Letteratura scientifica selezionata sul tema "Design industriel – Environnement"

Dans le design des habitations il existe une catégorie de technologies parfois cachées, pourtant omniprésentes dans la vie quotidienne. Ce sont les matériaux dits « de construction ». Ils revêtent un statut particulier, dont le design peut être interrogé non seulement sous l’angle de la science des matériaux, mais au regard du contexte historique et philosophique qui les a vus naître. Le matériau de construction, au-delà d’être une matière physique, est l’incarnation du mouvement de la fabrication industrielle des logements héritée de l’après-guerre et donc des modes de vie contemporains. Dans l’ère de l’anthropocène, les logiques constructives deviendront à la fois motivées par les politiques de logement et par les enjeux de vulnérabilité des sociétés humaines et des écosystèmes tels qu’ils sont scénarisés dans les rapports du GIEC (Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat). Si les matériaux de construction sont admis comme « concept » et non plus seulement comme matière, alors comment relire leurs desseins dans un environnement requalifié par des urgences de nature nouvelle ? Leur statut intermédiaire, entre matière et produit, soulève la question de la manière de les concevoir. Quelles pratiques spécifiques du design les matériaux de construction induisent-ils ? Le présent article se propose d’expliquer comment le design chez Saint-Gobain tente par la spécificité de ses approches, d’opérer la mise en œuvre d’un design pour les matériaux de construction dans ce nouvel environnement en introduisant la recherche par le design comme approche à la fois stratégique et opérationnelle. Après avoir éclairci la notion de matériaux de construction et les enjeux de design qui en découlent, le présent article tentera de décrire les modalités d’intervention de la recherche par le design dans les activités de recherche et développement dans un groupe industriel tel que Saint-Gobain et formulera une proposition pour requalifier les cadres de conception des matériaux dans un contexte de transition écologique.

L’émergence de travaux de recherche en design en entreprise et le peu de littérature scientifique existante sur le sujet nous ont amenées à témoigner de notre expérience de designers en recherche doctorale dans le cadre de contrats industriels CIFRE. Avec cet article, nous souhaitons contribuer à la documentation de ce format de recherche. Nous tentons de comprendre comment les environnements sont formés et comment ils peuvent exercer une influence sur les dynamiques de recherches doctorales en design en entreprise. À travers un processus qui mêle autoethnographie et représentation graphique, cet article esquisse trois situations de recherche doctorales en design en entreprise et les dynamiques communes qu’elles mettent en jeu. La définition d’un langage graphique commun permet d’apporter certains éléments de réponse sur la façon dont le positionnement de l’acteur industriel, l’intégration de la pratique de design et la discussion pluridisciplinaire jouent un rôle important dans l’environnement de recherche doctorale en design en entreprise. Enfin, nous discutons des influences stratégiques, méthodologiques et épistémologiques qu’elles peuvent avoir sur les dynamiques de recherche.

Purpose The purpose of this paper is to further simplify the use of NURBS in industrial environnements. Although isogeometric analysis (IGA) has been the object of intensive studies over the past decade, its massive deployment in industrial analysis still appears quite marginal. This is partly due to its implementation, which is not straightforward with respect to the elementary structure of finite element (FE) codes. This often discourages industrial engineers from adopting isogeometric capabilities in their well-established simulation environment. Design/methodology/approach Based on the concept of Bézier and Lagrange extractions, a novel method is proposed to implement IGA from an existing industrial FE code with the aim of bringing human implementation effort to the minimal possible level (only using standard input-output of finite element analysis (FEA) codes, avoid code-dependent subroutines implementation). An approximate global link to go from Lagrange polynomials to non-uniform-rational-B-splines functions is formulated, which enables the whole FE routines to be untouched during the implementation. Findings As a result, only the linear system resolution step is bypassed: the resolution is performed in an external script after projecting the FE system onto the reduced, more regular and isogeometric basis. The novel procedure is successfully validated through different numerical experiments involving linear and nonlinear isogeometric analyses using the standard input/output of the industrial FE software Code_Aster. Originality/value A non-invasive implementation of IGA into FEA software is proposed. The whole FE routines are untouched during the novel implementation procedure; a focus is made on the IGA solution of nonlinear problems from existing FEA software; technical details on the approach are provided by means of illustrative examples and step-by-step implementation; the methodology is evaluated on a range of two- and three-dimensional elasticity and elastoplasticity benchmarks solved using the commercial software Code_Aster.

Cet article approfondit la réflexion engagée en 2009 à propos de l’interface tactile et lumineuse des smartphones. Nous avons ici porté notre attention sur l’évolution de la nature du gestuel de contrôle au sein de ces dispositifs. En référence à Jean Baudrillard, nous proposons une lecture « mise à jour » du système des objets décrit dans l’ouvrage éponyme en intégrant les smartphones. Nous nous intéressons à la manière dont le gestuel de contrôle évolue pour construire une nouvelle relation entre l’usager et l’espace augmenté. Notre article montre comment le gestuel simplexe des smartphones et tablettes construit la cohérence fonctionnelle entre l’individu et son environnement artificiel. Comprendre la place et le rôle de ces gestes construits et élaborés pour être perçus comme des codes par les appareils, permet au design industriel de favoriser la diffusion et l’appropriation de ces nouveaux appareils auprès du public.

Le propos de cette étude est de modéliser une méthodologie de “design augmenté” appliqué à la conception de produit innovant dans un environnement de PME. Cette approche inclut la Théorie C-K dans ce contexte d'innovation de rupture.En général, le processus de design industriel consiste à parcourir quatre pôles complémentaires :1/ la phase d'ego-design, où le designer conceptualise un besoin utilisateur,2/ la phase de techno-design, où le designer et l'ingénieur trouvent des solutions pour matérialiser ce concept,3/ la phase d'éco-design, où les acteurs sociaux concernés l'autorisent et4/ la phase d'ergo-design, où l'utilisateur final adopte le produit final.Une réflexion méthodologique conduit à la modélisation d'un raisonnement innovant de “design augmenté” (où les acteurs principaux sont remplacés par un cortège d'intervenants).Cette méthodologie a été expérimentée dans un contexte de PME. Grâce à l'utilisation du modèle, le management de projet de “design augmenté” fut couronné de succès. Cependant, d'autres validations, plus complexes encore, seront utiles pour sécuriser cette modélisation. L'exploitation de cette approche, par la variété de ses supports, doit guider le chef de projet innovant, en PME, dans le processus général d'innovation de rupture
The purpose of this study is to model an ‘enhanced design' methodology applied to the conception of an innovative product in a SME environment. This approach includes C-K theory in a context of disruptive innovation.In general, the industrial design process consists of four major steps:1/ the ego-design phase, where the designer conceptualizes a user need,2/ the techno-design phase, where designer and engineer find solutions to materialize the concept,3/ the eco-design phase, where social actors involved authorize it and then4/ the ergo-design phase, where the user adopt the final product.A methodological reflection leads to the modeling of the innovative ‘enhanced design' reasoning (where major actors are replaced by a bunch of various stakeholders).The specific SME's case was successful. Using the model, the enhanced design project management was efficient. But some more complex application cases would help secure it. Using this approach, with appropriate information, should guide the SME design project manager in the general radical innovation process

Le design industriel prend en compte l’usage et l’expérience de l’utilisateur (Contexte) pour proposer un concept de produit (fonctionnalités, forme, esthétique, usage, etc. ), sur la base d’un problème « mal défini » ou « mal structuré ». Le design industriel cherche une solution globale au problème avant de l’affiner pour proposer la solution définitive. L’éco-conception, quant à elle, permet d’identifier des variantes permettant de maîtriser les impacts environnementaux à partir d’idées initiales de produits ou propose des pistes d’amélioration de produits existants. On identifie le problème, décomposé en sous problèmes plus évidents auxquels on recherchera des sous-solutions. L’agrégation des sous-solutions en une unité cohérente permettra d’obtenir la solution finale. Les démarches d’éco-conception inversent la logique du management de projet (choix des objectifs stratégiques puis des outils pour les atteindre). Elles permettent rarement l’intégration et l’apport des autres compétences du projet, notamment stratégiques, ce qui ne facilite pas la prise de décision stratégique et financière. L’éco-conception répond à des enjeux propres à l’entreprise (image, finance, mobilisation en interne, réduction de son impact). Notre hypothèse est que l’approche, les méthodologies et outils de l’éco-conception ne correspondent pas aux modes de faire de l’activité de design. La compétence design est supposée véhiculer les valeurs d’usage et la vision du contexte-produit nécessaire au développement efficient des produits. Aujourd’hui, les designers explorent les actions environnementales, sociales et sociétales. Toutefois, notre seconde hypothèse est que le design ne s’implique pas encore réellement dans la prise en compte des aspects environnementaux et sociétaux, et qu’il ne dispose pas d’outils permettant d’évaluer et de permettre une reconnaissance de ses actions de prise en compte de l’environnement. L’observation et l’analyse de 26 démarches d’éco-conception, menées par des entreprises, montre l’absence de prise en compte de l’utilisateur dans la majorité de ces démarches. Cela nous permet de valider notre première hypothèse. Notre troisième hypothèse est que la présence du design au sein de démarche d’écoconception permettrait d’intégrer les valeurs d’usage, afin d’apporter une plus grande différenciation du produit, et une plus grande homogénéité des actions menées au sein de l’entreprise. Les démarches intégrant l’action du design mettent en œuvre des avancées innovantes qui dépassent la simple mise en conformité pour plus d’anticipation, mais surtout les entrainent vers des démarches prospectives. Une expérimentation « Cradle to Cradle Design© » dans les entreprises ou les designers étaient chefs de projet nous a permis de valider cette troisième hypothèse en montrant la capacité du design à changer le paradigme économique et le business modèle de l’entreprise. On constate la capacité du design à mobiliser tous les acteurs et compétences du projet (sur l’ensemble de la « supply chain », chaine de valeur) vers des problématiques court, moyen et long terme, et sur des sujets innovant tel que le service, l’identité, la toxicité, Le style de vie durable, La valeur de la matière, etc. ). Cela nous amène à définir notre question de recherche : Comment permettre l’implication des designers dans les projets de développement de produits et services écoresponsables, dans l’objectif de réintégrer la valeur d’usage ? Avant de pouvoir intégrer les aspects environnementaux et sociétaux dans sa démarche, le designer industriel doit tout d’abord acquérir les compétences environnementales et sociétale nécessaires à sa présence et son action au sein des démarches de développement de produits responsables. Ainsi, nous proposons une Méthode d’Orientation au Design Responsable (MOD-R) permettant de déterminer les actions du design responsable, de faire appel à des outils spécifiques à sa fonction afin de lui permettre d’apporter une réponse responsable. Notre méthode considère que les actions du design responsable « progressent » : elles s’intéressent tout d’abord au contexte du projet pour finalement aborder le bien ou le service. Elles sont rassemblées autour de trois stratégies que sont le style de vie, la consommation et le bien (ou service). Elle permet, à partir de connaissances et d’objectifs environnementaux, sociaux et sociétaux, la mise en œuvre d’une activité de design responsable. Elle intègre aux outils du design un certain nombre d’actions ou de compléments s’intégrant aux différentes étapes. Le résultat de l’activité de design responsable permet d’accroitre ses propres connaissances en design responsables ou, si le résultat n’est pas en conformité avec la demande, de réévaluer ses objectifs initiaux
Industrial design take account used and user experience (Context) to offer a concept of product (functionalities, form, aesthetic, used, etc. ), based on “ undefined ” or “ wick ” problem. Industrial design looks for a global solution to the problem before finding a definitive solution. Ecodesign allows identifying variants which manage environmental impacts, based on product initial ideas or incremental orientation of existing products. It identifies the problem, decomposed in more assures sub problems which we will look for sub solutions. Aggregation of these sub-solutions into a cohesive unit will provide the final solution. Ecodesign approaches invert the logic of project management (strategic objectives choices and tools to achieve them). They rarely allow the integration and contributions of other skills of the project, including strategic skills, which does not facilitate strategic and financial decision-making. Eco-design responds to company specific issues (image, finance, internal mobilization, reduction of its impact). Our hypothesis is the approach, methodologies and tools for eco-design does not match to industrial design activity. Industrial design skill is supposed to convey use values and product context’s vision to an efficient product development. Nowadays, industrial designers explore environmental and social actions. However, our second hypothesis is that industrial design isn’t really involved in taking account environmental and social aspects. He has no tools to assess and allow for recognition his environmental actions. Observation and analysis of 26 ecodesign companies approaches, show lack of user consideration in most of these approaches. This allows us to validate our first hypothesis. Our third hypothesis is that the presence of industrial design in ecodesign approach would provide to include use values, greater product differentiation, and greater consistency of company actions. The approach integrating Industrial design work implement innovative advances that go beyond mere compliance to more proactive approach. A « Cradle to Cradle Design© » experimentation in companies, where industrial designers was project managers, allowed us to validate the third hypothesis by showing the ability to industrial design in changing the economic paradigm and the business model. There is the ability of Industrial design to mobilize all stakeholders and expertise of the project (on the entire supply chain) towards short, medium and long term problems, on innovative topics such as service, identity, toxicity, Sustainable Lifestyle, material, etc. . ). This leads us to define our research question: How can we allow industrial designers involvement in projects development of environmentally products and services, with the aim to reintegrate use value? To incorporate environmental and societal aspects in this approach, industrial designer must first acquires environmental and social knowledge and know how which is necessary to ensure his presence and action within steps of environmental product development. Thus, we propose a methodology for Responsible Design Guidance (MOD-R) to determine the actions of responsible design, to use specific tools to enable its responsible answer. Our method considers that responsible industrial design actions are « progressing »: These are interested first in the context of the project to finally consider the good or service. They are gathered around three strategies that are lifestyle, consumption and the good (or service). It allows, from knowledge and environmental & social objectives to implement a responsible industrial design activity. It includes to existing industrial design tools a number of additional shares or integrating in its various steps. The result of the responsible design activity can increase their own knowledge in responsible design, or if the result is not in compliance with the request, to reassess its initial objective

Le design industriel prend en compte l'usage et l'expérience de l'utilisateur (Contexte) pour proposer un concept de produit (fonctionnalités, forme, esthétique, usage, etc.), sur la base d'un problème " mal défini " ou " mal structuré ". L'éco‐conception identifie des variantes, pour maîtriser les impacts environnementaux, sur de nouveaux produits ou propose des pistes d'amélioration de produits existants. Les démarches d'éco‐conception répondent à des enjeux propres à l'entreprise (image, finance, mobilisation en interne, réduction de son impact) mais elles permettent rarement l'intégration et l'apport des autres compétences du projet. Notre hypothèse est que l'approche, les méthodologies et outils de l'éco‐conception ne correspondent pas aux modes de faire de l'activité de design. La compétence design est supposée véhiculer les valeurs d'usage et la vision du contexte produit nécessaire au développement efficient des produits. Aujourd'hui, les designers explorent les actions environnementales. Toutefois, le design ne s'implique pas encore réellement dans la prise en compte des aspects environnementaux (seconde hypothèse). Le designer ne dispose pas d'outils permettant d'évaluer et ses actions de prise en compte de l'environnement ne sont pas reconnues. L'observation et l'analyse de démarches d'éco‐conception, menées par 26 entreprises, montre l'absence majoritaire de prise en compte de l'utilisateur. Cela nous permet de valider notre première hypothèse. Notre troisième hypothèse est que la présence du design au sein de démarche d'éco‐conception permettrait d'intégrer les valeurs d'usage. L'intégration des valeurs d'usage apporterait une plus grande différenciation du produit, et une plus grande homogénéité des actions menées au sein de l'entreprise. Des démarches intégrant l'activité de design résultent des avancées innovantes qui dépassent la simple mise en conformité pour plus d'anticipation. Les démarches sont plus prospectives. Une expérimentation " Cradle to Cradle Design© " dans les entreprises, ou les designers étaient chefs de projet, nous a permis de valider cette troisième hypothèse. On constate la capacité du design à changer le paradigme économique et le business modèle de l'entreprise, et à mobiliser tous les acteurs et compétences du projet sur des sujets innovants vers des problématiques court, moyen et long terme. Cela nous conduit à définir notre question de recherche : Comment permettre l'implication des designers dans les projets de développement de produits et services écoresponsables, dans l'objectif de réintégrer la valeur d'usage ? Avant de pouvoir intégrer les aspects environnementaux dans sa démarche, le designer industriel doit acquérir les compétences environnementales nécessaires à sa présence et son action au sein des démarches de développement de produits. Pour cela, nous proposons une méthodologie d'orientation au design Responsable (MOD‐R) permettant de déterminer les actions d'écodesign, de faire appel à des outils spécifiques à sa fonction et lui permettre d'apporter une réponse responsable. Notre méthode considère que les actions d'écodesign " progressent " : elles s'intéressent au contexte du projet pour finalement aborder le bien ou le service. Elles sont rassemblées autour de trois stratégies que sont le style de vie, la consommation et le bien (ou service). À partir de connaissances et d'objectifs environnementaux, elle met en oeuvre une activité d'écodesign. Elle intègre aux différentes étapes de l'activité et aux outils du design des actions ou des compléments. Le résultat de l'activité d'écodesign permet d'accroître ses propres connaissances en environnement ou, si le résultat n'est pas en conformité avec la demande, de réévaluer ses objectifs initiaux. Enfin, deux designers indépendants, missionné par une entreprise de l'agroalimentaire sur un projet d'emballage pour yaourt, ont suivi et permis de valider la méthodologie Mod‐R.

L'ascendance de la culture sur les comportements humains laisse entrevoir son influence dans les activités de conception de produits. Toutefois, ce sujet, reconnu d'importance, reste classé jusqu'à présent dans le domaine du subjectif. Cette recherche a eu pour objectif la compréhension de certains aspects de l'influence de la culture dans le champ d'action du design des produits et services. Pour aborder cette lacune dans les connaissances, cette étude se concentre sur les interactions designerproduitutilisateur dans un environnement mondialisé. Concrètement, il s'agit d'étudier l'influence de la culture dans le cas de produits conçus dans un contexte culturel donné et destinés à des individus appartenant à une société possédant une autre culture. La démarche de recherche est caractérisée par deux axes d'étude bibliographique. Un axe visant à comprendre les principes qui régissent les relations homme/objet, ce qui a permis la mise en relief de trois principes d'appropriation de la matière par l'homme, à savoir d'ordre moteur, cognitif et subjectif. Le deuxième axe visant à utiliser les études interculturelles pour la compréhension de la question culturelle dans le design, ce qui a aboutit à la constitution d'un référentiel de facteurs structurants pour aider à l'évaluation et à la conception de produits. Ce référentiel est évolutif et, à la fin de cette étude, il était composé de sept facteurs : l'ordre, l'appartenance, la régulation, le genre, le temps, l'espace et le contexte. La validation des hypothèses a été faite à partir d'une analyse comparative de huit robots ménagers originaires de cinq pays différents (France, Grande Bretagne, Pays-Bas, Allemagne et Etats-Unis), La conclusion de cette étude présente un système d'analyse visant à contribuer à la maîtrise des mécanismes de transmission de valeurs culturelles pendant la conception et qui peut servir de support pour l'évaluation de produits.

Les techniques de la réalité virtuelle constituent de nouveaux outils pour les métiers de la conception de produits manufacturés et offrent des gains en terme d'innovation, de temps et d'argent. L'enjeu industriel est l'intégration de ces techniques dans le cycle de conception du produit. Ces techniques doivent ainsi s'interfacer avec les différents corps de métiers et pouvoir être en phase avec le rythme des mises à jour des modèles numériques. La problématique technologique posée est relative à la gestion des données géométriques produites par les bureaux d'études en conception assistée par ordinateur. Ces données sont exhaustives, très nombreuses et ne sont pas manipulables dans un dispositif de réalité virtuelle en raison des contraintes de temps de calcul. Une maquette numérique, possédant une quantité d'informations maîtrisée et dédiée à la réalité virtuelle, est alors nécessaire. Ces travaux ont pour objectif d'apporter des méthodes et outils permettant l'utilisation des techniques de l'immersion virtuelle par les métiers du design automobile. Une chaîne de conversion, simplification et optimisation des données en fonction des critères des métiers du design automobile est proposée pour la création d'une maquette numérique dédiée à l'immersion virtuelle. La gestion en temps réel des données de cette maquette numérique est effectuée en fonction de critères de visualisation de la scène dans un contexte d'immersion virtuelle.

Afin de rester compétitives, les entreprises se doivent d’être innovantes et de proposer régulièrement de nouveaux produits, services, process, … Si, pendant longtemps, les innovations se sont concentrées sur la dimension technique, aujourd’hui, elles s’appuient sur trois leviers principaux : les prix, la technologie et les usages. Depuis peu, l’innovation durable, qui consiste à innover en prenant en compte les impacts environnementaux, est également considérée comme un levier d’innovation supplémentaire. Pour répondre à ces nouvelles demandes, notamment autour de l’innovation par l’usage et l’innovation durable, les entreprises ne se demandent plus si elles doivent innover mais plutôt comment le faire. Elles « cherchent à renouveler leurs modalités d’innovation et de création ». De nouvelles méthodes et de nouveaux outils sont déployés en contexte industriel. Une des pratiques proposées est la mise en place de nouveaux lieux, dédiés à l’innovation, inspirés du mouvement maker tels que les FabLabs, les Living labs, les Hackerspaces, les Makerspaces, ... Ces nouveaux espaces, portés par des acteurs divers, renouvellent les modalités d’innovation et de création par la mise en oeuvre de processus collaboratifs et itératifs. Ils ont pour objectifs de remettre les usages au coeur des processus d’innovation, de centrer le processus sur l’utilisateur et ses besoins, de donner un nouveau souffle aux processus d’exploration et d’innovation des entreprises, de revaloriser les compétences pratiques et de s’adapter à un contexte de désindustrialisation. Pour réaliser ces objectifs, ces laboratoires d’innovation s’appuient sur trois grands piliers : un lieu caractérisé par une architecture, une disposition et un décor particuliers qui influencent le comportement des occupants ; une équipe composée d’acteurs variés et hétérogènes comme des chercheurs, des ingénieurs ainsi que des experts en méthodes et outils de créativité et de prototypage et enfin des méthodes visant à faciliter et accompagner la génération d’idées et le travail de groupe, notamment à travers des sessions de co-créativité. Dans le cadre de l’innovation durable, très peu d’outils sont adaptés aux pratiques de ces nouveaux lieux d’innovation. En effet, les laboratoires d’innovation soutiennent la génération d’idées et de premiers concepts alors que les outils d’éco-innovation ou d’éco-conception tel que l’Analyse de Cycle de Vie, reposent sur l’évaluation des impacts environnementaux de produits finalisés. Nous proposons de développer un outil d’éco-créativité qui a pour objectif d’accompagner les participants d’une session de co-créativité pour générer des idées nouvelles, originales, respectueuses de l’environnement et adaptées au contexte dans lequel elles se manifestent. Pour évaluer les effets de l’introduction d’un tel outil pendant des séances de co-créativité, une méthodologie d’analyse exhaustive de ces séances a été développée. Pour réaliser ces travaux, nous avons intégré le Clean Mobility LAB, laboratoire d’innovation d’un grand groupe d’ingénierie et de production d’équipements automobiles international, FORVIA FAURECIA
To remain competitive, companies must be innovative and regularly offer new products, services, processes, etc. If, for a long-time, innovation has focused on the technical dimension, today it relies on three main levers: prices, technology and uses. Recently, sustainable innovation, which consists in innovating while considering the environmental impacts, is also considered as an additional innovation lever. To meet these new demands, particularly around innovation through use and sustainable innovation, companies are no longer wondering if they should innovate but rather how to do so. They “seek to renew their methods of innovation and creation”. New methods and tools are deployed in an industrial context. One of the practices proposed is the establishment of new places, dedicated to innovation, inspired by the maker movement such as FabLabs, Living labs, Hackerspaces, Makerspaces, ... These new spaces, supported by various actors, renew the modalities of innovation and creation through the implementation of collaborative and iterative processes. Their objectives are to put uses back at the heart of innovation processes, to focus the process on the user and his needs, to give a new impetus to the exploration and innovation processes of companies, to upgrade practical skills and adapt to a context of deindustrialization. To achieve these objectives, these innovation laboratories are based on three main pillars: a place characterized by a particular architecture, layout and decor that influence the behavior of participants; a team composed of diverse and heterogeneous actors such as researchers, engineers as well as experts in methods and tools of creativity and prototyping and finally methods to facilitate and support the generation of ideas and group work, notably through co-creativity sessions. In the context of sustainable innovation, very few tools are adapted to the practices of these new places of innovation. Indeed, innovation laboratories support the generation of ideas and first concepts while eco-innovation or eco-design tools such as Life Cycle Assessment, are based on the assessment of the environmental impacts of products. We propose to develop an eco-creativity tool that aims to accompany the participants of a co-creativity session to generate new ideas, original, respectful of environment and adapted to the context in which they manifest. To evaluate the effects of the introduction of such a tool during co-creativity sessions, a comprehensive analysis methodology of these sessions was developed. To carry out this work, we have integrated the Clean Mobility LAB, innovation laboratory of a large international automotive equipment engineering and production group, FORVIA FAURECIA

Cette thèse concerne la prise en compte du développement durable dans la conception des produits soit : la continuité des activités de production industrielle, la préservation de la nature et la quête de la qualité de vie individuelle et collective. Malgré le développement des outils d'écodesign, les problèmes environnementaux subsistent, ce constat établi, les raisons ont été trouvées au niveau des outils qui traitent uniquement des aspects écologiques et ne considèrent pas les interactions des acteurs. La modélisation du cycle de vie du produit a été conduite dans le but d'identifier les effets environnementaux, les complexités interrelationnelles et les paradoxes du système. Les études de cas considérées concernent les phases amont et aval du processus : l'exploitation des bois d'Amazonie et les emballages ménagers et leurs déchets. Ces terrains confirment que la complexité n'est pas prise en compte par la conception. Deux niveaux de complexité ont pu être identifiés : organisationnelle avec la collecte et le tri des déchets d'emballage qui contraint le recyclage des matériaux, informationnelle liée au transfert d'informations relatives aux possibilités offertes par la diversité des bois en Amazonie. Un classeur est proposé au concepteur pour permettre de connaître les qualités des bois et favoriser leurs combinaisons et leurs substitutions. Cette diversification contribue à l'exploitation durable de la forêt, et permet d'étendre l'offre pour le consommateur en fonction de caractéristiques sensorielles des bois ignorés jusqu'à présent. La production industrielle durable peut ainsi s'appuyer sur le renouvellement de la matière première et une adhésion plus franche du consommateur aux gammes plus étendues de produits qui lui sont proposés. Cette première contribution montre qu'il est possible de sortir du paradoxe marqué par une croissance des connaissances scientifiques inefficaces par rapport à la croissance concomitante des dommages environnementaux.

La transition numérique dans l’industrie manufacturière se caractérise par un passif de trois voire quatre décennies. Certains modèles 3D ou maquettes numériques accumulés durant cette période sont des solides morts, c’est-à-dire des modèles 3D dépourvus d’arbre de construction, qui se caractérisent par des géométries absentes, dû aux changements des logiciels ou à des versions de formats 3D qui n’ont pas subi de mise à jour. Des activités de rétro-conception des modèles 3D, visent à obtenir des modèles 3D sémantiquement riches, c’est-à-dire paramétriques et modifiables, constitués d’opérations de constructions, porteur d’attributs et de métadonnées, avec des règles et contraintes géométriques, etc., grâce à l’utilisation des outils d’ingénierie comme CATIA par exemple ou par des approches à base de nuages de points provenant d’une numérisation par exemple. Mais ce n’est toujours pas satisfaisant, car à l’issue de l’opération de rétro-conception, nous retrouvons souvent un solide avec une représentation sémantique faible ou un arbre de construction absent. Ce qui nous amène à proposer dans le cadre de ce travail de thèse, une méthodologie de gestion des informations liées aux modèles 3D afin d’intégrer à ces modèles 3D des informations expertes que nous qualifions de sémantique. Les solides morts manipulés sont généralement au format de bas niveau tels que STL, IGES ou STEP AP203. Ils sont utilisés comme données d’entrée pour notre méthodologie et ils peuvent aussi être associés à des données de définition du produit, telles qu’une mise en plan du produit ou des documents. Le traitement des modèles 3D exige une solution qui soit capable de gérer d’une part, les maquettes numériques et les informations qu’elles pourraient éventuellement intégrer et d’autre part, l’incomplétude de certains modèles 3D qui est liée au format 3D ou à la limite de la technologie utilisée pour obtenir le modèle 3D (ex : limite logiciel, format 3D de représentation géométrique uniquement et qui ne supporte pas une représentation de l’arbre de construction ou bien qui ne peut pas représenter graphiquement des dimensions géométriques et des tolérances, etc.). Enfin, la pertinence des informations intégrées au modèle 3D, de nature non géométrique, lors de la phase de recouvrement sémantique devrait permettre, dans certains cas, de produire des modèles 3D paramétrés, propres à l’activité du domaine d’application. L’état de l’art, portant sur la représentation des informations contenues dans un modèle CAO et sur la gestion de ces informations, permet d’identifier les techniques et approches qui aident à l’enrichissement sémantique des modèles 3D à des niveaux de granularités diverses. Cette thèse propose une méthodologie nommée Vaquero For CAD Semantic Enrichment (VFCSE) et qui se décompose en trois étapes : l’accès, l’identification et l’annotation. Le but de cette méthodologie est d’intégrer aux solides morts des informations manquantes et standardisées, de nature non géométrique, comme par exemple des spécifications de produit, des tolérancements, des dimensions géométriques, etc. Ces informations seront issues des besoins de l’utilisateur intervenant sur le modèle 3D et proviendront d’un standard sémantiquement riche afin d’être utiles à de nombreuses opérations liées au cycle de vie du produit. Cet enrichissement grâce à ce standard sémantiquement riche, permettra une pérennisation des informations et une réutilisation efficace des informations du modèle 3D. Pour cela, un modèle 3D est récupéré dans un PDM (Product Data Management) grâce à une requête utilisateur. Il est visualisé dans une visionneuse 3D supportant le format STL, IGES et STEP AP203. Ensuite, suit une étape d’identification des composants du modèle 3D. Ces composants peuvent être des pièces ou des assemblages. Aux composants identifiés, est affectée une annotation métier liée à l’usage, basée sur le format STEP AP242 qui représente le standard sémantiquement riche
The digital transition in the manufacturing industry is characterised by a three or even four-decade liability. Some CAO models or digital mock-ups accumulated du ring this period are frozen, i.e. 3D models without a construction tree, which are characterised by missing geometries, due to software changes or versions of 3D formats that have not been updated Reverse engineering activities of CAO models, aiming at obtaining semantically rich 3D models, i.e. parametric and modifiable, made up of construction operations, carrying attributes and metadata, with geometric ru les and constraints, etc., thanks to the use of engineering tools such as CATIA for example, or by approaches based on point clouds coming from a scan for example. But, this is still not satisfactory, because at the end of the reverse engineering activities, we often obtain a solid with a weak semantic representation or an absent construction tree. This leads us to propose in the framework of this thesis work, a methodology for managing information linked to CAO models in order to integrate expert information that we call semantic into these CAO models. The frozen CAO models handled are usually in low-level formats such as STL, IGES or STEP AP203. They are used as input data for our methodology and they can be associated with product definition data, such as a product drawing or documents. The processing of CAO models requires a solution that is able to_manage the digital models and the information they couId possibly integrate. And also the incompleteness of some CAO models that is linked to the 3D format or to the limit of the technology used to obtain the CAO model (e.g. software li mit, 3D format for geometric representation only and that does not support a representation of the construction tree or that cannot graphically represent geometric dimensions and tolerances, etc.). Finally, the relevance of integrated information into CAO model, of a non-geometric nature, during the semantic overlay phase should make it possible, in certain cases, to produce parameterised CAO models, specific to the activity of the application domain. The state of the art, concerning the information representation contained in CAO model and the management of this information, makes it possible to identify techniques and approaches that help the semantic enrichment of CAO models at various levels of granularity. This thesis proposes a methodology named Vaquero For CAO Semantic Enrichment (VFCSE), which is made of three step access, identification and annotation. The aim of this methodology is to integrate missing and standardised information of a non-geometric nature, such as product specifications, tolerances, geometric dimensions, etc., into frozen CAO models. This information will be derived from user needs working on the CAO model and will corne from a semantically rich standard in order to be useful for many operations related to the product life cycle. The enrichment, thanks to this semantically rich standard, will allow for a perpetuation of the information and an efficient reuse of CAO model information. ln order to do this, a CAO model is retrieved from a PDM (Product Data Management) thanks to a user request. lt is visualised in a CAO viewer supporting STL, IGES and STEP AP203 formats. Then, follows a step of identifying components of CAO model. These components can be parts or assemblies. The identified components are annotated based on the STEP AP242 format, which represents the semantically rich standard. These annotations are stored in a standardised ontology, which serves as a minimal basis for carrying all the semantics to be integrated into the CAO mode in order to make the CAO model durable and reusable. The scientific contribution of this work is mainly based on the possibility of reverse engineering by using ontologies to annotate 3D models, according to user needs who has the CAO model at his disposal

Ces dernières décennies ont été marquées par l’apparition d’un nouveau contexte en faveur du développement soutenable, dans lequel de nouveaux modes de consommation et de production émergent. Ce nouveau contexte tend à se substituer à l’innovation intensive, les entreprises industrielles à réorienter leur business model vers l’innovation soutenable. Cependant ce changement nécessite des bouleversements stratégiques et organisationnels que certaines entreprises ne parviennent pas à surmonter. Ces situations d’entreprises révèlent un double enjeu : la nécessité de caractériser l’innovation soutenable d’une part et l’intérêt de définir une stratégie d’évolution et de diffusion de l’innovation soutenable au sein des entreprises d’autre part. Afin de caractériser l’innovation soutenable, trois notions sont mobilisées : le business model, la soutenabilité et la fonctionnalité. Les résultats de cette exploration suggèrent l’utilisation du business model comme objet intermédiaire afin de favoriser la co-construction et l’évolution de business models. L’étude de la soutenabilité du business model conduit à la proposition de l’association de l’économie de fonctionnalité - business model serviciel - à l’éco-conception - modèle de conception environnemental - comme déclinaison de l’innovation soutenable. L’analyse de la fonctionnalité révèle une complémentarité de ces deux démarches. Celles-ci permettent de définir de nouvelles offres du point de vue des valeurs d’usage et permettent d’intégrer l’utilisateur dans la définition de l’offre. L’exploration de ces trois notions conduit également à la proposition d’un changement de paradigme en faveur du paradigme soutenable suivi du développement de trajectoires de business models afin de garantir aux entreprises l’atteinte à long terme des plus hauts niveaux de l’innovation soutenable. Ces résultats théoriques servent ensuite au développement d’une méthode d’aide à la décision : Business Model Explorer for Sustainability (BMES). La méthode BMES permet aux entreprises de concevoir de nouveaux business models soutenables et de définir des trajectoires vers ces business models soutenables comme stratégie de diffusion de l’innovation soutenable à long terme. Elle s’appuie sur la notion d’upgradabilité comme déclinaison opérationnelle de l’innovation soutenable. La méthode est développée et testée avec les deux industriels partenaires du projet IDCyclUM : Neopost et Rowenta. Une des principales perspectives de recherche proposée consiste à engager des travaux visant à poursuivre la définition de l’innovation soutenable qui reste un concept ambigu pour lequel il n’existe pas de consensus à l’heure actuelle
Over the past decades, a new context in favor of sustainable development emerged. New models of consumption and production are developed. This shift from intensive innovation to sustainable innovation leads some companies to rethink their business model. However, this business model evolution requires strategic and organizational changes that some companies fail to overcome. These companies’ situations reveal a double challenge : the need to characterize sustainable innovation on the one hand and defining a strategy for disseminating sustainable innovation on the other hand.To characterize sustainable innovation, three notions are mobilized : the business model, sustainability and functionality. The results of this exploration suggest the use of the business modelas an intermediary object to promote the co-construction and the evolution of business models. The study of sustainable led us to associate functional economy - servicial business model - to eco-design- environmental design - as a declination of sustainable innovation. Functionality concept analysis revealed the complementarity of functional economy and eco-design approaches. This allows us to define new offers from the use-values point of view. The exploration of these three notions also leads to propose a paradigm shift in favor of sustainable paradigm. This paradigm shift is followed by the development and characterization of business models trajectories. These trajectories guide companies in achieving the highest levels of sustainable innovation on the long term. These theoretical results were used to develop a method called Business Model Explorer for Sustainability (BMES). The BMES method allows companies to develop sustainable business models and to define trajectories toward these business models. The method is based on the upgradability concept as operational application of sustainable innovation. The method was developed and tested with the two industrial partners of IDCyclUM project : Neopost and Rowenta. One of the main proposed research perspectives is to continue defining sustainable innovation. This concept remains indeed ambiguous and there is still no consensus about its definition at present

Avec l’apparition des différentes normes et règlementations telles que les normes ISO 14001, les préoccupations industrielles y compris ferroviaires sont de plus en plus orientés vers l’éco-conception. La problématique la plus importante dans l’éco-conception des produits ferroviaires est de réduire leurs impacts environnementaux tout en maintenant leurs performances fonctionnelles et en maitrisant le coût. La solution pour surmonter ce problème est de trouver un ensemble de compromis entre les deux objectifs (impacts et coût).L’éco-conception des produits ferroviaires présentent plusieurs difficultés parce que, d’une part, leur analyse de cycle de vie est très lourde. D’autre part, l’intégration de leurs impacts dans la phase de conception est délicate vu leur nombre. Enfin, ces composants ont parfois différents types de modèles à exploiter car ils présentent des compromis entre la précision et le temps de calcul. Pour surmonter ces problèmes nous avons présenté dans cette thèse une méthode qui consiste premièrement, à alléger l’ACV à l’aide d’un logiciel de gestion environnementale et d’en profiter pour construire un modèle malléable pour calculer les différents impacts. Deuxièmement, à agréger ces impacts pour obtenir un seul indice qui sera considéré comme notre critère environnemental. Pour exploiter les outils d’optimisation, le problème d’éco-conception est traduit par un problème d’optimisation. Les algorithmes d’optimisation sont capables de trouver l’ensemble de compromis optimaux entre le critère environnemental et la masse (coût) sous forme d’un graphe appelé front de Pareto. Certains algorithmes ont été adaptés pour mieux servir dans l’éco-conception
With the introduction of different environmental standards like ISO 14001, concerns of manufacturers in railway industry are more and more oriented to the design of green products. One important issue when designing such products is the control of the cost impact and the evaluation of the price which consumers agree to pay for a reduced environmental footprint.Eco-design of railway train presents several challenges for the designer. The first one is the complexity of the life cycle analysis of such components. The second challenge is the necessity of consideration of several environmental impacts in design stage given the number of impacts. Finally, railway components have different models with different granularity which can be used in the process of eco-design. To overcome these problems we propose in this work a method which involves two steps. The first one is to simplify the LCA of the railway train using environmental management software and take the opportunity to build a malleable model to calculate eleven impacts. The second step, is to aggregate these impacts for a single indicator which is considered later as environmental criterion in the eco-design process. In order to investigate optimization tools, the eco-design problem is expressed into an optimization problem. Optimization algorithms are able to solve this problem and to find the optimal set of compromises between environmental criterion and the cost of the railway product. The set of compromises is given as a graph called the Pareto front. In our work the cost is expressed by the mass of the component and some optimization algorithms have been adapted in this work to serve in the process of eco-design