Le processus de dimensionnement des structures et des systèmes mécaniques comportent de plusieurs étapes, allant de la définition des conditions et des besoins tout au long du cycle de vie, en vue de la spécification de la capacité et de la résistance requises pour accomplir les missions escomptées. La fiabilité figure parmi les objectifs les plus importants pour les fabricants, en plus de l'aspect économique, facteur clé, qui influence largement le processus de conception. Dans ce contexte, la conception doit être élaborée afin de définir le meilleur compromis entre la fiabilité et le coût. Ce qui implique une étude précise et détaillée de tout le cycle de vie du produit, de la naissance jusqu'à la mise au rebus. Cette étude couvre les différentes phases du cycle de vie du produit, en intégrant la nécessité de démontrer la fiabilité du produit avant de commencer la production en série, sous des contraintes de coût et de délais. Ce travail vise à donner des éléments de réponse aux trois questions suivantes : * Comment peut-on démontrer la fiabilité du produit à partir de quelques essais ? Parmi les quatre approches considérées, la méthode de composition des incertitudes montre sa robustesse pour démontrer la fiabilité du produit, sans pour autant conduire à un surdimensionnement excessif. * Quel est le critère permettant une conception robuste sous des charges répétitives pour un système non dégradable ? Dans la phase utile du cycle de vie du produit, la défaillance est principalement due à la variabilité des charges appliquées lorsque la résistance n'est pas dégradée. Le modèle d'interférence contrainte-résistance considère la probabilité de défaillance comme cible de conception. Cependant, pour le cas des charges répétitives, ce critère est sensible au nombre d'applications de ces charges. Pour cela, la conception basée sur le hasard est proposée comme outil robuste pour la conception des composants intrinsèquement fiables. * Quelle est l'approche générale permettant de traiter les mécanismes de dégradation ? Dans la phase de vieillissement, la modélisation de la dégradation est obligatoire pour plusieurs raisons, telles que la maîtrise des risques industriels et la gestion du cycle de vie. La fonction de hasard fournit un indicateur approprié pour la prévision de l'état de dégradation et par conséquent, l'estimation de la durée de vie résiduelle.

Cette recherche a exploré la complexité de la coévolution de l'industrie avec ses systèmes d'innovation. Diverses perspectives théoriques, telles que les théories du cycle de vie du produit et de l'industrie ou celles sur les systèmes d'innovation, offrent des réponses partielles, mais insuffisantes à ces questions. Ainsi, la théorie du cycle de vie du produit présage la concentration de l'activité innovante des entreprises lors de la période de l'émergence de l'industrie. De plus, cette théorie suggère que, lors de la période de la maturité de l'industrie, la production et l'innovation se diffusent des pays développés vers les pays en développement. De leur côté, les perspectives systémiques de l'innovation mettent l'accent sur les caractéristiques nationales, régionales, technologiques ou sectorielles de l'ensemble des acteurs privés et publics qui participent à l'activité innovante, de la qualité des interactions qui se produisent ainsi que des institutions et des politiques publiques qui se mettent en place dans ces systèmes. Une attention particulière est portée au rôle des firmes d'ancrage, dont la présence dans les clusters attire d'autres entreprises du même secteur ou d'autres secteurs affiliés. Nous avons testé ces perspectives théoriques dans le contexte de l'industrie aéronautique et de ses systèmes d'innovation. Au terme de la recherche, nous avons conclu que pour parvenir à comprendre, interpréter et soutenir l'évolution des industries et de leurs systèmes d'innovation, il faudra prendre en compte conjointement les caractéristiques de la connaissance et de la technologie du secteur, les caractéristiques des acteurs et de la nature de leurs interactions et les caractéristiques des institutions de soutien qui s'y sont établies au fil du temps. L'industrie aéronautique constitue un cas exemplaire pour analyser l'influence exercée par les institutions de soutien à l'égard des performances des entreprises, des régions et des pays divers. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : système d'innovation, cycle de vie du produit et de l'industrie, entreprise d'ancrage, politique technologique, brevet, industrie aéronautique.

La Très Petite Entreprise (TPE) / Petite et Moyenne Entreprise (PME), comme toutes entités socioéconomiques, est confrontée à des risques variés durant la conduite de ses activités (Incendie, perte d'un fournisseur important, Accident du travail, échec d'un partenariat, espionnage industriel,...). A la différence de leurs homologues de grande taille, celles-ci n'ont pas à leur disposition d'outils dédiés pour les gérer dans leur globalité et donc assurer leur pérennité. Fort de ce constat, le Groupe AFNOR en collaboration avec le Centre de recherche sur les Risques et les Crises de Mines ParisTech, a initié une réflexion qui permettrait d'apporter des réponses à cette problématique.Cette thèse présente donc les fondements et la conception d'une démarche de maîtrise globale des risques des TPE / PME. Les résultats de ces travaux s'adressent bien entendu aux dirigeants des TPE / PME mais également aux différents " acteurs relais " (associations d'entreprises, des CCI, des CRCI, des Chambres des Métiers, des assureurs ...) qui les accompagnent et assistent dans le cadre de leur démarche de maîtrise des risques.Elle repose sur la définition et la construction d'un outil de diagnostic qui permet la mise en évidence et la réduction des vulnérabilités des TPE / PME face à leurs risques majeurs. Pour cela, la caractérisation des vulnérabilités des TPE / PME a abouti à la mise en évidence de leur caractère transitoire grâce au concept de cycle de vie. Une fois décrites, leur modélisation conduit à l'identification des critères qui font varier la nature et / ou la gravité des dommages quand un Évènement Non Souhaité (ENS) survient. Ces critères de vulnérabilités sont les constituants prépondérants du diagnostic. Ce dernier permet de mettre en évidence les faiblesses de l'organisation afin d'apporter des propositions adaptées d'améliorations (formation, diagnostic ou autodiagnostic spécifique, accompagnement, conseil, sensibilisation,...).

La gestion des déchets ménagers concentre des enjeux opérationnels, stratégiques et environnementaux. On observe depuis quelques années une montée en puissance des dispositifs de quantification des impacts environnementaux, qui ajoutent l'espace du calcul environnemental aux espaces déjà constitués et instrumentés des calculs techniques et économiques. Différents outils d'évaluation environnementale peuvent être utilisés tels que l'Empreinte Écologique, le Bilan Carbone ou encore l'Analyse du Cycle de Vie (ACV). Au regard de sa capacité à évaluer des enjeux globaux et multiples, l'ACV est l'outil le plus souvent utilisé. L'ACV évalue les impacts environnementaux potentiels d'un système (produit ou service) en identifiant et en quantifiant les entrants et les sortants de ce système et en les traduisant en impacts environnementaux potentiels. Elle évalue de manière pertinente les impacts globaux, tels que le changement climatique ou la déplétion de la couche d'ozone, mais est peu adaptée à une évaluation des impacts locaux tels que l'acidification, l'eutrophisation ou encore la toxicité du fait de la nécessaire finesse de prise en compte des conditions de l'émission engendrant potentiellement ces impacts. Ce travail de thèse vise à développer une méthodologie d'évaluation " spatialisée " des impacts environnementaux locaux que sont la toxicité (ou atteinte à la santé humaine) et les odeurs et leur intégration à la méthodologie d'ACV. L'intérêt et les limites de ce développement méthodologique sont mis en évidence dans une application de l'évaluation des performances environnementales de systèmes de gestion des déchets municipaux, secteur d'activité soumis à une évaluation environnementale systématique lors de la planification départementale et théâtre de nombreuses controverses dont l'évaluation des impacts locaux est souvent le cœur. La méthodologie d'évaluation développée dans le cadre de cette thèse repose sur l'approche Site Dependent (modélisation de l'impact en considérant les caractéristiques spatio-temporelles de la source d'émission et du milieu impacté) et permet de prendre en compte le devenir de la substance et les conditions d'exposition pour déterminer, dans un premier temps, l'occurrence de l'impact et, dans un deuxième temps, son intensité. Ce développement méthodologique, pour intégrer la différenciation spatiale lors de l'évaluation des impacts, est appliqué à deux impacts locaux reflétant des problématiques locales fortes pour beaucoup de secteurs industriels mais notamment pour le secteur du traitement des déchets : la toxicité et les odeurs. Concernant l'évaluation de la toxicité, il s'agit de caractériser l'impact de manière plus robuste que cela est classiquement fait en ACV en intégrant les caractéristiques spatiales. Pour l'impact odeurs, il s'agit de construire une première voie vers la quantification de cet impact, non évalué par les outils génériques d'évaluation environnementale.

Le processus de dimensionnement des structures et des systèmes mécaniques comportent plusieurs étapes, allant de la définition des conditions et des besoins tout au long du cycle de vie, en vue de la spécification de la capacité et de la résistance requises pour accomplir les missions escomptées. La fiabilité figure parmi les objectifs les plus importants pour les fabricants, en plus de l'aspect économique, facteur clé qui influence largement le processus de conception. Dans ce contexte, la conception doit être élaborée afin de définir le meilleur compromis entre la fiabilité et le coût. Ce qui implique une étude précise et détaillée de tout le cycle de vie du produit, de la naissance jusqu'à la mise au rebus. Cette étude couvre les différentes phases du cycle de vie du produit, en intégrant la nécessité de démontrer la fiabilité du produit avant de commencer la production en série sous des contraintes de coût et de délais. Ce travail vise à donner des éléments de réponse aux trois questions suivantes : Comment peut-on démontrer la fiabilité du produit à partir de quelques essais ? Quel est le critère permettant une conception robuste sous des charges répétitives pour un système non dégradable ? Quelle est l'approche générale permettant de traiter les mécanismes de dégradation ?

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

La prise en compte des impacts environnementaux liés à la Fabrication Additive (FA) est un sujet encore en développement et loin d'être consolidé. Cette thèse tente de répondre à la question suivante: Comment identifier et maîtriser les impacts environnementaux liés à la mise en usage des technologies de Fabrication Additive ?Une approche centrée sur l’analyse de scénarios d’usages a été appliquée. Trois scénarios ont été identifiés et étudiés: 1) La Fabrication Personnelle; 2) l’Utilisation commerciale de la FA et 3) l’Utilisation Industrielle de la FA. L'analyse de la littérature et l’application de la méthode d’Analyse du Cycle de Vie – ACV ont fourni les données nécessaires afin d’identifier les différents hotspots environnementaux dans chaque scénario.Pour le cas de la « Fabrication Personnelle », l'étude souligne l'importance de mettre en évidence les aspects humains. La façon dont les gens utilisent la technologie génère bien souvent plus d’impact que la technologie elle-même. Pour le cas du scénario «Utilisation Commerciale», c’est la phase de production qui génère le plus d'impacts environnementaux, en raison de la consommation d’énergie du processus d'impression. Les résultats du scénario « Utilisation Industriel», avec l’utilisation de la technologie EBM, indiquent que la consommation d’énergie du processus d'impression, la fabrication de poudre, ainsi que les processus de Finition sont les principales sources d’impacts.Les résultats des trois études ont été analysés et rassemblés de manière à concevoir un cadre systémique montrant les contributeurs aux impacts dans le cas de la mise en usage de technologies de FA. Quatre groupes de contributeurs ont ainsi été identifiés en lien avec: le produit, le processus d'impression (aspects techniques), et le niveau d'expérience de l'utilisateur en matière de CAO et d'impression (aspects humains). Pour chaque groupe, plusieurs contributeurs ont été associés (consommation d’énergie, masse du produit, temps d’usage de la CAO,…). A partir de ce cadre, nous avons pu construire un modèle simplifié pour l’ACV adapté au cas de la mise en usage de la FA. Il a donné lieu à l’élaboration d’un démonstrateur pour estimer les impacts environnementaux liés à la mise en usage de la fabrication additive. / The subject of the environmental impacts related to Additive Manufacturing is evolving and far from being consolidated. This thesis tries to answer the following question: How to identify and control the environmental impacts associated to the use of Additive Manufacturing technologies? An approach centred on scenarios was applied. Three specific scenarios were identified and studied: 1) Personal Fabrication; 2) Business use of AM and 3) Industrial use of AM. Literature analysis and the use of the Life Cycle Assessment-LCA approach provided accurate data to identify the different hotspots of environmental impacts in each scenario.In the Personal Fabrication case, the study highlights the importance of placing a greater focus on the Human aspects. The way people use the technology often generates more impacts than the technology itself. In the ‘Business’ scenario the findings show that the energy consumed in Production phase is the most representative phase in terms of environmental impacts. Results from the ‘Industrial’ scenario using EBM technology suggests that the energy consumption of the Printing Process, the powder manufacturing, as well as the Post-treatment process are the main sources of the environmental impacts.The results of the three studies were analysed and gathered in such a way to design a systemic framework of impacts in the case of AM use. Four group of impacts drivers are recognised: The product and the Printing Process (Technical aspects) and the User’s level of experience in CAD and Printing (Human Aspects). For each group, several impact contributors are identified (product height, CAD use time, etc.). From this framework, an adapted LCA model was designed and a software concept was created to estimate the environmental impacts related to use of AM technologies.

L’objectif principal de cette recherche vise à une meilleure compréhension des mécanismes de structuration des organisations en réseau, plus particulièrement des réseaux inter-organisationnels et tout spécialement l’exemple des réseaux spécialisés en cancérologie. Notre recherche, de type exploratoire, se voit caractérisée par un positionnement de chercheur en situation professionnelle, ainsi que par une construction autour de publications dans des revues à comité de lecture, conduisant à ce format particulier de thèse, dont les chapitres sont constitués par des articles publiés. Une première partie vise à une meilleure compréhension descriptive et ontologique des réseaux de santé. Nous nous sommes interrogés dans un premier temps sur la nature des réseaux de santé ainsi que sur leurs enjeux, puis avons analysé ensuite les mécanismes de structuration réticulaire à partir de l’exemple de la cancérologie, avant d’étudier les impacts des évolutions réglementaires sur le développement de ces réseaux. Dans un second temps, un enjeu plus explicatif et prédictif et nous a conduit à postuler du caractère labile des réseaux sanitaires et suggérer dans ce cadre une grille de lecture de leur développement au travers d’une approche ontologique. Nous proposons ainsi un cycle de vie réticulaire que nous segmentons en cinq phases successives de préhistoire, création, développement, maturité, et enfin déclin. Cette conclusion suggère une approche contingente du pilotage en fonction de ces différentes séquences et serait alors transposable à d’autres organisations en réseau. / The main objective of this research is a better understanding of the mechanisms of structuration of the networks organizations, and particularly the inter-organizational networks, especially throughout the exemple of the networks specialized in cancerology. Our research, of exploratory type, is characterized with a position of searcher in a professional situation, and also with a construction around publications in revues with a selection comitee, which lead to this particular format of these, in which chapters are constituted of publications. A first part of this these aims to a better descriptive and ontological understanding of health networks. First of all, we studied the question of the nature of health networks and their stakes, then we analyzed the mechanisms of reticular structuration throughout the case of cancerology, before studying the impacts of statutory evolutions on the development of these networks. In a second time, an explanatory and predictive objective lead us to postulate a labile characterization of the sanitary networks and suggest in this environment a way of reading their development throughout an ontological approach. So we propose a reticular life cycle which we structure in five successive phases : prehistory, creation,development, maturity and, finally, decline. This conclusion suggests a contingent approach of piloting according to these different sequences and could be transposed to other organizations in network.

Face à l’émergence des problématiques environnementales issues des activités humaines, l’écoconception s’attache à offrir une réponse satisfaisante dans le domaine de la conception de produits et services. Cependant, lorsque les produits considérés deviennent des systèmes industriels complexes, caractérisés entre autres par un grand nombre de composants et sous-systèmes, un cycle de vie extrêmement long et incertain, ou des interactions complexes avec leur environnement géographique et industriel, un manque évident de méthodologies et d’outils se fait ressentir. Ce changement d’échelle apporte en effet des contraintes différentes aussi bien dans l’évaluation des impacts environnementaux générés au cours du cycle de vie du système (gestion et qualité des données, niveau de détail de l’étude par rapport aux ressources disponibles…) que dans l’identification de réponses adaptées (gestion de la multidisciplinarité et des ressources disponibles, formation des acteurs, inclusion dans un contexte de R&D très amont…). Cette thèse vise donc à développer une méthodologie de mise en œuvre d’une démarche d’éco-conception de systèmes industriels complexes. Une méthodologie générale est tout d’abord proposée, basée sur un processus DMAIC (Define, Measure, Analyse, Improve, Control). Cette méthodologie permet de définir de manière formalisée le cadre de la démarche (objectifs, ressources, périmètre, phasage…) et d’accompagner rigoureusement l’approche d’écoconception sur le système considéré. Une première étape d’évaluation environnementale basée sur l’Analyse du Cycle de Vie (ACV) à haut niveau systémique est ainsi réalisée. Etant donnée la complexité du cycle de vie considéré et la variabilité d’exploitation d’un système industriel d’un site à l’autre, une approche par scénario est proposée afin d’appréhender rapidement l’étendue possible des impacts environnementaux. Les scénarios d’exploitation sont définis à l’aide de la matrice SRI (Stranford Research Institute) et intègrent de nombreux éléments rarement abordés en ACV, comme la maintenance préventive et corrective, la mise à niveau des sous-systèmes ou encore la modulation de la durée de vie du système en fonction du contexte économique. A l’issue de cette ACV les principaux postes impactants du cycle de vie du système sont connus et permettent d’entreprendre la seconde partie de la démarche d’éco-conception centrée sur l’amélioration environnementale. Un groupe de travail multidisciplinaire est réuni lors d’une séance de créativité centrée autour de la roue de la stratégie d’éco-conception (ou roue de Brezet), un outil d’éco-innovation peu consommateur de ressources et ne nécessitant qu’une faible expertise environnementale. Les idées générées en créativité sont alors traitées par trois filtres successifs, qui permettent : (1) de présélectionner les meilleurs projets et de les approfondir ; (2) de constituer un portefeuille de projets de R&D par une approche multicritère évaluant leur performance environnementale, mais également technique, économique et de création de valeurs pour les clients ; (3) de contrôler l’équilibre du portefeuille constitué en fonction de la stratégie de l’entreprise et de la diversité des projets considérés (aspects court/moyen/long terme, niveau systémique considéré…). L’ensemble des travaux a été appliqué et validé chez Alstom Grid sur des sous-stations de conversion électrique utilisées dans l’industrie de l’aluminium primaire. Le déploiement de la méthodologie a permis d’initier une démarche solide d’écoconception reconnue par l’entreprise et de générer au final un portefeuille de 9 projets de R&D écoinnovants qui seront mis en œuvre dans les prochains mois. / Face to the growing awareness of environmental concerns issued from human activities, eco-design aims at offering a satisfying answer in the products and services development field. However when the considered products become complex industrial systems, there is a lack of adapted methodologies and tools. These systems are among others characterised by a large number of components and subsystems, an extremely long and uncertain life cycle, or complex interactions with their geographical and industrial environment. This change of scale actually brings different constraints, as well in the evaluation of environmental impacts generated all along the system life cycle (data management and quality, detail level according to available resources…) as in the identification of adapted answers (management of multidisciplinary aspects and available resources, players training, inclusion in an upstream R&D context…). So this dissertation aims at developing a methodology to implement ecodesign of complex industrial systems. A general methodology is first proposed, based on a DMAIC process (Define, Measure, Analyse, Improve, Control). This methodology allows defining in a structured way the framework (objectives, resources, perimeter, phasing…) and rigorously supporting the ecodesign approach applied on the system. A first step of environmental evaluation based on Life-Cycle Assessment (LCA) is thus performed at a high systemic level. Given the complexity of the system life cycle as well as the exploitation variability that may exist from one site to another, a scenario-based approach is proposed to quickly consider the space of possible environmental impacts. Scenarios of exploitation are defined thanks to the SRI (Stanford Research Institute) matrix and they include numerous elements that are rarely considered in LCA, like preventive and corrective maintenance, subsystems upgrading or lifetime modulation according to the economic context. At the conclusion of this LCA the main impacting elements of the system life cycle are known and they permit to initiate the second step of the eco-design approach centred on environmental improvement. A multidisciplinary working group perform a creativity session centred on the eco-design strategy wheel (or Brezet wheel), a resource-efficient eco-innovation tool that requires only a basic environmental knowledge. Ideas generated during creativity are then analysed through three successive filters allowing: (1) to pre-select and to refine the best projects; (2) to build a R&D projects portfolio thanks to a multi-criteria approach assessing not only their environmental performance, but also their technical, economic and customers’ value creation performance; (3) to control the portfolio balance according to the company strategy and the projects diversity (short/middle/long term aspect, systemic level…). All this work was applied and validated at Alstom Grid on electrical conversion substations used in the primary aluminium industry. The methodology deployment has allowed initiating a robust eco-design approach recognized by the company and finally generating a portfolio composed of 9 eco-innovative R&D projects that will be started in the coming months.

La Très Petite Entreprise (TPE) / Petite et Moyenne Entreprise (PME), comme toutes entités socioéconomiques, est confrontée à des risques variés durant la conduite de ses activités (Incendie, perte d'un fournisseur important, Accident du travail, échec d'un partenariat, espionnage industriel,…). A la différence de leurs homologues de grande taille, celles-ci n'ont pas à leur disposition d'outils dédiés pour les gérer dans leur globalité et donc assurer leur pérennité. Fort de ce constat, le Groupe AFNOR en collaboration avec le Centre de recherche sur les Risques et les Crises de Mines ParisTech, a initié une réflexion qui permettrait d'apporter des réponses à cette problématique.Cette thèse présente donc les fondements et la conception d'une démarche de maîtrise globale des risques des TPE / PME. Les résultats de ces travaux s'adressent bien entendu aux dirigeants des TPE / PME mais également aux différents « acteurs relais » (associations d'entreprises, des CCI, des CRCI, des Chambres des Métiers, des assureurs …) qui les accompagnent et assistent dans le cadre de leur démarche de maîtrise des risques.Elle repose sur la définition et la construction d'un outil de diagnostic qui permet la mise en évidence et la réduction des vulnérabilités des TPE / PME face à leurs risques majeurs. Pour cela, la caractérisation des vulnérabilités des TPE / PME a abouti à la mise en évidence de leur caractère transitoire grâce au concept de cycle de vie. Une fois décrites, leur modélisation conduit à l'identification des critères qui font varier la nature et / ou la gravité des dommages quand un Évènement Non Souhaité (ENS) survient. Ces critères de vulnérabilités sont les constituants prépondérants du diagnostic. Ce dernier permet de mettre en évidence les faiblesses de l'organisation afin d'apporter des propositions adaptées d'améliorations (formation, diagnostic ou autodiagnostic spécifique, accompagnement, conseil, sensibilisation,…). / As every socio-economic entities, the Very Small Business (VSB) / Small Business (SB) faces various risks related to its activities (fire, loss of an important supplier, work accident, failure in a partnership, industrial espionage,…). If large companies have at their disposal dedicated tools to manage them all and to ensure their durability, VSB / SB do not. Armed with this knowledge, the Group AFNOR (the French national body for standardization) in collaboration with the Center for research on Risks and Crisis of Mines ParisTech initiated a joint reflection to give an answer to this situation.This thesis presents the basis and the design of an approach for global risks mastery within VSB / SB. Obtained results of course concern to VSB / SB owners but also to all “intermediary actors” (businesses associations, (regional) chamber of commerce and industry, trade chambers, insurers,…) who accompany and support them in their risks management initiatives.It rests/is based on the definition and the construction of a diagnostic tool which allows to identify and to reduce the vulnerabilities of VSB / SB when they are confronted to their major risks. For this, the characterization of VSB / SB vulnerabilities led to highlight their transitory characteristic through the lifecycle concept. Once described, their modeling results in identifying criteria which explain variations of the nature and / or severity of damages when an event occurs. These criteria are the main constituents of the diagnostic tool. The latter allows to point the weaknesses of the enterprise in order to bring adapted improvements proposals/offers (training, specific diagnostic or self-diagnostic, coaching, consulting, sensitization,…).