité et les singularités de la " fenêtre d'émergence " contemporaine de l'automobile électrique, soulevant ainsi des enjeux théoriques et industriels. Ce travail s'inscrit dans un phylum évolutionniste et, plus précisément, dans une perspective "multi-niveaux " (GEELS, 2002). Dans ce cadre, l'émergence de l'automobile électrique est saisie comme la transition non linéaire d'un système sociotechnique fondé sur l'automobile thermique usuelle à un système sociotechnique structuré autour de l'électromobilité, étant entendu que nous appréhendons l'automobile électrique comme un " bien-système territorialisé ". Un bien-système, parce que son rayon d'action est contraint par l'accès à une infrastructure de charge et par les performances de ses batteries d'accumulateurs. Un bien-système territorialisé, notamment dans la mesure où les déplacements, des usagers particuliers ou professionnels, sont ancrés dans les territoires, y compris dans leurs temporalités. Les principaux jalons consistent à identifier les verrous technico-économiques de l'émergence de l'électromobilité et d'en dériver quatre formes d'émergence, sous les traits de " systèmes d'électromobilité ". Notre principal résultat est de repérer les canaux, les séquences et les vecteurs d'émergence et de diffusion de l'automobile électrique et, plus généralement, des bien-systèmes territorialisés.

La globalisation des marchés, la croissance rapide des pays émergents, le défi de la conception durable des produits et services et les besoins des population à bas revenu sont autant d'enjeux qui incitent les entreprises à chercher de nouvelles formes d'organisation et d'innovation y pour répondre. La théorie de la Base de la Pyramide (BoP) s'inscrit dans ce contexte actuel et propose de contribuer à la lutte contre la pauvreté tout en suivant une logique économique. Bien qu'elle soit relativement récente, la littérature sur cette thématique est multiple et s'inscrit aujourd'hui principalement en sciences de gestion et sciences économiques. Les apports dans le domaine de l'ingénierie sont encore assez peu nombreux et de multiples interrogations restent en suspens sur la faisabilité et l'opérationnalité d'une telle approche. L'objectif de ce travail de recherche est de comprendre en quoi les dynamiques d'innovation orientées Base de la Pyramide demandent de repenser les pratiques de conception actuelles, plus particulièrement l'ingénierie frugale. Ce procédé de conception, qui intègre des économies d'usage et de dépense, est exploré comme moyen de concevoir des produits et des services dans le double enjeu de lutte contre la pauvreté et de rentabilité économique. Nos contributions se situent sur deux axes. Le premier s'appuie sur une étude de 215 cas d'innovation BoP relatés dans la littérature pour proposer une catégorisation des stratégies appelées BoP. Cette catégorisation donne lieu à une lecture à multi-niveaux et permet de dégager des constats importants : la difficulté de combiner impact social et impact économique dans une même approche, la dichotomie marquée entre les stratégies de marché et les stratégies inclusives, ainsi que l'existence de multiples contextes BoP qui rend compte d'une tension entre l'assouvissement des besoins (impact local) et la recherche d'un changement d'échelle (impact global). Le deuxième axe de contribution porte sur la conception frugale, prise comme une approche possible orientée Base de la Pyramide. Nous définissons l'ingénierie frugale par la recherche du juste-suffisant entre la proposition d'une valeur essentielle et la recherche d'un bas coût. La proposition de nouveaux concepts, tels que les « Non Trade Off » (éléments non négociables) du processus de conception et l' « Adaptabilité » d'un produit, nous amène à interroger l'unicité de ce juste-suffisant. La valeur essentielle n'est pas un concept absolu et unique, mais se décline en une multitude de valeurs (re)définies par l'appropriation du produit lors de la conception, la fabrication et l'usage. Cette appropriation passe par des stratégies de focalisation sur des fonctionnalités essentielles, de façon à pouvoir répondre à un environnement pauvre en ressources et en infrastructures, réduire les coûts de production et d'assemblage et répondre à un besoin essentiel. La conception frugale s'inscrit alors dans une logique inclusive, où chaque partie prenante de la chaîne de valeur contribue à redéfinir le juste-suffisant d'un produit frugal en fonction du contexte. Ces résultats, issus de terrains empiriques en Inde et au Vietnam, permettent d'insister sur la prise en compte d'éléments de l'environnement contextuel dans la conception. Nous proposons de représenter ces éléments sous forme de Scènes, pour compléter les outils centrés-utilisateurs existants, et contextualiser la réflexion sur la valeur essentielle du produit. Pour conclure, de ces résultats émergent les prémisses d'un modèle ouvert de la conception frugale qui laisserait d'avantage de flexibilité aux populations de la Base de la Pyramide à s'approprier la valeur essentielle du produit conçu. Concevoir des produits ouverts, adaptables à la variabilité des contextes, permet ainsi d'œuvrer pour un développement plus durable. / Globalization of markets, rapid growth of emerging countries, challenges of a sustainable design and needs of low-income populations trigger companies to look for new forms of organization and innovation. The Base of the Pyramid (BoP) theory takes root on these challenges and suggests fighting against poverty while generating economic growth. Although recent, the literature on this topic is diverse and today falls mainly in management and economic sciences. The contributions in the field of engineering design are quite few, and many questions remain on the feasibility and operability of such an approach. The goal of this research is to understand how the dynamics of the BoP-oriented innovation may require rethinking current design practices. We will particularly explore frugal engineering, a design process that enrolls economy of use and expense, as a means to design products and services within the dual challenge of fighting against poverty and economic growth. Our contributions take place in two areas. The first one is based on a review of 215 BoP case-studies related in the literature: the outcome is a categorization of the BoP-called strategies. This categorization allows a multilevel reading that generates significant findings: the difficulty of combining social and economic impacts within the same approach, the dichotomy between market and inclusive strategies, as well as the existence of multiple BoP contexts which reflects a tension between needs' satisfaction (local impact) and economy of scale (global impact). The second area of contribution is about frugal design, taken as one possible BoP-oriented approach. We define frugal engineering as the search for a just-enough between a core value and a low-cost proposition. Our proposition of new concepts, such as the “Non Trade Off” during the design process and the “Adaptability” of the product, leads us to question the uniqueness of this just-enough. The core value is not an absolute concept; rather it comes in multiple values (re)defined during design, manufacturing and use phases of the product life cycle. This appropriation is made by focusing on key features of the product, in order to meet the environment, resource and infrastructure constrained, to reduce production and assembly costs, and to meet an essential need. Therefore, frugal design is incorporated in an inclusive logic, in which each stakeholder of the value chain contributes to redefine the just-enough of the product (and process). These results, obtained by empirical studies in India and Vietnam, emphasize the importance of contextual elements to take into account during frugal design. We propose the Scenes as a new tool for representing these elements. The Scenes complement the existing user-centered design tools, and help to contextualize the discussion on the core values of a frugal product. To conclude, the premises of an open frugal design emerge from this research. Such a model would leave more flexibility to the BoP users to appropriate themselves the product and define their essential values. Thus, designing open and adaptable products is a way to nourish a better sustainable development.

A notre ère de l'industrie des services, des systèmes d'information jouent une place prépondérante. Ils tiennent même parfois une position vitale pour les entreprises, les organisations et les individus. Les systèmes d'information sont confrontés à de nouvelles menaces de sécurité continuellement ; celles-ci sont de plus en plus sophistiquées et de natures différentes. Dans ce contexte, il est important d'empêcher les attaquants d'atteindre leurs résultats, de gérer les failles inévitables et de minimiser leurs impacts. Les pratiques de sécurité doivent être menées dans un cadre d'ingénierie ; l'ingénierie de la sécurité doit être améliorée. Pour cela, il est proposé de développer des approches systémiques, innovantes sur de larges spectres et qui fonctionnent sur plusieurs axes ensemble, en améliorant l'expérience utilisateur. Notre objectif est de traquer et résoudre de façon conjointe les problèmes de la sécurité, de l'utilisabilité et de la résilience dans les systèmes d'information d'entreprise. Dans cette thèse, nous positionnons les systèmes sociotechniques au regard des systèmes d'information des entreprises et des organisations. Nous traitons les paradigmes de systèmes sociotechniques et nous nous recentrons sur les corrélations entre la sécurité, l’utilisabilité et la résilience. Une étude de cas illustre l'approche proposée. Elle présente l'élaboration de design patterns (modèles de conception) pour améliorer l'expérience utilisateur. La thèse se termine par une discussion globale de l’approche, ainsi que par des perspectives de recherche. / In our era of the service industry, information systems play a prominent role. They even hold a vital position for businesses, organizations and individuals. Information systems are confronted with new security threats on an ongoing basis; these threats become more and more sophisticated and of different natures. In this context, it is important to prevent attackers from achieving their results, to manage the inevitable flaws, and to minimize their impacts. Security practices must be carried out within an engineering framework; Security engineering needs to be improved. To do this, it is proposed to develop systemic approaches, innovative on wide spectra and that work on several axes together, improving the user experience. Our goal is to jointly track down and resolve issues of security, usability and resiliency in enterprise information systems. In this doctoral thesis, we position sociotechnical systems in relation to the information systems of companies and organizations. We address paradigms of sociotechnical systems and refocus on the correlations between security, usability and resilience. A case study illustrates the proposed approach. It presents the development of design patterns to improve the user experience. The thesis concludes with an overall discussion of the approach, as well as research perspectives.