Le processus de conception de produits est un des moteurs de la performance et de la compétitivité des industries manufacturières.Sa mise en oeuvre au sein des organisations industrielles a évolué ces dernières décennies,passant d'une juxtaposition séquentielle des tâches à l'ingénierie concourante et à la conception parallèle et intégrée. Les méthodes et outils de conception doivent supporter ces nouveaux schémas de l'activité de conception.Pour répondre à cette problématique,cette thèse interroge dans un premier temps la modélisation du processus de conception intégrée,opposant aux approches par phases un modèle co-évolutif décrivant l'évolution des deux domaines du problème et de la solution via la mise en oeuvre itérative de quatre activités de conception.L'aide à la conception peut alors être envisagée sur la base de ce modèle,autorisant à travers un formalisme objet une mise en oeuvre opportuniste des outils existants.

L'architecte soucieux de révéler son architecture devrait donc donner une représentation évocatrice de sensations et d'émotions, une représentation des ambiances qui caractérisent l'édifice qu'il projette. Cependant, la représentation de l'architecture est essentiellement visuelle. Nous nous interrogeons alors sur la capacité des représentations produites par les architectes à traduire les ambiances projetées à travers l'ensemble des sens : comment représenter ce qui ne se voit pas mais se ressent ? Ce travail est composé de trois parties. Tout d'abord, nous posons les jalons d'une histoire de la représentation des ambiances pour comprendre la mise en place des codes de représentation architecturale et leurs évolutions au cours du temps. Nous identifions ensuite une période temporelle restreinte qui est l'objet d'une étude plus précise dans la seconde partie qui, quant à elle, s'attarde plus précisément sur trois projets pour mettre en évidence divers modes et outils de représentation utilisés en fonction des phases du processus de conception du bâtiment. Nous nous interrogeons sur les corrélations qui peuvent exister entre les intentions d'ambiances initiales des concepteurs et les ambiances vécues par les usagers dans le bâtiment construit. Notre objectif, auquel nous répondons dans la troisième partie de ce mémoire, est de proposer une esquisse de démarche de conception des ambiances architecturales dans le but d'assurer le maintien de l'intention d'ambiances initiale tout au long du processus de conception jusque dans les espaces vécus.

L'électronique dans les voitures devient de plus en plus complexe et représente plus de 30% du coût global d'une voiture. Par exemple, dans une BMW série 5 modèle 2008, on peut trouver jusqu'à 80 calculateurs électroniques communiquant ensemble et représentant aux alentours de 10 millions de lignes de code logiciel. Face à cette montée en complexité, les constructeurs et équipementiers électroniques de l'automobile s'intéressent de plus en plus à des méthodes efficaces de développement, vérification et validation de modules électroniques. Plus précisément, ils focalisent leurs efforts sur la partie logicielle de ces modules puisqu'elle est à l'origine de plus de 80% des problèmes détectés sur ces produits. Dans ce contexte, nous avons mené un travail de recherche dont l'objectif est de proposer une approche globale d'amélioration de la qualité des logiciels embarqués dans les véhicules. Notre recherche part d'un audit des processus et outils actuellement utilisés dans l'industrie électronique automobile. Cet audit a permis d'identifier des leviers potentiels d'amélioration de la qualité logicielle. En se basant sur les résultats de l'audit et en tenant compte de la littérature dans le domaine de la qualité logicielle, nous avons proposé une approche globale de conception de cas de test pour les produits logiciels. En effet, nous avons développé une plateforme de génération automatique de tests pour un produit logiciel. Cette plateforme consiste à modéliser les spécifications du produit logiciel pour le simuler lors de tests, à se focaliser sur les tests critiques (ayant une forte probabilité de détecter des défauts) et à piloter la génération automatique des tests par des critères de qualité ; telles que la couverture du code et de la spécification mais aussi le coût des tests. La génération de tests critiques est rendue possible par la définition de profils d'utilisation réelle par produit logiciel, ainsi que par la réutilisation des défauts et des tests capitalisés sur des anciens projets. En plus des aspects algorithmiques du test logiciel, notre approche prend en compte des aspects organisationnels tels que la gestion des connaissances et des compétences et la gestion de projet logiciel. Notre approche a été mise en œuvre sur deux cas d'étude réels d'un équipementier électronique automobile, disposant de données de tests historiques. Les résultats de nos expérimentations révèlent des gains de qualité significatifs : plus de défauts sont trouvés plus tôt et en moins de temps.

Les projets interdisciplinaires constituent rarement le terrain des études 
sur le processus de conception en design. Les théories générales du design, en tentant de définir ce qui est commun à toutes les disciplines du design, ont davantage étudié les cas typiques que les cas atypiques. Or, nous croyons qu’il existe dans les projets interdisciplinaires une négociation argumentative et une ouverture vers l’autre, propice à l’analyse du processus de conception en design. Pour réaliser l’étude de ce processus, la stratégie empruntée a été la «recherche-projet» qui propose une participation active sur le terrain. 
À l’intérieur de cette stratégie méthodologique, nous avons réalisé l’étude de cas d’un projet hybride, une signalétique identitaire destinée à marquer les écocentres montréalais et orienter leurs usagers. Comme plusieurs autres pratiques du design, la complexité des projets interdisciplinaires demande l’apport de plusieurs acteurs dans le processus. 
Ces personnes conçoivent le projet à travers des représentations visuelles et des échanges verbaux, nous avons choisi de faire porter notre étude principalement sur le second. Pour ce faire, nous avons choisi comme cadre théorique le Traité de l’argumentation de Chaïm Perelman et Lucie Olbrechts-Tyteca en nous intéressant plus spécifiquement aux concepts d’«accord» et d’«auditoire». Parce que le véhicule de l’action en design est la notion de «projet», l’Anthropologie du projet de Jean-Pierre Boutinet sera notre guide à travers cette conduite. L’objet de recherche de ce mémoire sera donc le processus de conception en design qui sera étudié à travers le regard de l’argumentation. L’argumentation s'est révélée la clé du problème que posent les jugements de valeur, commune à toutes les disciplines du design. Qu’est-ce qu’un «bon» projet réalisé? Est-il possible de répondre à cette question, sans tomber dans un cadre argumentatif, sans devoir révéler les arguments qui nous permettent de croire vraisemblable une telle proposition? C’est en mettant en lien la théorie du projet en design et la théorie de l’argumentation que nous avons éclairé la pratique du designer, sa relation à ses collègues et ultimement avec lui-même. L’argumentation s’est avérée un outil permettant la construction de la réalité dans le projet interdisciplinaire. / Interdisciplinary projects rarely constitute a field of research on design process. The general theories of design, while trying to define what is common amongst all disciplines of design, have a tendency to study typical cases rather than atypical cases. Hence, we believe that within interdisciplinary projects live an argumentative negotiation and openness towards others, relevant to analyse the design process. To study the design process, we used a project-grounded research strategy, which proposes an active participation in the field. Within this methodology, we conducted our research during a hybrid project: an identity signage destined to brand the “écocentres” of the city of Montreal while orienting its users. Like many other practices of design, the complexity of interdisciplinary projects demands the contribution of many actors in the process. Theses people envision the project with visual representations and verbal exchanges. We chose to direct our attention principally to the latter. In order to do so, we followed the theoretical framework of Chaïm Perelman and Lucie Olbrechts-Tyteca called “The New Rhetoric: A Treatise on Argumentation” while focusing more specifically on the concepts of agreement and audience. Because the vehicle for action in design is the notion of projet1, “Anthropologie du projet” by Jean-Pierre Boutinet will be our guide to conduct this study. The object of research of this thesis will therefore be the process of design through the lens of argumentation. Argumentation has revealed itself as the key to the problem of value judgements, common to all design disciplines. What is a good completed project? Is it possible to answer this question without falling in an argumentative framework and without having to reveal the arguments that allow us to believe true such a proposition? It is by linking the design theory of projects and the theory of argumentation that we have shed light on the practice of the designer, his relationships with his clients, his colleagues, and ultimately, with himself. Argumentation is a tool that enables the construction of reality in the interdisciplinary project.

La conception de produits a pour objectif de définir techniquement un produit en satisfaisant les besoins de l'ensemble des clients du cycle de vie du produit. Les enjeux industriels conduisent à développer des modèles et des outils d'aide à la conception afin de répondre aux besoins clients tout en optimisant le triptyque coût-qualité délais. L'objectif de cette thèse est de proposer une vision globale permettant d'appréhender les différents types de modélisation. Pour atteindre cet objectif, une analyse globale de ces notions est nécessaire afin d'obtenir une représentation commune du système pour les différentes activités de conception et de simulation. L'intérêt de cette approche est de pouvoir mettre en évidence les dépendances et les relations entre ces activités. Cette approche doit permettre d'appréhender les différents niveaux de détails (systémique) lors de la décomposition fonctionnelle et structurelle du produit. Elle doit également permettre de suivre l'élaboration des modèles physiques pour la simulation. Nous proposons une traçabilité du processus de conception et du processus de modélisation permettant de remettre en cause, le cas échéant, les choix de conception et les hypothèses de modélisation. Ce travail est fondé sur des concepts de GeoSpelling comme le " skin modèle ", les opérations et les propriétés. Ils sont enrichis d'autres concepts comme les modèles finis et infinis et les modèles primitif et de simulation.

Dans un contexte réglementaire contraignant (REACh), ce projet a pour but de développer une méthode permettant d'évaluer, le plus amont possible du processus de conception, le risque chimique potentiellement présenté par un équipement aéronautique depuis sa livraison jusqu'à sa fin de vie. Le résultat s'intègre dans l'ensemble des paramètres gérés par les concepteurs, dans un but d'amélioration de la traçabilité des substances dangereuses et de maîtrise du risque chimique présenté par l'équipement. Le développement de la méthode s'appuie tant sur l'analyse des modes d'évaluation classiques de risques chimiques, pour différents périmètres, que sur celle des pratiques de conception aéronautiques. En parallèle, des tests in situ en Bureaux d'Etudes sont réalisés itérativement, permettant de définir des outils d'évaluation et d'aide à la décision adaptés aux besoins identifiés des concepteurs. Les travaux aboutissent à la proposition d'une méthode permettant au concepteur de répondre à la problématique risque chimique à partir des seules données issues du processus de conception, rendant cette nouvelle approche miscible à ses activités quotidiennes. / In a restrictive context (REACh regulation), this project aims at developping a method enabling one to evaluate, as soon as possible in the design process, the potential chemical risk related to any aeronautic equipment' s part during their different life cycle steps (from delivery to end of life). Assesment results is integrated among the numerous data that are by designers, in order to improve hazardous substances traceability and equipment's chemical risk control. The method's development lays on the analysis of different chemical risk assessments modes (different perimeters) and the understanding of aeronautical design practices. In situ tests (design offices) have been run in an iterative way, in order to define assessment ans decision making tools responding to designers identified needs. The work done leads to the proposal of a method which enables the designer to cope with chemical risk problematics, only from the data resulting from design process : this new approach can be considered as miscible in designer's daily activities.

Un processus de conception que ce soit d'un produit ou d'un service est composé d'un grand nombre d'activités reliées par des échanges nombreux de données et d'informations. La qualité de ces échanges, appelés collaborations, nécessite d'être capable d'envoyer et de recevoir des informations et données utiles, compréhensibles et univoques pour les différents concepteurs impliqués. La problématique de ces travaux de thèse se focalise donc sur la définition et l'évaluation de la performance des collaborations, et par extension, du processus de conception dans sa totalité. Cette évaluation de la performance exige la définition de plusieurs éléments clefs tels que : les objets à évaluer, les indicateurs de performance et les variables d'actions. Afin de définir l'objet d'évaluation, ces travaux s'appuient sur une étude de la littérature afin de proposer un méta-modèle de la conception collaborative. La mesure de la performance de ces collaborations est quant à elle basée sur le concept d'interopérabilité. Cette mesure estime ainsi l'interopérabilité technique et sémantique des différentes collaborations élémentaires. Ces travaux se concluent par la proposition d'un cadre méthodologique outillé d'évaluation de la performance des collaborations. Par une approche en deux étapes (modélisation puis évaluation), ce cadre facilite l'identification des collaborations peu performantes et de leurs causes. Ce cadre est illustré et partiellement validé à l'aide d'un exemple académique et d'une étude de cas dans le cadre de la conception. / A design process, whether for a product or for a service, is composed of a large number of activities connected by many data and information exchanges. The quality of these exchanges, called collaborations, requires being able to send and receive data and information which are useful, understandable and unambiguous to the different designers involved. The research question is thus focused on the definition and evaluation of the performance of collaborations, and by extension, of the design process in its entirety. This performance evaluation requires the definition of several key elements such as object(s) to be evaluated, the performance indicator(s) and action variable(s).In order to define the object of evaluation, this research relies on a study of the literature resulting in a meta-model of collaborative process. The measurement of the performance of these collaborations is for its part based on the concept of interoperability. The measurement of the performance of the collaborations is for its part based on the concept of interoperability. Furthermore, this measure estimates the technical and conceptual interoperability of the different elementary collaborations. This work is concluded by proposing a tooled methodological framework for collaborations' performance evaluation. Through a two-step approach (modeling and evaluation), this framework facilitates the identification of inefficient collaborations and their causes. This framework is illustrated and partially validated using an academic example and a case study in design domain.

Les démarches environnementales s’accompagnent de plus en plus d’approches et d’outils d’aide à la conception. Toutefois, ces savoir-faire techniques s’avèrent peu exploités dans les projets architecturaux. Partant de ce constat, notre recherche porte sur la qualité environnementale des matériaux et procédés de mise en œuvre. Elle vise à alimenter, par la mise au jour de savoirs et de méthodes innovantes, les pratiques opérationnelles en architecture. La mise au jour d'outils d'aide à la conception simplifiée informant un public non spécialiste sur différents champs d'études explicites et relatifs à la qualité des matériaux, est une évolution importante dans le domaine de l’architecture.Nous avançons différentes propositions innovantes pour l’intelligibilité et la cohérence de futurs outils d’aide à la conception. Nous les illustrons par la mise en place d’un prototype d’outil MaTerre’iO renseignant globalement les concepteurs en architecture sur les savoirs liés aux matériaux et plus spécifiquement sur les connaissances de l’ingénierie environnementale.La principale retombée de notre travail de recherche est de contribuer à édifier une passerelle innovante entre les disciplines / Nowadays, environmental proceedings can use more and more methods and design tools to start with the conception. However, these technical methods turn out to be untapped into architectural projects. This question orientated our research towards environmental quality of materials and processes of implementation. Through the update of the knowledge and innovative methods, our work tends to increase the capacity of operational practice in architecture. The implementation of a design assistance tool - easy to use for non experts and providing several clearly configuration fields, based on caseworks and linked to quality of materials - is a significant evolution in architectural communities. We point up several innovative propositions for future design assistance tools. We illustrate it by the setting up of a prototype named MaTerre’iO. This mock up informs architectural designers about the knowledge upon materials, and more specifically on the environmental engineering knowledge.The main repercussion of our researched work is to contribute to initiate an innovating interface between environmental engineering topics and expectations of architectural design

La dynamique de l’offre et de la demande des produits manufacturiers ainsi que leraccourcissement de leurs cycles de vie obligent les entreprises industrielles à se doter de processus dedéveloppement produit dynamiques et agiles. Nos travaux se positionnement sur le supportinformatisé de ces processus de développement qui sont actuellement gérés par les systèmes PLM.L’objectif d’un support informatisé est d’accélérer le processus en automatisant la notification et ladiffusion des informations. Il permet également de garder trace des opérations et décisions effectuéeset d’accroître la standardisation des processus. Face à la rigidité des solutions actuellement proposéespour gérer les processus vis-à-vis des modifications survenant dans le processus, notre objectif est deproposer une approche permettant de modifier un processus en cours d’exécution sans devoir leredéfinir et le relancer dans son ensemble. Pour y parvenir, nous avons proposé, une approche quidécline une orientation services inspirée des architectures orientées services (SOA). Ces architecturespermettent de définir des applications modulaires, en utilisant des services faiblement couplés. Notreobjectif est de décliner une telle architecture exploitée essentiellement pour les systèmes logiciels et leWeb, au niveau métier de l’entreprise afin de modéliser et d’exécuter de manière flexible desprocessus de conception de produits par composition de services réutilisables. Nous proposons unedémarche d'identification des services du domaine métier des processus de conception produit et dudomaine fonctionnel du PLM. Ces services sont organisés dans deux catalogues de services métiers etfonctionnels. Notre approche s'inscrit dans le cadre de l'Ingénierie Dirigée par les Modèles (IDM) avecune architecture de réference à trois niveaux et des mécanismes d’alignement entre les niveaux métier,fonctionnel et logiciel. Ces mécanismes d'alignement entre les niveaux permettent d’intégrerl’évolution et d'automatiser le déploiement d’un processus de conception du niveau métier auxniveaux fonctionnel et logiciel. / To cope with market dynamic and shortened time to market, industrial companies need toimplement an effective management of their design processes (DPs) and product information.Unfortunately, Product Lifecycle Management (PLM) systems which are dedicated to support designactivities are not efficient as it might be expected. Indeed, DPs are changing, emergent and nondeterministic, due to the business environment under which they are carried out. The aim of this workis to propose an alternative approach for flexible process support within PLM systems to facilitate thecoupling with the environment reality. The purpose of a support system is to accelerate the process byautomating the notification and dispatching of information and activities between actors. It also allowsto keep track of transactions and decisions made and to increase processes standardization. Our goal isto propose a solution which allows process change at run-time without having to redefine and restartthe whole of process activities. To achieve this, we proposed an approach based on service-orientedarchitectures (SOA). These architectures allow defining modular applications, using loosly coopledservices. They are mainly exploited for software systems and Web development. Our goal is to declinesuch architectures at the business level of a company in order to perform flexible DPs deploymentbased on services reuse and composition. We propose an identification approach for business levelservices (product design services) and functional PLM services. These services are organized in twocatalogs of business and functional services. Our approach is based on Model Driven Approach withthree levels which propose alignment mechanisms between business, functional and technical levels.These alignment mechanisms between levels allow integrating change and automating design processdeployment.

Les systèmes industriels (automobile, aérospatial, etc.) sont de plus en plus complexes à cause des contraintes économiques et écologiques. Cette complexité croissante impose des nouvelles contraintes au niveau du développement. La question de la maitrise de la capacité d’analyse de leurs architectures est alors posée. Pour résoudre cette question, les outils de modélisation et de simulation sont devenus une pratique courante dans les milieux industriels afin de comparer les multiples architectures candidates. Ces outils de simulations sont devenus incontournables pour conforter les décisions. Pourtant, la mise en œuvre des modèles physiques est de plus en plus complexe et nécessite une compréhension spécifique de chaque phénomène simulé ainsi qu’une description approfondie de l’architecture du système, de ses composants et des liaisons entre composants. L’objectif de cette thèse est double. Le premier concerne le développement d’une méthodologie et des outils nécessaires pour construire avec précision les modèles de simulation des architectures de systèmes qu’on désire étudier. Le deuxième s’intéresse à l’introduction d’une approche innovante pour la conception, la production et l’intégration des modèles de simulations en mode « plug and play » afin de garantir la conformité des résultats aux attentes, notamment aux niveaux de la qualité et de la maturité. Pour accomplir ces objectifs, des méthodologies et des processus d’ingénierie des systèmes basés sur les modèles (MBSE) ainsi que les systèmes d’information ont été utilisés. Ce travail de thèse propose pour la première fois un processus détaillé et un outil pour la conception des modèles de simulation. Un référentiel commun nommé « Modèle de carte d'identité (MIC) » a été développé pour standardiser et renforcer les interfaces entre les métiers et les fournisseurs sur les plans organisationnels et techniques. MIC garantit l’évolution et la gestion de la cohérence de l’ensemble des règles et les spécifications des connaissances des domaines métiers dont la sémantique est multiple. MIC renforce également la cohérence du modèle et réduit les anomalies qui peuvent interférer pendant la phase dite IVVQ pour Intégration, Vérification, Validation, Qualification. Finalement, afin de structurer les processus de conception des modèles de simulation, le travail s’est inspiré des cadres de l’Architecture d’Entreprise en reflétant les exigences d’intégration et de standardisation du modèle opératoire de l’entreprise. Pour valider les concepts introduits dans le cadre de cette thèse, des études de cas tirés des domaines automobile et aérospatiale ont été réalisées. L'objectif de cette validation est d'observer l'amélioration significative du processus actuel en termes d'efficacité, de réduction de l'ambiguïté et des malentendus dans la modélisation et la simulation du système à concevoir. / Simulation models are widely used by industries as an aid for decision making to explore and optimize a broad range of complex industrial systems’ architectures. The increased complexity of industrial systems (cars, airplanes, etc.), ecological and economic concerns implies a need for exploring and analysing innovative system architectures efficiently and effectively by using simulation models. However, simulations designers currently suffer from limitations which make simulation models difficult to design and develop in a collaborative, multidisciplinary design environment. The multidisciplinary nature of simulation models requires a specific understanding of each phenomenon to simulate and a thorough description of the system architecture, its components and connections between components. To accomplish these objectives, the Model-Based Systems Engineering (MBSE) and Information Systems’ (IS) methodologies were used to support the simulation designer’s analysing capabilities in terms of methods, processes and design tool solutions. The objective of this thesis is twofold. The first concerns the development of a methodology and tools to build accurate simulation models. The second focuses on the introduction of an innovative approach to design, product and integrate the simulation models in a “plug and play" manner by ensuring the expected model fidelity. However, today, one of the major challenges in full-vehicle simulation model creation is to get domain level simulation models from different domain experts while detecting any potential inconsistency problem before the IVVQ (Integration, Verification, Validation, and Qualification) phase. In the current simulation model development process, most of the defects such as interface mismatch and interoperability problems are discovered late, during the IVVQ phase. This may create multiple wastes, including rework and, may-be the most harmful, incorrect simulation models, which are subsequently used as basis for design decisions. In order to address this problem, this work aims to reduce late inconsistency detection by ensuring early stage collaborations between the different suppliers and OEM. Thus, this work integrates first a Detailed Model Design Phase to the current model development process and, second, the roles have been re-organized and delegated between design actors. Finally an alternative architecture design tool is supported by an ontology-based DSL (Domain Specific Language) called Model Identity Card (MIC). The design tools and mentioned activities perspectives (e.g. decisions, views and viewpoints) are structured by inspiration from Enterprise Architecture Frameworks. To demonstrate the applicability of our proposed solution, engine-after treatment, hybrid parallel propulsion and electric transmission models are tested across automotive and aeronautic industries.