Dans un contexte de performances de plus en plus exigeantes, les acteurs de la conception de produits mécaniques sont invités à collaborer de plus en plus étroitement afin de mener à bien leur projet. Ces exigences de plus en plus pointues dans des domaines précis conduisent à une augmentation globale du patrimoine de connaissances des acteurs. La mise en commun de connaissances très diverses lors des phases de collaboration a très vite mis en évidence la nécessité de structurer ce patrimoine de manière à pouvoir le réutiliser à bon escient tout au long du cycle de vie du produit, afin notamment de prévenir d'éventuels conflits. La multiplicité des expertises et points de vue des acteurs rassemblés autour du projet de conception est un facteur d'amplification de ceux-ci. Dans ce contexte, notre travail propose une solution à la gestion et la résolution de conflits apparaissant autour des problèmes de conception. Nous présentons dans ce mémoire un référentiel pour la conception collaborative de produits spécifiquement dédié à la gestion de conflits. Ce référentiel propose une véritable infrastructure pour permettre aux différents acteurs impliqués dans un conflit de structurer leurs échanges et de capitaliser les solutions évoquées à des fins de réutilisation dans d'autres projets. Nous implémentons ce référentiel dans l'application logicielle CO²MED (COllaborative COnflict Management in Engineering Design). Nous validons celui-ci sur un cas industriel issu de la conception d'un stator de moteur électrique chez Alstom Moteurs Nancy.

Cette thèse analyse l'évolution des technologies numériques et des méthodes applicables aux systèmes de gestion des données dans le contexte de l'entreprise étendue. De nos jours, dans le contexte de développement de produit en aéronautique, les projets évoluent vers des partenariats à grande échelle. Une grande quantité de données créées pour ce développement de produit doit alors être traitée et contrôlée d'une manière logique entre les différents partenaires. En effet, le besoin de permettre l'échange et l'intégration de données a évolué vers la gestion de contextes intégrés de conception. De cette façon, une intégration plus étroite entre les données créées et contrôlées est identifiée comme facteur permettant de raccourcir le cycle de développement. Cette intégration définit aussi bien l'intégration des données créées tout au long du projet que la structure informatique qui soutient ces processus. Cette thèse présente l'étude d'une architecture centralisée pour assurer le multi-partenariat et l'utilisation multi-activité des données en fournissant un référentiel pour celles-ci. L'utilisation des normes dans cette étude est également une condition pour résoudre la problématique d'interopérabilité en termes d'uniformisation et de migration des données et informations entre les différents systèmes d'ingénierie et les activités.

Les processus de conception collaborative actuels comprennent un nombre important de situations coopératives dans lesquelles des participants géographiquement distribués, issus de différents domaines d'expertises, ont besoin de construire une compréhension mutuelle afin d'évaluer collectivement les solutions de conception. Les représentations tridimensionnelles de produit sont souvent utilisées dans ces situations comme l'artefact partagé entre les participants. Malgré l'avancement de technologies de Travail Collaboratif Assisté par Ordinnateur, la communication asynchrone reste difficile. Ceci est lié au manque d'une part de fonctionnalités permettant aux participants d'éliciter des informations tacites sur les représentations 3D et, d'autre part, à l'absence des mécanismes pour soutenir la communication argumentative. La question adressée dans cette thèse est de savoir comment les annotations peuvent être utilisées sur des représentations 3D pour soutenir la communication asynchrone, afin de permettre un partage plus efficace de l'information. Les contributions de ce travail incluent (1) un modèle d'annotation qui permet d'exprimer l'intention de conception, (2) une structure d'annotation qui facilite la compréhension de l'information en unifiant les dimensions communicatives et informationnelles du contenu de l'annotation, (3) un répertoire d'annotation afin de faciliter la recherche et la réutilisation des annotations, (4) l'environnement Annot'Action, une implémentation informatique des concepts proposés.

Les sciences humaines et le progrès social ne peuvent pas se poursuivre sans collaboration. Avec le développement rapide des technologies de l'information et la popularité des appareils intelligents, le travail collaboratif est beaucoup plus simple et plus fréquents que jamais. Les gens peuvent travailler ensemble sans tenir compte de leur emplacement/ location géographique ou de la limitation de temps. Les environnements de travail de collaboration basés sur le Web sont conçus et consacrés à supporter/soutenir le travail individuel et le travail en groupe dans divers domaines: la recherche, les affaires, l'éducation, etc. N'importe quelle activité dans un système d'information produit un ensemble de traces. Dans un contexte de travail collaboratif, de telles traces peuvent être très volumineuses et hétérogènes. Pour un Environnement de Travail Collaboratif (ETC) typique Basé sur le Web, les traces sont principalement produites par des activités collaboratives ou des interactions collaboratives et peuvent être enregistrées. Les traces modélisées ne représentent pas seulement la connaissance, mais aussi l'expérience acquise par les acteurs via leurs interactions mutuelles ou les interactions qu'ils ont avec le système. Avec la complexité croissante de la structure de groupe et les besoins fréquents de collaboration, les interactions existantes deviennent de plus en plus difficiles à saisir et à analyser. Or, pour leurs travaux futurs, les gens ont souvent besoin de récupérer des informations issues de leurs activités de collaboration précédentes. Cette thèse se concentre sur la définition, la modélisation et l'exploitation des différentes traces dans le contexte d'Environnement de Travail Collaboratif et en particulier aux Traces Collaboratives dans l'espace de travail partagé de groupe (ou l'espace de travail collaboratif). Un modèle de traces de collaboration qui peuvent efficacement enrichir l'expérience du groupe et aider à la collaboration de groupe est proposé et détaillé. Nous présentons ensuite et définissons un type de filtre complexe comme un moyen possible d'exploiter ces traces. Plusieurs scénarios de base d'exploitation des traces collaboratives sont présentés. Pour chacun d'entre eux, nous présentons leurs effets et les avantages procurés par ces effets dans l'environnement de travail collaboratif. En effet, un cadre de l'exploitation des traces général est introduit et nous expliquons mis en œuvre dans un ETC. Trois approches collaboratives générant des traces sont discutées à l'aide d'exemples: l'Analyse SWOT, l'intégration de modèle de maturité de la capacité (CMMI) et le Système de Recommandation de Groupe. Une expérimentation de ce modèle a été réalisée dans le cadre de la plate-forme collaborative E-MEMORAe2.0. Cette expérience montre que notre modèle de trace collaborative et le cadre d'exploitation proposé pour l'environnement de travail collaboratif peuvent faciliter à la fois le travail personnel et de groupe. Notre approche peut être appliquée comme un moyen générique pour traiter différents sujets et problèmes, qu'il s'agisse de collaboration ou de l'exploitation des traces laissées dans un ECT.

Les processus de conception de produit comme ceux de l'industrie hydroélectrique, sont collaboratifs et sont caractérisés par l'incertitude et l'interdépendance des informations. En effet, certaines informations sont de sources certaines (telles que les normes), d'autres sont de sources incertaines (telles que les résultats intermédiaires de conception), ou représentent des hypothèses de travail que les acteurs posent afin de palier aux situations de blocage en conception. L'interdépendance est une conséquence de la complexité du produit et de l'organisation du processus (une multitude d'acteurs). L'incertitude et l'interdépendance causent inévitablement des risques d'itération dans la conception et par conséquent, induisent des délais et des surcoûts dans le projet. La question traitée dans cette thèse est comment améliorer les échanges d'information et la collaboration dans les équipes projet ? L'intérêt est d'explorer les moyens de mieux utiliser les informations dans le processus de conception afin d'éviter les itérations. La thèse propose un cadre de collaboration qui englobe : (1) un modèle de maturité d'information en conception, (2) un cadre d'échange d'information unifié qui considère des mécanismes de coordination et de coopération et (3) des fonctionnalités de futur systèmes de gestion d'information. Ce dernier apport représente une mise en oeuvre du cadre théorique proposé dans cette thèse. Cette mise en oeuvre est réalisée au travers un prototype d'illustration des fonctionnalités (PIQUANT) et une démarche à base de patrons.

Les sciences humaines et le progrès social ne peuvent pas se poursuivre sans collaboration. Avec le développement rapide des technologies de l'information et la popularité des appareils intelligents, le travail collaboratif est beaucoup plus simple et plus fréquents que jamais. Les gens peuvent travailler ensemble sans tenir compte de leur emplacement/ location géographique ou de la limitation de temps. Les environnements de travail de collaboration basés sur le Web sont conçus et consacrés à supporter/soutenir le travail individuel et le travail en groupe dans divers domaines: la recherche, les affaires, l'éducation, etc. N'importe quelle activité dans un système d'information produit un ensemble de traces. Dans un contexte de travail collaboratif, de telles traces peuvent être très volumineuses et hétérogènes. Pour un Environnement de Travail Collaboratif (ETC) typique Basé sur le Web, les traces sont principalement produites par des activités collaboratives ou des interactions collaboratives et peuvent être enregistrées. Les traces modélisées ne représentent pas seulement la connaissance, mais aussi l'expérience acquise par les acteurs via leurs interactions mutuelles ou les interactions qu'ils ont avec le système. Avec la complexité croissante de la structure de groupe et les besoins fréquents de collaboration, les interactions existantes deviennent de plus en plus difficiles à saisir et à analyser. Or, pour leurs travaux futurs, les gens ont souvent besoin de récupérer des informations issues de leurs activités de collaboration précédentes. Cette thèse se concentre sur la définition, la modélisation et l'exploitation des différentes traces dans le contexte d'Environnement de Travail Collaboratif et en particulier aux Traces Collaboratives dans l'espace de travail partagé de groupe (ou l'espace de travail collaboratif). Un modèle de traces de collaboration qui peuvent efficacement enrichir l'expérience du groupe et aider à la collaboration de groupe est proposé et détaillé. Nous présentons ensuite et définissons un type de filtre complexe comme un moyen possible d'exploiter ces traces. Plusieurs scénarios de base d'exploitation des traces collaboratives sont présentés. Pour chacun d'entre eux, nous présentons leurs effets et les avantages procurés par ces effets dans l'environnement de travail collaboratif. En effet, un cadre de l'exploitation des traces général est introduit et nous expliquons mis en œuvre dans un ETC. Trois approches collaboratives générant des traces sont discutées à l'aide d'exemples: l'Analyse SWOT, l'intégration de modèle de maturité de la capacité (CMMI) et le Système de Recommandation de Groupe. Une expérimentation de ce modèle a été réalisée dans le cadre de la plate-forme collaborative E-MEMORAe2.0. Cette expérience montre que notre modèle de trace collaborative et le cadre d'exploitation proposé pour l'environnement de travail collaboratif peuvent faciliter à la fois le travail personnel et de groupe. Notre approche peut être appliquée comme un moyen générique pour traiter différents sujets et problèmes, qu'il s'agisse de collaboration ou de l'exploitation des traces laissées dans un ECT. / Human science and social progress cannot continue without collaboration. With the rapid development of information technologies and the popularity of smart devices, collaborative work is much simpler and more common than ever. People can work together irrespective of their geographical location or time limitation. In recently years, Web-based Collaborative Working Environments (CWE) are designed and devoted to support both individual and group work to a greater extent in various areas: research, business, learning and etc. Any activity in an information system produces a set of traces. In a collaborative working context, such traces may be very voluminous and heterogeneous. For a typical Webbased Collaborative Working Environment, traces are mainly produced by collaborative activities or interactions and can be recorded. The modeled traces not only represent knowledge but also experience concerning the interactive actions among the actors or between actors and the system. With the increasing complexity of group structure and frequent collaboration needs, the existing interactions become more difficult to grasp and to analyze. And for the future work, people often need to retrieve more information from their previous collaborative activities. This thesis focuses on defining, modeling and exploiting the various traces in the context of CWE, in particular, Collaborative Traces (CTs) in the group shared/collaborativeworkspace. A model of collaborative traces that can efficiently enrich group experience and assist group collaboration is proposed and detailed. In addition, we introduce and define a type of complex filter as a possible means to exploit the traces. Several basic scenarios of collaborative traces exploitation are presented describing their effects and advantages in CWE. Furthermore, a general traces exploitation framework is introduced and implemented in CWE. Three possible traces based collaborative approaches are discussed with comprehensive examples: SWOT Analysis, Capability Maturity Model Integration (CMMI) and Group Recommendation System. As a practical experience we tested our model in the context of the E-MEMORAe2.0 collaborative platform. Practical cases show that our proposed CT model and the exploitation framework for CWE can facilitate both personal and group work. This approach can be applied as a generic way for addressing different types of collaboration and trace issues/problems in CWE.

La coopération est un aspect important dans les équipes de conception. L'ingénierie concourante a fait que les organisations industrielles évoluent d'une approche séquentielle à une approche intégrée pour réaliser ses processus de conception. Ainsi les processus de conception se réalisent de plus en plus à distance, où les concepteurs sont repartis dans des endroits différents. Pour étudier cette problématique, cette thèse analyse l'activité de conception à distance. En particulier elle s'attache à la caractérisation des activités de conception et à la modélisation du phénomène d'intercompréhension à travers des objets. A partir des résultats deux propositions sont faites : d'une part, un modèle d'activité qui prend en compte les aspects collectifs et cognitifs de la conception et d'autre part, un cadre pour l'analyse et le développement des outils pour l'assistance de l'activité collective de conception.

Les travaux de recherche de cette thèse s'inscrivent dans le cadre de la mise en place de l'Ingénierie Simultanée au sein du secteur de l'industrie aéronautique européenne. C'est la thématique du projet de recherche ENHANCE. Il est établi dans un premier temps que les problématiques d'Ingénierie Collaborative Multisite sont au coeur du concept d'Ingénierie Simultanée, le rôle de la tâche COSITE a donc été de mettre en place les outils et les méthodes associées les mieux adaptées aux besoins du secteur. Sur la base d'une étude de cas types de collaboration rencontrés par les partenaires du projet ENHANCE, et sur la base d'une classification fonctionnelle, nous avons élaboré une approche de spécification d'environnement d'Ingénierie Collaborative Multisite. Ces cas étant si multiples, aucun outil unique du marché ne peut encore prétendre satisfaire l'ensemble des besoins. C'est pourquoi, nous avons développé un outil d'aide à la décision qui fournit à l'utilisateur un moyen de déterminer un environnement couvrant ses besoins spécifiques. La conception de cet outil a été possible grâce à la définition d'une liste exhaustive de critères d'évaluation qui traduisent les besoins de collaboration. Ainsi, grâce à cet outil, il est possible de déterminer, quelque soit le cas de collaboration, l'environnement le mieux adapté. Pour démontrer l'efficacité, à la fois de l'approche de spécification proposée et de l'outil d'aide à la décision, nous avons mis en oeuvre de les appliquer à deux types de collaboration: les réunions impromptues et les réunions planifiées. La mise en place d'une salle de revue de conception collaborative multisite à Eurocopter a été réalisée. Un retour d'expériences de la part des utilisateurs a permis de valider les propositions présentées dans cette thèse.

L'innovation constitue un enjeu majeur dans les processus de conception de systèmes mécaniques. Par conséquent, le champ de questionnement de ces travaux de recherche porte sur les dispositifs permettant aux acteurs d'une organisation industrielle de concevoir des produits répondant au mieux au triptyque coût, qualité, et délai de mise sur le marché du produit mais répondant, de plus en plus à des objectifs d'innovation. La question des méthodes et des outils d'aide à l'innovation est ici plus particulièrement abordée avec une approche socio-technique de plusieurs cas industriels d'intégration produit/process d'une nouvelle technologie. Nos observations et nos analyses montrent que l'innovation en phase amont de conception nécessite parfois de remettre en cause certains dispositifs traditionnels et conduit parfois les acteurs à travailler de manière informelle dans des phases particulières appelées " phases préparatoires ". Ces travaux montrent que l'innovation produit/process s'inscrit dans une dynamique complexe au niveau des réseaux d'acteurs et de l'organisation, et au niveau des connaissances mobilisées et des apprentissages. Cette thèse vise donc à montrer que l'instrumentation de l'action de conception dans un contexte d'innovation, nécessite d'être pensée au plus près de ces différents niveaux afin de permettre l'émergence de nouveaux outils. Dans cette optique, un outil informatique est proposé suite aux résultats précédents et illustre cette nouvelle approche tournée vers l'expression et l'interaction des différents points de vue d'acteurs pour favoriser la diffusion et la consolidation d'idées de concepts innovants aux interfaces des métiers. L'ensemble des informations d'un projet sont structurées autour de la mise au débat des critères de conception progressivement mobilisés par chaque acteur. Ainsi, cet outil est dédié au pilotage de solutions innovantes tout en permettant la réutilisation des informations et des compétences pour les projets futurs.

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.