Les stratégies de Recherche et Développement (R&D) au sein des entreprises s'orientent aujourd'hui vers l'amélioration de la productivité du processus de développement des produits mécaniques. L'implication des différents acteurs métiers, dans toutes les phases de développement, devient critique pour maintenir les facteurs de compétitivité. Ce constat est en cohérence avec la récente stratégie de gestion du cycle de vie des produits (PLM), qui propose une gestion intégrée de l'ensemble des informations et des processus liés au produit, sur la totalité de son cycle de vie, dans un contexte d'entreprise étendue. Des approches, qualifiées d' " ingénierie intégrée " et " concourante ", ont émergées au carrefour des approches de conception routinière et conception innovante. Ceci a permis l'intégration des contraintes des métiers situés en aval, au plus tôt dans les processus de développement. Ce travail de thèse s'inscrit dans les domaines de la conception intégrée et de la gestion des informations techniques, plus particulièrement centrée sur le couple des informations produit-process. Celui-ci consiste à la mise en place d'une méthodologie baptisé Fabrication Based On Knowledge (FaBK) visant à aider le développement des produits, à l'aide des applications de Knowledge Based Engineering (KBE) dans une démarche de conception orientée pour la fabrication (DFM). Nous avons réalisé des expérimentations au sein d'une entreprise du secteur automobile, afin de valider notre proposition de méthodologie sur des produits tels que des conduits d'air d'un véhicule, et des procédés de fabrication tels que la soudure plastique.

Thèse en cotutelle présentée à la Faculté des études supérieures de l'Université Laval dans le cadre du programme de doctorat en génie mécanique et l'École Doctorale Mathématiques, Sciences de l'information et de l'Ingénieur de l'Université de Strasbourg. / La problématique abordée dans cette thèse concerne la prise en compte et la validation, au stade de la conception, de la maintenabilité et de la disponibilité des systèmes multi composants. Chaque composant est assujetti à des défaillances aléatoires. La défaillance d'un composant entraine la défaillance du système. À chaque composant i on associe un taux de défaillance [Lambda] et une moyenne des temps techniques de réparation MTTR, . Le taux de panne est généralement obtenu à partir de bases de données disponibles ou à partir d'essais accélérés sur des prototypes physiques ou virtuels. Le MTTR, dépend de la structure du système, des types de liaisons utilisés, de l'accessibilité, de l'outillage, de la compétence du réparateur, de l'environnement, des procédures de diagnostic et de localisation des défaillances et des procédures utilisées pour effectuer les tests de bon fonctionnement. La maintenabilité et la disponibilité sont généralement validées a posteriori. Cette thèse propose des outils permettant au concepteur de prendre en compte les exigences de maintenabilité (accessibilité, modularité, testabilité...), d'estimer les M777i, , d'évaluer le MTTR du système et enfin de déterminer les MTTRi qui minimisent le MTTRi du système et qui maximisent, par le fait même, sa disponibilité. Ces outils font appel aux concepts de fiabilité, d'analyse probabiliste des systèmes, de logistique, à la conception assistée par ordinateur, aux approches de conception pour assemblage et désassemblage et aux outils de la programmation mathématique. Cette thèse aborde aussi la prise en compte du contexte d'exploitation pour atteindre le niveau de disponibilité requis. De plus en plus de constructeurs offrent des services de maintenance à leurs clients. Les contrats de services comportent généralement des articles qui spécifient le niveau de disponibilité désiré. Les conditions d'exploitation et de maintenance ont un impacte significatif sur les coûts et la disponibilité des systèmes. Cette thèse propose des modèles mathématiques pour définir la taille et la composition de l'équipe de maintenance qui permet de garantir un seuil de disponibilité du système tout en respectant des contraintes budgétaires. Ces réalisations ont fait l'objet de trois publications et plus de huit communications. Plusieurs extensions de ces travaux sont en cours de réalisation.

Cette recherche s'intéresse aux thèmes de la fabrication numérique, des coffrages complexes et de l'acoustique architecturale qu’elle interrelie par une approche de recherche-création. Son objectif principal est de mettre au point un processus de conception basé sur un critère de performance acoustique et une technique de fabrication pour le béton qui sera applicable pour la génération de projets futurs. Le premier chapitre recense les principales technologies de fabrication numériques pour la réalisation de coffrages non standard pour le béton. Une méthode à explorer est ensuite sélectionnée : les coffrages en cire fraisés par une découpeuse trois axes, une matière réutilisable qui conséquemment ne produit pas de déchets. Le deuxième chapitre s'intéresse à la génération de ces formes complexes en explorant le potentiel de l'acoustique architecturale couplé aux algorithmes génétiques pour les informer. Les sections suivantes ont pour but de développer une méthodologie pour la création de coffrages en cire, tout en définissant les limites et en validant les avantages de ce mode production. L'objectif est de transposer subséquemment ces particularités dans la création d'un algorithme génétique qui automatise le processus itératif de simulation, d'analyse et de création d'une géométrie acoustique non standard optimale. Pour se faire, cette recherche se poursuit par le moulage de prototypes en béton variés d'après lesquels une méthode de fabrication spécifique à la cire est élaborée. Une série de recommandations pour la modélisation propre à ces coffrages résulte de ces essais physiques. En lien avec ces dernières, des algorithmes génétiques, couplés à une simulation par lancer de rayons, sont définis. Ils génèrent un réflecteur acoustique courbe en béton qui distribue uniformément le son vers une aire déterminée, un élément qui exploite le faible coefficient d'absorption de ce matériau. Ces connaissances sont subséquemment appliquées et informées par l'exécution d'un projet de salle de concert en béton qui est le résultat de cette rétroaction entre théorie, pratique et conception. / This research adresses the themes of digital fabrication, complex formwork and architectural acoustics, which it interrelates through a research by design approach. Its main objective is to develop a design process based on an acoustic performance parameter and a fabrication technique for concrete that will be suitable to generate future projects. The first chapter identifies the main digital manufacturing technologies for the production of non-standard concrete formwork. A method to be explored is then selected: wax formwork milled by a three-axis machine, a reusable material that therefore does not produce waste. The second chapter focuses on the generation of these complex forms by exploring the potential of architectural acoustics coupled with genetic algorithms to inform them. The following sections aim to develop a methodology for the creation of wax formwork, while defining the limits and validating the advantages of this production method. The objective is to subsequently transpose these features into the creation of a genetic algorithm that automates the iterative process of simulation, analysis and creation of an optimal non-standard acoustic geometry. To achieve this, the moulding of various concrete prototypes is performed, according to which a specific wax manufacturing method is developed. A series of specific recommendations for the modelling of these formworks results from these physical tests. Pursuant to the previous findings, genetic algorithms coupled with a simulation by ray tracing are defined. They generate a curved acoustic concrete reflector that distributes sound uniformly to a specific area, an element that exploits the low absorption coefficient of this material. This work is subsequently applied and informed by the execution of a concrete concert hall project that is the result of this feedback between theory, practice and design.

Le but de ce document est de vérifier la faisabilité d’un relais de protection de synchronisme en utilisant la fouille de données et les arbres de décisions. En utilisant EMTP-RV, 180 simulations ont été effectuées sur le réseau Anderson en variant l’endroit auquel survient le court-circuit, la durée, le type, ainsi que le load-flow. Pour chacune de ces simulations, 39 mesures électriques ainsi que huit mesures mécaniques sont sauvegardées. Ces simulations sont ensuite classées stables et instables en utilisant le centre d’inertie d’angle et de vitesse. Trente-trois nouvelles autres variables sont déduites des 39 premières et sont ajoutées en utilisant MATLAB. Avec le logiciel KNIME, les arbres de décision de type C4.5, CART, ADABoost, ADTree et les forêts aléatoires sont modélisées et leurs performances en fonction de la période d’échantillonnage sont comparées. Une réduction de variable par filtre de type Consistency Subset Eval, Symmetrical Uncert Attribute Set Eval et Correlation-based Feature Subset Selection est ensuite appliquée. Les simulations sont visualisées en utilisant l’ensemble de validation. Les résultats montrent que l’utilisation d’une fréquence de 240 [Hz] et 28 variables est suffisante pour obtenir, en moyenne, une aire sous la courbe de 0.9591 pour l’ensemble de test et de validation des 4 générateurs. / The goal of this document is to verify the feasability of an out-of-step relay using data mining and decision trees. Using EMTP-RV and the Anderson network, 180 simulations were done while changing the place of the short circuit, the length, the type and the load-flow. For these simulations, 39 electrical measures and 8 mechanical measures were made. These simulations were then classified as stable or instable using the center of inertia of angle and speed. With MATLAB, 33 new other variables were created by using the first 39, and then with KNIME, decisions trees such as C4.5, CART, ADABoost, ADTree and random forest were simulated and the sampling time versus the performances were compared. Using Consistency Subset Eval, Symmetrical Uncert Attribute Set Eval and Correlation-based Feature Subset Selection, the features were reduced and the simulations were visualised using the validation set. Results show that with a sampling frequency of 240 [Hz] and 28 variables is enough to obtain a mean area under the curve of 0.9591 for the training and the validation set of the 4 generators.

L'émergence des programmes d'intelligence artificielle capable de générer des œuvres artistiques, musicales et littéraires soulève plusieurs enjeux notamment au niveau du droit d'auteur puisqu'il devient de plus en plus difficile de faire la distinction entre les créations réalisées par un humain et celles réalisées par une intelligence artificielle. Si ces créations peuvent désormais être confondues, il est alors pertinent de s'interroger sur le régime juridique qui leur est applicable. Il n'y a de cela pas si longtemps, les questions entourant les droits sur les œuvres créées par un programme informatique ne provoquaient pas de débat puisque ce programme n'était considéré que comme un simple outil mis à la disposition de l'auteur. Toutefois, les développements récents des programmes d'intelligence artificielle démontrent que leur implication dans le processus créatif va bien au-delà de la simple assistance. Par conséquent, il devient nécessaire de se questionner sur l'identité de l'auteur de ces créations, le titulaire des droits d'auteur et l'opportunité de reconnaitre une personnalité juridique à l'intelligence artificielle. / The emergence of artificial intelligence programs capable of generating artistic works, musical works and literary works raises many stakes, especially in copyright since it becomes harder to notice the difference between creations made by a human and creations made by artificial intelligence. If these creations can nowadays be mistaken, then it is relevant to question ourselves about the legal system that is applicable to them. Not long ago, questions about copyright on work created by computer programs didn’t create debates since programs were only considered as a tool for the author’s use. However, the recent progress of artificial intelligence programs shows that their implication in the process of creation goes beyond simple assistance. Therefore, it becomes necessary to question ourselves on the identity of the work’s author, the copyright ownership and the opportunity of recognizing a juridical personality to the artificial intelligence.

L'assistance à la conception et plus particulièrement l'assistance à la conception architecturale offre un potentiel riche en applications pour de nombreux thèmes de recherche en informatique. Les travaux présentés dans ce mémoire, concernent plusieurs de ces thèmes. Dans un premier temps, nous présentons le contexte général d'une démarche de conception : l'objet, le processus et les acteurs. Puis, nous nous intéressons à la modélisation des objets en cours de conception et à la prise en compte de leur évolution dans un modèle informatique. Le champ expérimental mis en oeuvre dans cette étude a permis de mettre en évidence les limites des modèles à objets face à la représentation d'objets en cours de conception. En considérant l'approche hypermédia comme un moyen souple d'organisation et de recherche d'informations, adapté au processus de conception, nous présentons une méthode de conception d'hypermédia permettant à l'utilisateur-concepteur d'organiser son domaine de compétences afin de le proposer à d'autres concepteurs. Nous illustrons l'utilisation de cette méthode et mettons en évidence ses limites par la présentation de quelques exemples de mise en oeuvre. Après avoir fait le constat que l'image occupe une place importante dans la conception architecturale, nous proposons différentes utilisations de celle-ci dans l'assistance à la conception : la recherche d'informations techniques par l'image, la veille technologique par l'image et la recherche de références par l'image. Les expérimentations réalisées permettent d'envisagées des extensions quant à la méthode utilisée et aux champs d'investigation considérés.<br />Enfin, afin d'assister certaines activités de conception qui peuvent être collectives, et en considérant la spécificité de l'activité de conception, nous proposons, sous la forme d'un meta-modèle, une représentation du contexte de coopération ainsi qu'une visualisation de ce contexte adaptée à la représentation imagière de l'architecte. Toutes ces approches ont fait l'objet d'applications et d'expérimentations en mettant en oeuvre les dernières technologies de l'information.

Au niveau du collège, la technologie est une discipline générale qui s'adresse à tous les élèves. Ainsi, plus que jamais, au 21ème siècle, la connaissance du monde des objets fait partie de la culture du citoyen. Pour autant la technologie au collège est une discipline encore en construction, les objets de savoir sont partiellement définis et la recherche en didactique de la technologie a encore de nombreux terrains à explorer. Cette thèse s'intéresse aux enseignements technologiques au collège et particulièrement à la conception d'objet. Dans un premier temps, notre but est de répondre, de manière empirique, à la question suivante : quelles sont les difficultés rencontrées par les élèves en situation de conception ? A titre exploratoire, nous analysons l'activité d'élèves en train de résoudre collectivement un problème de conception. Nous envisageons dans un deuxième temps d'analyser plus particulièrement les difficultés liées à la production de représentations des solutions possibles au travers du rôle que jouent les outils informatiques de conception assistée par ordinateur. Il s'agit donc de réfléchir à l'intégration de ces outils dans l'enseignement de la technologie au collège. L'utilisation d'intermédiaires graphiques modifierait-elle et dans quel sens les performances des élèves de 5ème dans la phase de recherche de solutions ? Le recours aux théories de l'action pour observer l'activité conjointe de l'enseignant et de l'élève se révèle pertinent et au travers des résultats qu'elle propose, cette thèse contribue à la communauté des didacticiens des sciences et de la technologie.

Au niveau du collège, la technologie est une discipline générale qui s'adresse à tous les élèves. Ainsi, plus que jamais, au 21ème siècle, la connaissance du monde des objets fait partie de la culture du citoyen. Pour autant la technologie au collège est une discipline encore en construction, les objets de savoir sont partiellement définis et la recherche en didactique de la technologie a encore de nombreux terrains à explorer. Cette thèse s'intéresse aux enseignements technologiques au collège et particulièrement à la conception d'objet. Dans un premier temps, notre but est de répondre, de manière empirique, à la question suivante : quelles sont les difficultés rencontrées par les élèves en situation de conception? A titre exploratoire, nous analysons l'activité d'élèves en train de résoudre collectivement un problème de conception. Nous envisageons dans un deuxième temps d'analyser plus particulièrement les difficultés liées à la production de représentations des solutions possibles au travers du rôle que jouent les outils informatiques de conception assistée par ordinateur. Il s'agit donc de réfléchir à l'intégration de ces outils dans l'enseignement de la technologie au collège. L'utilisation d'intermédiaires graphiques modifierait-elle et dans quel sens les performances des élèves de 5ème dans la phase de recherche de solutions? Le recours aux théories de l'action pour observer l'activité conjointe de l'enseignant et de l'élève se révèle pertinent dans un domaine ou on attend de la recherche qu'elle apporte un tant soi peu des réponses. Au travers des résultats qu'elle propose, cette thèse contribue à la communauté des didacticiens des sciences et de la technologie. / At the level of the middle school, the technology is a general discipline which addresses all the pupils. So, more than ever, in 21th century, the knowledge of the world of objects is a part of the culture of the citizen. Nevertheless, the technology in middle school is a discipline still under construction, the objects of knowledge are partially defined and the research in didactics of the technology still has numerous questions to investigate. This thesis discusses the design activity of students in middle school (pupils aged 11-15) in France and particularly to designing object. At first, our purpose is to answer, in an empirical way, the following question: what are the difficulties met by the pupils in situation of design? In the exploratory way, we analyze pupils' activity resolving collectively a problem of design. We intend secondly to analyze more particularly the difficulties bound to the production of representations of the possible solutions through the role which play the computing tools of computer-aided design. It is a way to think about the integration of these tools in the teaching of the technology in middle school. Would the use of graphic intermediaries modify and in which sense the performances of the pupils of 5th in the phase of research for solutions? The recourse to the theories of the action is relevant to observe the joint activity of the teacher and the pupil, especially in a domain or we expect from the research that she brings one so much one few answers. Through the results which she proposes, this thesis contributes to the community of the didacticiens of the sciences and the technology.

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.

Présentation d'une infrastructure de représentation de connaissances centrée objet, développée pour la conception, la manipulation et le contrôle de l'intégrité des bases de données des environnements de conception assistée par ordinateur. Cette infrastructure intégré des concepts et des techniques développées dans les domaines des bases de données, de l'intelligence artificielle et des langages de programmation, tels que l'héritage de propriétés , l'attachement procédural et l'emploi de mécanismes d'abstraction