With the rise in computational power, the prospect of simulating a complex engineering system with a high degree of accuracy and in a meaningful way is becoming a real possibility. Modelling and simulation have become ubiquitous throughout the engineering life cycle, as a consequence there are many thousands of existing models and simulations that are potential candidates for integration. This work is concerned with ascertaining if systems engineering principles are of use in the support of virtual testing, from desire to test, designing experiments, specifying simulations, selecting models and simulations, integrating component parts, verifying that the work is as specified, and validating that any outcomes are meaningful. A novel representation of systems engineering framework is proposed and forms the bases for the methods that were developed. It takes the core systems engineering principles and expresses them in a way that can be implemented in a variety of ways. An end to end process for virtual testing with the potential to use existing models and simulations is proposed, it provides structure and order to the testing task. A key part of the proposed process is the recognition that models and simulations requirements are different from those of the system being designed, and hence a modelling and simulation specific writing guide is produced. The automation of any engineering task has the potential to reduce the time to market of the final product, for this reason the potential of natural language processing technology to hasten the proposed processes was investigated. Two case studies were selected to test and demonstrate the potential of the novel approach, the first being an investigation into material selection for a squash ball, and the second being automotive in nature concerned with combining steering and braking systems. The processes and methods indicated their potential value, especially in the automotive case study where inconsistences were identified that could have otherwise affected the successful integration. This capability, combined with the verification stages, improves the confidence of any model and simulation integration. The NLP proof of concept software also demonstrated that such technology has value in the automation of integration. With further testing and development there is the possibility to create a software package to guide engineers through the difficult task of virtual testing. Such a tool would have the potential to drastically reduce the time to market of complex products.

Le travail mené au cours de cette thèse s’est intéressé à l’étude de la propagation des sources d’incertitudes (données nucléaires, paramètres technologiques, biais de calcul) sur les paramètres intégraux, et à la mise au point d’une méthode d’optimisation multi-critères basée sur l’approche de représentativité et de transposition, permettant de réduire cette incertitude a priori sur une grandeur ciblée (keff , distribution de puissance,...) dès la phase de conception d’un nouveau programme expérimental. La première partie de cette thèse s’est intéressée aux schémas de calcul pour la détermination des profils de sensibilité des paramètres intégraux aux données nucléaires pour différentes échelles de modélisation (cellule, assemblage et cœur), et à leur optimisation multi-filière (REL et RNR). Un schéma de calcul simplifié, basé sur les théories des perturbations standard et généralisée, permet dès à présent la propagation de ces incertitudes sur un large type de grandeur intégrale. Ces travaux ont notamment permis de vérifier la bonne représentativité des réseaux UOX et MOX mis en œuvre dans l’expérience EPICURE par rapport aux REP actuels avec chargement mixte, et de mettre en évidence l’importance de certaines données nucléaires dans l’effet de bascule des nappes de puissance dans les grands cœurs de réacteurs. La seconde partie du travail s’est focalisée sur la mise en place d’outils et de méthodes d’aide à la conception des programmes expérimentaux dans les maquettes critiques. Ces méthodes sont basées sur une approche d’optimisation multi-paramétrée de la représentativité en utilisant simultanément différentes grandeurs d’intérêt. Enfin, une étude originale a été réalisée sur la prise en compte des corrélations entre informations intégrales dans le processus de transposition. La prise en compte de ces corrélations, couplée à la méthode de transposition multi-paramétrée permet l’optimisation de nouvelles configurations expérimentales, répondant au mieux aux besoins de qualification complémentaires des outils de calcul. / The work performed during this thesis focused on uncertainty propagation (nuclear data, technological uncertainties, calculation biases,...) on integral parameters, and the development of a novel approach enabling to reduce this uncertainty a priori directly from the design phase of a new experimental program. This approach is based on a multi-parameter multi-criteria extension of representativity and transposition theories. The first part of this PhD work covers an optimization study of sensitivity and uncertainty calculation schemes to different modeling scales (cell, assembly and whole core) for LWRs and FBRs. A degraded scheme, based on standard and generalized perturbation theories, has been validated for the calculation of uncertainty propagation to various integral quantities of interest. It demonstrated the good a posteriori representativity of the EPICURE experiment for the validation of mixed UOX-MOX loadings, as the importance of some nuclear data in the power tilt phenomenon in large LWR cores. The second part of this work was devoted to methods and tools development for the optimized design of experimental programs in ZPRs. Those methods are based on multi-parameters representativity using simultaneously various quantities of interest. Finally, an original study has been conducted on the rigorous estimation of correlations between experimental programs in the transposition process. The coupling of experimental correlations and multi-parametric representativity approach enables to efficiently design new programs, able to answer additional qualification requirements on calculation tools.

The IT-development of services and employment mean increased interaction with digital products and tools for the users. The users’ experiences regarding the interaction with digital systems is therefore a fundamental aspect of product development. Accordingly, as companies expand their business, they develop more systems which need to be integrated to send information to one another. To ensure that the flow of information between systems works soundly, responsible developers must be able to visualize the flow.This study, in collaboration with a company that wishes to remain anonymous, has explored how their visualization system for integrations can be improved to increase the user experience. Through a user-centered design process this study will fathom how users experience the current system, how attention and working memory relates to those experiences and how a new user interface could be designed to ease the users cognitive load.The study results in a proposition, presented as a mock-up, of how the most central aspects of the interface could be redesigned in order to improve the users’ experiences of the interaction with the system. The proposition is designed to support an open way of navigating, easy access of relevant information, users’ freedom to adjust the interface in accordance to individual needs, the communication between system-human and human-human as well as reducing the visual space of less important components. / IT-utvecklingen av tjänster och arbeten betyder ökad interaktion med digitala produkter och verktyg för användarna. Människans upplevelse av interaktionen med digitala system är därmed en central del i av produktutvecklingen. Allt eftersom företag utökar sin verksamhet utvecklas flera olika datorsystem som behöver integreras så att information kan flöda systemen emellan. För att säkerställa att flödet fungerar behöver ansvariga utvecklare visualisera hur informationsflödet går till.Denna studie har i samarbete med ett företag som önskar vara anonymt, utforskat hur användarupplevelsen för deras integrationsvisualiseringssystem ska kunna förbättras. Genom en användarcentrerad designprocess kommer studien utforska hur användarna upplever systemet idag, hur uppmärksamhet och arbetsminne relaterar till upplevelserna samt hur ett nytt gränssnitt skulle kunna utformas kan underlätta användarnas kognitiva belastning.Resultatet av undersökningen mynnar ut i ett visualiserat designförslag av gränssnittets mest centrala delar i form av en mock-up. Förslaget är utformat för att stödja öppnare navigationsmöjligheter, lättillgängligheten för relevanta data, friheten att anpassa gränssnittet efter eget behov, kommunikationen mellan system-användare och användare-användare samt för att minska visuell plats åt mindre nödvändiga komponenter.

A disponibilização de uma tecnologia de desenvolvimento recente, denominada neste trabalho de \"tecnologia de modelagem tridimensional física computadorizada\", ofereceu novos recursos para a obtenção de representações utilizadas no processo de desenvolvimento de projetos de produtos (modelos), que anteriormente era realizado utilizando-se exclusivamente procedimentos manuais de caráter artesanal. No entanto, existe uma diversidade de processos e de equipamentos que a utilizam, variando entre alguns simples e baratos, que podem obter objetos com algumas restrições, como de geometria, acabamento e resistência, e outros, extremamente complexos, que podem fornecer objetos com características excepcionais. Por outro lado, são utilizados diversos tipos de modelos ao longo do processo de projeto: alguns muito simples, empregados nas fases iniciais, e outros de maior complexidade, que representam o produto nas fases finais de seu desenvolvimento, entre os quais se encontra o modelo de aparência, que apresenta grande potencial de se beneficiar, em seu processo de confecção, das características particulares da referida tecnologia. O presente trabalho tem, portanto, o objetivo de apresentar um quadro detalhado da disponibilidade da tecnologia de modelagem tridimensional física computadorizada, particularmente no contexto brasileiro, a partir de pesquisa realizada com fabricantes, representantes comerciais, institutos de pesquisa e escolas de design, e de descrever as características formais e construtivas do modelo de aparência a partir de pesquisa bibliográfica e observações, de forma a identificar processos, equipamentos e procedimentos que podem ser adequados para atender à demanda por esse tipo de modelo em disciplinas de projeto de produto em escolas de design. / The availability of a new development technology, which in this text is referred to as \"computer-aided technology of physical three-dimensional modeling\", provides new resources for making representations used in product design development process (models), which previously, was almost exclusively completed through manual procedures. However, there are various types of processes and equipment that that technology which range from simple and inexpensive, that can obtain objects with some restrictions, such as geometry, finishing and resistance, and others that are extremely complex, that can provide objects with exceptional features. On the other hand, several types of models are used throughout the design process: some very simple, utilized in the early stages, and others of greater complexity, which represents the product in the final stages of its development, such as the mock-ups that have the greatest potential to benefit from the special characteristics of the technology previously mentioned. The objective of this research is to present a detailed picture of what is available for computerized three-dimensional modeling technology focused within the context of Brazil, based on research carried out with manufacturers, commercial representatives, institutes, research and design schools and describe the formal and constructive characteristics of the mock-ups, based on bibliographic research and observations, in order to identify processes, equipment and procedures that may be appropriate to meet the demand for this type of model in design schools.

Interiors are often dealing with the notion of front and back. Physically, with walls facing the occupant and concealing a “behind”, a backside, perhaps an adjacent room. But also, in organization; “in the back of the building” meaning the furthest away from the entrance or from the street, the public. There is also a variety of interiors that are backsides them self. Spaces that, in contrast to fronts or “primary” spaces not are intended to be shown perhaps because they are occupied by functions, or people that for some reason are desired to be hidden. The idea of a backside, though, whether considered good or bad, what belongs there and not, has shifted over time. I believe that this is a truly cultural issue, governed by social constructions that stabilize and become customs in the fabrication of interiors. In this project have I studied and reworked the information from a few domestic interiors. Through the methods of inverting and full-scale construction, have I investigated what a “backside of an interior” is, what it does and how the treatment of it has changed over time. In my studies, I have found that a contemporary apartment interior attempts to seamlessly exclude the “backside”, just like the parlours of a 100 years old bourgeoise palace. But in the contemporary apartment, it is because of praxis and standardization, and not because of what ideas govern the design. By building a full-scale part of an actual contemporary apartment - where I invert and reorganize the order of how it would have been costume - the praxis is brought to light and questioned.

Denna rapport beskriver vårt projektarbete på ComOpt i Helsingborg. Uppgiften har varit att göra presentationer av företagets produkter. Det centrala i arbetet har varit grafisk design, i det här fallet gränssnittsdesign till de presentationer vi har gjort. I vår rapport reflekterar vi över den designprocess vi har genomgått och ställer frågor som: Vad gör en designer till en bra designer? Och: Var får vi kreativitet och inspiration ifrån? Det vi har kommit fram till är att en bra designer kännetecknas av förmågan att kunna prestera bra trots bristande resurser. En bra designer är kreativ och innovativ. Denna kreativitet åstadkoms genom att designern känner sig själv på ett bra sätt och vet hur han eller hon ska få inspiration. Vi har kommit fram till att mycket handlar om att strunta i det självklara och få inspiration i sin omgivning. En inspirerande omgivning ger ofta upphov till många bra idéer. Under vårt arbete har vi använt oss av metoder såsom intervjuer, feedbackmöten, mock-up och storyboard med flera. Detta har hjälpt oss att sätta oss in i produkterna, identifiera kundgrupp och designa presentationer våra klienter har varit nöjda med. Abstract This report is about our work at the company ComOpt in Helsingborg. Our task there has been to make presentations of the company´s products. The core in our work has been graphic design, in this case on the interfaces of the presentations we have been making. In our report we are reflecting about the designprocess we have been in and asking questions such as: What is it that makes a good designer? And: Were do we get our creativity and innovation from? Our conclusion is that a good designer is able to produce good products even with the lack of important resources. A good designer is creative and innovative. The designer knows him or herself and knows how to get inspired and thereby get great ideas. We have noticed that we get these ideas by ignoring the obvious and receiving inspiration through our surroundings. During our work we have been using methods as interviews, feedbackmeetings, mock-ups and storyboards and etcetera. This methods has helped us getting to know the products, identify the customergroup and designing presentations that has been to the satisfaction of our clients.

Cette thèse porte sur le comportement hydromécanique d’un mélange de poudre et pellets de bentonite MX80 avec une proportion 80/20 en masse sèche. Il s’agit d’un matériau étudié par l’Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN) dans le cadre du projet SEALEX qui a pour objectif principal la vérification de l’efficacité des dispositifs de scellement ou des barrières ouvragées dans le system du stockage géologique des déchets radioactifs. Le comportement hydromécanique du matériau à différentes échelles a été étudié par différents essais en laboratoire. Premièrement, les changements à l’échelle microstructurale d’un seul pellet de bentonite durant l’hydratation a été abordée à l’aide de deux techniques : la porosimétrie au mercure et la tomographie aux rayons-X. Les résultats ont montré que le gonflement d’un pellet peut être expliqué par deux mécanismes : la création des fissures surtout à des succions entre 38 et 9 MPa, et le gonflement des grains de bentonite, correspondant à l’hydratation des smectites à l’échelle nano. A des succions inférieures à 9 MPa, une diminution de l’épaisseur des feuillets d’argile et une augmentation du désordre des ceux-ci sont observées. Des essais de rétention d’eau, de pression de gonflement et de compression à l’odomètre à succion contrôlée ont été effectués sur le mélange de poudre et pellets. Les propriétés de rétention d’eau sous conditions de volume constant et pour un seul pellet sous conditions de gonflement libre apparaissent similaires pour des valeurs de succion supérieures à 4 MPa. Cela implique que la succion physico-chimique est prédominante devant la succion capillaire. Pour des valeurs de succions plus basses, une capacité de rétention plus faible a été observée sous conditions de volume constant, à relier à la disparition des macro-pores par le gonflement des grains de bentonite. Des valeurs de pression de préconsolidation plus petites que celles des mélanges de bentonite pure ont été obtenues pour des succions non-nulles, montrant l’effet granulaire des pellets dans le mélange. Deux colonnes d’infiltration ont été réalisés afin d’étudier deux cas extrêmes avec une densité sèche globale identique (1.49 Mg/m3). Avec la première colonne, un mélange de poudre et pellets relativement homogène, fabriqué en suivant un protocole spécial a été étudié. En revanche, un mélange fortement hétérogène a été fabriqué dans la deuxième colonne d’infiltration. Les résultats montrent que la pression de gonflement radiale dépend fortement de la distribution des pellets et de la poudre ainsi que de l’évolution du front d’hydratation. Une anisotropie de gonflement a été observée dans les deux cas, avec la pression de gonflement axiale inférieure à celle radiale. De plus, la valeur finale de pression de gonflement axiale est différente pour les deux colonnes, bien que les deux échantillons aient fabriquées avec la même densité sèche globale. En parallèle, plusieurs observations à la tomographie aux rayons-X ont été réalisées sur le mélange de pellets et poudre pendant l’hydratation. Un mélange complètement homogène a été observé après 100 jours d’hydratation à l’échelle étudiée (50 μm/voxel). Un nouveau modèle d’endommagement qui prend en compte des fissures observées au sein du pellet pendant hydratation a été développé en adaptant le Barcelona Expansive Model (BExM). L’essai d’infiltration sur l’échantillon relativement homogène a été simulé avec succès en utilisant le modèle développé. L’hétérogénéité initiale de la porosité a été aussi considérée dans la simulation afin de reproduire l’anisotropie de gonflement. Les résultats expérimentaux obtenus dans le cadre de cette étude permettent de mieux comprendre la réponse des ouvrages de scellement avec le mélange de pellets et poudre de bentonite dans le projet SEALEX. De plus, le modèle développé, qui prend en compte des fissures observées au sein du pellet et l’hétérogénéité initiale du matériau, permettra d’améliorer / The present investigation deals with the hydro-mechanical behavior of a mixture composed of pellets and powder of MX80 bentonite with a proportion of 80/20 in dry mass. This is one of the studied materials by the French Institute for Radiation protection and Nuclear Safety (IRSN) within the SEALEX project, which aims at investigating the long-term performance of swelling clay-based sealing systems in the context of geological high-level radioactive waste disposal. This study has been conducted by following an experimental program covering different scales. Firstly, the microstructure changes while wetting of a single pellet was investigated by combining MIP results with μ-CT observations. Results revealed that swelling of a pellet is due to the development of cracks, with significant development between 38 and 9 MPa of suction, combined to swelling of bentonite grains, which is governed by the hydration mechanisms of smectite at nano-scale. The application of suctions below 9 MPa leads to a significant decrease of the platelet thickness and to an increase in the disorder of the platelet assembly. Water retention tests, swelling pressure tests and suction controlled oedometer tests on the pellet/powder mixture were performed. Similar water retention properties were observed for the mixture under constant-volume condition and pellet under free swelling condition under suctions higher than 4 MPa, suggesting that physico-chemical suction prevails on capillary suction. At lower suctions, constant-volume condition defined a lower water retention capacity because of the disappearance of macro-pores. Lower yield stress values than the common pure bentonite mixtures were found for the pellet/powder mixture for non-zero suctions, showing that the volume change behavior is governed by the rearrangement and crushing of pellets, and the loss of the granular structure in the case of zero suction. Two mock-up tests were performed, aiming at studying two extreme cases at a global dry density of 1.49 Mg/m3: a homogeneous pellet/powder mixture fabricated by following a special protocol, and a strong heterogeneous sample. Results revealed that the radial swelling pressure depends strongly on the local pellet/powder distribution combined with the evolution of the hydration front. An anisotropy swelling was found in both cases, being the axial swelling pressure lower than the radial one. Moreover, different values of axial pressure were found between the two tests, even though they have the same global dry density of samples. In parallel, μ-CT observations were carried out on the mixture while wetting, revealing a homogeneous sealed sample after 100 days of hydration. No density gradients were identified at the investigated resolution (50 μm/voxel) after this long time of hydration. A new damage model, which takes into account the development of fissures within a pellet while wetting, was proposed an included to the well-IVknown double porosity Barcelona Expansive Model (BExM) to carry out numerical simulations of one mock-up test. The initial heterogeneous porosity distribution was also considered to reproduce the anisotropy swelling. The experimental results obtained in this study will greatly help well understand the response of seals made up of pellets/powder bentonite mixture in the SEALEX in situ experiment. Moreover, the constitutive model developed taking into account the pellet cracking damage and the initial sample heterogeneity allows significantly improving the prediction of hydomechanical behavior of seals/plugs made up of this mixture, constituting thus an useful tool for the safety assessment of the nuclear waste disposal system

La question de l’incertitude dans la représentation de l’architecture n’est pas nouvelle. Des figurations anciennes montrent des différences de traitement des structures existantes et des éléments disparus. L'émergence des outils numériques et l’utilisation de la 3D en archéologie du bâti depuis 1990 ont offert aux archéologues de nouvelles possibilités de représentation de l’incertitude. Mais les restitutions 3D n’expriment pas toujours l’authenticité historique. Des règles ont été écrites, fondées sur la transparence et la traçabilité du processus d’étude et de construction de la représentation 3D. Les recherches dans ce domaine ont porté sur l'expression et la perception de l’incertitude avec, notamment, le développement de dispositifs visuels qui traduisent l’état des connaissances. Qu’il s’agisse de systèmes d’informations liant représentations 3D et sources documentaires ou de l’application de variables visuelles aux représentations, les propositions apportent des réponses étudiées dans ce travail de thèse. Certaines approches ont été appliquées à la chartreuse de Villeneuve lez Avignon (Gard) et l’abbaye Saint-Michel de Cuxa (Pyrénées-Orientales). A partir des sources documentaires, études archéologiques et relevés numériques, des modèles 3D ont été construits. Nos recherches nous ont poussées à nous interroger sur les incertitudes de ces informations et sur les moyens de les visualiser. Les approches et méthodologies mises en place dans cette thèse soulignent le caractère pluridisciplinaire du travail, mêlant connaissances archéologiques et exploitation des instruments numériques pour l’acquisition, le traitement et la visualisation des données en 3D. / The item of uncertainty into the architecture representation is not new. The ancient figurations showed differences in visual processing between existing structures and missing elements. Since the 1990’s, the emergence of digital tools and the use of 3D in virtual archaeology have offered to the archaeologists new possibilities to represent the uncertainty. But the 3D restitution is not always express the historical authenticity. This is in this context that rules were written, based on the transparency and the traceability of the process of study and the construction the three-dimensional representation. Researches in the domain of the uncertainty representation have concerned the modalities of expression and perception of the uncertainty with, especially, the development of devices able to translate the state of the knowledge. Whether information systems linking 3D representations and documentary sources or application of visual variables, the different propositions on the definition of uncertainty and its representation modes allowed to experiment some of these approaches to the charterhouse of Villeneuve lez Avignon (Gard, France) and the benedictin abbey of Saint-Michel-de-Cuxa (Pyrénées-Orientales, France). From the documentary sources, archaeological studies and digital data, 3D models have been built. But our researches led us to think about the uncertainties of those information and on ways to visualize them.The approaches and methodologies produced in this thesis underline the multidisciplinary of the work, mixing archaeological knowledge and the exploitation of the digital instruments for the acquisition, the treatment and the visualization of data in 3D.

Il y a peu, j’ai pu lire « qu’on pouvait considérer que les ponts romains de l’Antiquité, pouvaient être considérés comme inefficaces, au regard des standards actuels : ils utilisaient trop de pierre et énormément de travail était nécessaire à leur construction. Au fil des années, pour répondre à une problématique équivalente, nous avons appris à utiliser moins de matériaux et à réduire la charge de travail ». Ces problématiques nous les retrouvons aussi en conception mécanique où l’on essaye en continu de proposer des systèmes de plus en plus performants mais devant être conçus en moins de temps, étant moins cher à produire et fournissant des prestations au moins équivalentes à ce qui a déjà été conçu.Au cours d'un processus de conception classique, les concepteurs définissent une géométrie ne présentant aucun défaut puis, étant donné que les moyens de production ne permettent pas d’obtenir de telles pièces finales, ils spécifient les schémas de cotation définissant les écarts acceptables garantissant le bon fonctionnement du système. Seulement, cela est fait après avoir produit les dessins détaillés, c'est à dire trop tard. Pour répondre à cette problématique, je présenterai l’intégration, très tôt dans le cycle de vie de conception, d’un processus de validation optimisé, basé sur une maquette numérique directement en lien avec sa représentation fonctionnelle (maquette fonctionnelle), et permettant de valider des schémas de cotation 3D standardisés.Je décrirai d'abord ce que l’on entend par « maquette fonctionnelle » et surtout ce que cette nouvelle définition apporte en plus de la définition numérique. Une fois ce point abordé, je détaillerai les liens qui permettent d’avoir une unicité de l’information au sein de l’environnement de travail, tout comme les processus qui permettent de lier les représentations fonctionnelles et numériques.Ensuite, je détaillerai les processus basés sur ces concepts, et qui ont pour but de valider les choix qui sont effectués en avance de phase au niveau des schémas de cotation. Pour ce faire, je commencerai par présenter l’analyse au pire des cas (utilisant les modèles de domaines écarts notamment), permettant de garantir le bon fonctionnement de l’ensemble mécanique, dans le cas ou touts les écarts se retrouvent à l’intérieur des zones respectives (définies par les tolérances).Enfin, je finirai par introduire ce qu’une couche statistique, couplée à l’analyse au pire des cas utilisant les enveloppes convexes, peut amener dans le contexte industriel et notamment sous la contrainte temporelle. / Some time ago, I read "According to our current standards, we could consider Roman bridges of ancient times as ineffective: they used too much stone and hard work during construction. Over the years, in order to respond to similar problems, we learned how to use fewer materials and reduce the workload. These issues can also be found in the mechanical design field, where we continuously try to offer more efficient systems, but which have to be designed in less time, be cheaper to produce and provide benefits at least equivalent to what has already been designed.During a conventional design process, designers define the ideal geometries and - given that the machining tools cannot produce mechanical parts without any geometrical defects - specify the associated tolerancing schemes. These tolerancing schemes define acceptable geometrical deviations, thus providing a well-functioning system. Unfortunately this is done after having designed detailed parts and thus, too late.In order to address this problem, I will begin by introducing the integration, in the first design stages, of a new optimized validation process based on a Digital Mock-Up, directly linked to its functional representation (Functional Mock-Up), in order to validate 3D standardized tolerancing schemes. I'll first describe what is meant by "Functional Mock-Up" (FMU) and specify which information is added to the Digital Mock-Up (DMU). Once that is done, I will detail the relationship that leads to the uniqueness of the information and the processes linking the Functional and Digital representations.Then, I'll detail the processes based on these concepts, which aim to validate the tolerancing schemes, during the early design stages. To do this, I'll begin by introducing the worst case analysis (using the deviation domain model), which ensures the proper functioning of the mechanical system. Finally, I will end this by introducing the benefits that can be brought, by coupling a statistical layer to the worst case analysis (using the convex hull).

L’objectif de cette thèse est de contribuer au développement d’approches méthodologiques et d’outils informatiques pour développer les chaînes d’intégration numériques en entreprise étendue. Il s’agit notamment de mieux intégrer et d’optimiser les activités de conception, d’intégration et de simulation dans le contexte du développement collaboratif des produits/systèmes complexes.La maquette numérique (DMU) – supportée par un système de gestion de données techniques (SGDT ou PDM) – est devenue ces dernières années un environnement fédérateur clé pour échanger et partager une définition technique et une représentation 3D commune du produit entre concepteurs et partenaires. Cela permet aux concepteurs ainsi qu’aux utilisateurs en aval (ceux qui sont en charge des simulations numériques notamment) d’avoir un accès à la géométrie du produit virtuel assemblé. Alors que les simulations numériques 3D et 2D prennent une place de plus en plus importante dans le cycle de développement du produit, la DMU offre de nouvelles perspectives à ces utilisateurs pour récupérer et exploiter les données CAO appropriées et adaptées pour les analyses par éléments finis. Cela peut ainsi permettre d’accélérer le processus de préparation du modèle de simulation. Cependant, les environnements industriels de maquettes numériques sont actuellement limités dans leur exploitation par : - un manque de flexibilité en termes de contenu et de structure, - l’absence d’artefact numérique 3D permettant de décrire les interfaces des composants de l’assemblage, - un manque d’intégration avec les données et activités de simulation.Cette thèse met notamment l’accent sur les transformations à apporter aux DMU afin qu’elles puissent être utilisées comme données d’entrée directes pour les analyses par éléments finis d’assemblages volumineux (plusieurs milliers de pièces). Ces transformations doivent être en cohérence avec le contexte et les objectifs de simulation et cela nous a amené au concept de « vue produit » appliquée aux DMUs, ainsi qu’au concept de « maquette comportementale » (BMU). Une « vue produit » définit le lien entre une représentation du produit et l’activité ou le processus utilisant ou générant cette représentation. La BMU est l’équivalent de la DMU pour les données et les processus de simulation. Au delà des géométries discrétisées, la dénommée BMU devrait, en principe, lier toutes les données et les modèles qui seront nécessaires pour simuler le comportement d’un ou plusieurs composants. L’élément clé pour atteindre l’objectif d’élargir le concept établi de la DMU (basée sur des modèles CAO) à celui de la BMU (basée sur des modèles CAE), est de trouver un concept d’interface bidirectionnel entre la BMU et sa DMU associée. C’est l’objectif du « Design-Analysis System Integration Framework » (DASIF) proposé dans cette thèse de doctorat. Ce cadre a vise à être implémenté au sein d’environnements PLM/SLM et doit pouvoir inter-opérer à la fois avec les environnements CAD-DMU et CAE-BMU. DASIF allie les fonctionnalités de gestion de données et de configuration des systèmes PDM avec les concepts et formalismes d’ingénierie système basée sur les modèles (MBSE) et des fonctionnalités de gestion des données de simulation (SDM). Cette thèse a été menée dans le cadre d’un projet de recherche européen : le projet CRESCENDO qui vise à développer le « Behavioural Digital Aircraft » (BDA) qui a pour vocation d’être la« colonne vertébrale » des activités de conception et simulation avancées en entreprise étendue. Le concept du BDA doit s’articuler autour d’une plateforme collaborative d’échange et de partage des données de conception et de simulation tout au long du cycle de développement et de vie des produits aéronautiques. [...] / The aim of this doctoral thesis is to contribute to the facilitation of design, integration and simulation activities in the aeronautics industry, but more generally in the context of collaborative complex product development. This objective is expected to be achieved through the use and improvement of digital engineering capabilities. During the last decade, the Digital Mock-Up (DMU) – supported by Product Data Management (PDM) systems – became a key federating environment to exchange/share a common 3D CAD model-based product definition between co-designers. It enables designers and downstream users(analysts) to access the geometry of the product assembly. While enhancing 3D and 2D simulations in a collaborative and distributed design process, the DMU offers new perspectives for analysts to retrieve the appropriate CAD data inputs used for Finite Element Analysis (FEA), permitting hence to speed-up the simulation preparation process. However, current industrial DMUs suffer from several limitations, such as the lack of flexibility in terms of content and structure, the lack of digital interface objects describing the relationships between its components and a lack of integration with simulation activities and data.This PhD underlines the DMU transformations required to provide adapted DMUs that can be used as direct input for large assembly FEA. These transformations must be consistent with the simulation context and objectives and lead to the concept of “Product View” applied to DMUs andto the concept of “Behavioural Mock-Up” (BMU). A product view defines the link between a product representation and the activity or process (performed by at least one stakeholder) that use or generate this representation as input or output respectively. The BMU is the equivalent of the DMU for simulation data and processes. Beyond the geometry, which is represented in the DMU,the so-called BMU should logically link all data and models that are required to simulate the physical behaviour and properties of a single component or an assembly of components. The key enabler for achieving the target of extending the concept of the established CAD-based DMU to the behavioural CAE-based BMU is to find a bi-directional interfacing concept between the BMU and its associated DMU. This the aim of the Design-Analysis System Integration Framework (DASIF) proposed in this PhD. This framework might be implemented within PLM/SLM environments and interoperate with both CAD-DMU and CAE-BMU environments. DASIF combines configuration data management capabilities of PDM systems with MBSE system modelling concepts and Simulation Data Management capabilities.This PhD has been carried out within a European research project: the CRESCENDO project, which aims at delivering the Behavioural Digital Aircraft (BDA). The BDA concept might consist in a collaborative data exchange/sharing platform for design-simulation processes and models throughout the development life cycle of aeronautics products. Within this project, the Product Integration Scenario and related methodology have been defined to handle digital integration chains and to provide a test case scenario for testing DASIF concepts. These latter have been used to specify and develop a prototype of an “Integrator Dedicated Environment” implemented in commercial PLM/SLM applications. Finally the DASIF conceptual data model has also served as input for contributing to the definition of the Behavioural Digital Aircraft Business Object Model: the standardized data model of the BDA platform enabling interoperability between heterogeneous PLM/SLM applications and to which existing local design environments and new services to be developed could plug.