Tesi sul tema "Design industriel – Environnement"

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

Dans le cadre du développement durable, des nouvelles matières sont exploitées, des nouveaux procédés sont élaborés et des nouvelles stratégies sont appliquées. Cependant, il est important de vérifier si l’amélioration recherchée est atteinte ce qui revient à comparer plusieurs alternatives de conception en considérant simultanément tous les impacts. Nos travaux de recherche ont contribué à formuler quelques voies de réponses à ce questionnement. L’analyse de la filière textile nous a en particulier amené à opter pour une approche systémique et multicritère qui prend en compte l’ensemble des étapes du cycle de vie des produits et permet de quantifier simultanément plusieurs impacts à savoir l’Analyse du Cycle de Vie (ACV). L’interprétation des résultats de l’ACV des scénarios possibles pour un même produit textile n’est pas une tâche facile. En effet, en addition au grand nombre de scénarios, le manque de connaissances écologiques notamment concernant l’importance relative à chaque impact environnemental et les incertitudes et imprécisions des données de l’inventaire du cycle de vie ne permet pas d’établir un classement raisonné des scénarios par rapport à leurs profils écologiques. Notre proposition consiste en la définition d’un modèle de décision globale multicritère spécifique à la filière textile à partir d’une méthode existante d’aide multicritère à la décision. Les études de cas ont explicité la complexité liée d’une part à la filière textile et d’autre part à la méthodologie d’ACV. Un paramètre prépondérant dans l’ACV textile a aussi été démontré à savoir la durée de vie qui est directement liée à la qualité. L’application de la proposition méthodologique a conduit à des résultats probants en termes d’impacts environnementaux. En outre, la diversité des scénarios, a montré que l’analyse des résultats de l’ACV textile constitue un contexte décisionnel conflictuel et complexe. En effet, le nombre de scénarios possibles pouvant être très grand et la quantité de données à traiter pouvant être proche de l’infini, la prise en compte par un cerveau humain nécessite l’utilisation d’un outil d’aide multicritère à la décision
In the context of sustainable development, new materials are used, new processes are developed and new strategies are implemented. However, it is important to check whether the desired improvement is achieved. This consists in comparing multiple design alternatives considering all impacts simultaneously. Our research has contributed to formulate some way of answers to these questions. The analysis of the textile industry in particular has led us to adopt a systemic and multicriteria approach which is the Life Cycle Assessment (LCA). This method takes into account all stages of the life cycle of products and quantifies different environmental impacts. However, the interpretation of LCA results of different scenarios for the same textile product is not an easy task. Indeed, in addition to the large number of scenarios, including lack of ecological knowledge about the relative importance of each environmental impact and the uncertainties in the lifecycle inventory data do not let to establish rational classification scenarios in relation to their ecological profiles. Our proposal consists in defining a comprehensive multicriteria decision model specific to the textile field from an existing method of multicriteria analysis. The case studies have explained the complexity related to the textile sector on the one hand and to the LCA methodology on the other hand. An important parameter in the textile LCA has also been shown which is the lifetime of textile products. The application of the proposed methodology has led to significant results in terms of environmental impacts. In addition, the variety of scenarios showed that the analysis of textile LCA results is a conflictual and complex decision-making context. Indeed, the number of possible scenarios can be very large and the amount of data to be processed can be close to infinity for human brain which requires the use of a multicriteria decision support system

Les enjeux environnementaux prennent une place majeure au sein de nos sociétés modernes. L’activité Humaine contribue à la dégradation de l’environnement et les industriels ont le devoir de limiter l’impact des solutions qu’ils proposent et mettent sur le marché. L’éco-conception est une des démarches de la conception pour le développement durable qui permet d’intégrer les aspects environnementaux en amont, lors des phases de développement. La pénétration de ses pratiques au sein d’industriels nécessite une intégration verticale et horizontale. L’intégration horizontale concerne les aspects stratégique, tactique et opérationnels tandis que l’intégration horizontale focalise sur les aspects de changement culturel et de facteurs humain. Cette thèse de doctorat s’intéresse à l’intégration de l’éco-conception au sein d’une entreprise multinationale pharmaceutique. L’objectif du projet s’est attaché à venir formaliser les concepts pour cette intégration dans l’industrie pharmaceutique afin de soutenir la transition des pratiques interne de ce secteur. La variété et complexité des aspects de l’éco-conception, ainsi que les défis à la fois techniques et organisationnelles de l’industrie pharmaceutique doivent être pris en compte afin de fournir une approche de transition cohérente. Les expérimentations de ces travaux ont été menées avec un partenaire, industriel pharmaceutique à l’échelle internationale, en collaboration avec les Arts et Métiers, campus de Paris. Les travaux menés ont permis de poser les bases d’un modèle d’intégration de l’éco-conception au sein de l’industrie pharmaceutique, avec des outils d’accompagnement associés
Environmental issues take a major place in our modern societies. Human activity contributes to the degradation of the environment and manufacturers have the duty to limit the impact of the solutions they offer and put on the market. Eco-design is one of the approaches of Design for Sustainability which makes it possible to integrate environmental aspects, during the development phases. The penetration of its practices within industrials requires vertical and horizontal integration. Horizontal integration concerns the strategic, tactical and operational aspects while horizontal integration focuses on the aspects of cultural change and human factors. This doctoral thesis focuses on the integration of eco-design within a multinational pharmaceutical company. The objective of the project was to formalize the concepts for its integration in the pharmaceutical industry in order to support the transition of internal eco-design practices in this sector. The variety and complexity of eco-design aspects, as well as both the technical and organizational challenges of the pharmaceutical industry must be taken into account in order to provide a coherent transition approach. The experiments for this work were carried out with a partner, an international pharmaceutical industry, in collaboration with the Arts et Métiers, Paris campus. The work carried out has made it possible to lay the foundations of an eco-design integration model within the pharmaceutical industry, with associated support tools

Ces dernières années, les législations dans le domaine du textile et de l’environnement se sont multipliées. Au niveau européen, les directive IPPC , REACH, ont obligé les industriels Européens à prendre en compte les aspects environnementaux de leurs produits et services. En France, suite au Grenelle de l’environnement, de nouvelles obligations apparaissent concernant les déchets textiles ou l’affichage environnemental (Grenelle environnement 2011). Parallèlement, une prise de conscience internationale de la nécessité de concevoir des produits limitant l’utilisation de ressources non renouvelables et diminuant leur impact environnemental, est apparue. L’éco conception implique la mise en oeuvre de nouvelles matières et de nouveaux procédés. L’ACV, analyse du cycle de vie est un outil qui permet l’évaluation des impacts environnementaux. Cette thèse a été lancée par Bureau Veritas CODDE et le laboratoire GEMTEX, suite à l’identification d’un besoin significatif de développement de données et méthodologies ACV pour le secteur du textile. En effet, les méthodologies et les outils existants ne sont pas adaptés à l’évaluation de l’impact environnemental des produits textiles car le secteur présente des caractéristiques spécifiques contraignantes. Ces outils doivent permettre autant aux concepteurs, qu’aux fabricants et distributeurs de réaliser des ACV à des niveaux de granulométrie différents
In recent years, the European textile industry and textiles imports have had to comply with an increasing number of environmental policies. Emissions from industrial installations have been subject to EU-wide legislation for over 10 years: the IPPC Directive, the European Pollutant Release and Transfer Register (E-PRTR)… Since 2007, European textile producers also have to comply with a substantial number of obligations under REACH. Furthermore, in France environmental labelling for certain convenience goods (including textile products) might become mandatory in 2020. In parallel, national awareness appeared on the necessity of designing consumer products with limited use of natural resources and decreased the environmental impacts. Eco-design involves the implementation of new materials and new processes. Life Cycle Assessment, LCA, is a tool that enables the assessment of environmental impacts. This thesis was initiated by Bureau Veritas CODDE Company and the GEMTEX laboratory, following on the identification of a significant need for the development of LCA data and methods in the textile sector. This is because the existing methods and tools are not suitable for the environmental impact assessment of textile products since the textile sector presents specific constraining characteristics. These tools should enable designers, manufacturers and retailers to perform LCA on their products

Dans le cadre du développement durable, des nouvelles matières sont exploitées, des nouveaux procédés sont élaborés et des nouvelles stratégies sont appliquées. Cependant, il est important de vérifier si l’amélioration recherchée est atteinte ce qui revient à comparer plusieurs alternatives de conception en considérant simultanément tous les impacts. Nos travaux de recherche ont contribué à formuler quelques voies de réponses à ce questionnement. L’analyse de la filière textile nous a en particulier amené à opter pour une approche systémique et multicritère qui prend en compte l’ensemble des étapes du cycle de vie des produits et permet de quantifier simultanément plusieurs impacts à savoir l’Analyse du Cycle de Vie (ACV). L’interprétation des résultats de l’ACV des scénarios possibles pour un même produit textile n’est pas une tâche facile. En effet, en addition au grand nombre de scénarios, le manque de connaissances écologiques notamment concernant l’importance relative à chaque impact environnemental et les incertitudes et imprécisions des données de l’inventaire du cycle de vie ne permet pas d’établir un classement raisonné des scénarios par rapport à leurs profils écologiques. Notre proposition consiste en la définition d’un modèle de décision globale multicritère spécifique à la filière textile à partir d’une méthode existante d’aide multicritère à la décision. Les études de cas ont explicité la complexité liée d’une part à la filière textile et d’autre part à la méthodologie d’ACV. Un paramètre prépondérant dans l’ACV textile a aussi été démontré à savoir la durée de vie qui est directement liée à la qualité. L’application de la proposition méthodologique a conduit à des résultats probants en termes d’impacts environnementaux. En outre, la diversité des scénarios, a montré que l’analyse des résultats de l’ACV textile constitue un contexte décisionnel conflictuel et complexe. En effet, le nombre de scénarios possibles pouvant être très grand et la quantité de données à traiter pouvant être proche de l’infini, la prise en compte par un cerveau humain nécessite l’utilisation d’un outil d’aide multicritère à la décision
In the context of sustainable development, new materials are used, new processes are developed and new strategies are implemented. However, it is important to check whether the desired improvement is achieved. This consists in comparing multiple design alternatives considering all impacts simultaneously. Our research has contributed to formulate some way of answers to these questions. The analysis of the textile industry in particular has led us to adopt a systemic and multicriteria approach which is the Life Cycle Assessment (LCA). This method takes into account all stages of the life cycle of products and quantifies different environmental impacts. However, the interpretation of LCA results of different scenarios for the same textile product is not an easy task. Indeed, in addition to the large number of scenarios, including lack of ecological knowledge about the relative importance of each environmental impact and the uncertainties in the lifecycle inventory data do not let to establish rational classification scenarios in relation to their ecological profiles. Our proposal consists in defining a comprehensive multicriteria decision model specific to the textile field from an existing method of multicriteria analysis. The case studies have explained the complexity related to the textile sector on the one hand and to the LCA methodology on the other hand. An important parameter in the textile LCA has also been shown which is the lifetime of textile products. The application of the proposed methodology has led to significant results in terms of environmental impacts. In addition, the variety of scenarios showed that the analysis of textile LCA results is a conflictual and complex decision-making context. Indeed, the number of possible scenarios can be very large and the amount of data to be processed can be close to infinity for human brain which requires the use of a multicriteria decision support system

La crise environnementale et ses enjeux constituent un défi majeur pour le capitalisme du XXIe siècle : comment en effet les entreprises peuvent-elles devenir à la fois " vertes " et compétitives ? Une réponse originale apparait au cours des années 1990 chez les ingénieurs et les designers avec la pratique dénommée " éco-conception ", qui s'est diffusée depuis dans la majorité des grandes entreprises et des PME innovantes. Cette démarche, qui vise à reconcevoir les biens et services pour les rendre plus durables, s'accompagne de multiples innovations comme l'Analyse de cycle de vie (ACV) qui introduit une rupture dans la manière de cartographier les enjeux environnementaux d'un objet en passant du territoire au cycle de vie. Mais quels sont les horizons stratégiques en jeu dans cette rationalisation industrielle ? Y a-t-il différentes manières de pratiquer l'éco-conception ? Et si oui, quelles sont leurs rationalités et leurs effets ? En s'appuyant sur différents modes d'investigation (recherches-interventions, généalogies professionnelles) et dans une logique de " prospective du présent ", cette thèse montre que les démarches d'éco-conception en entreprise sont traversées par deux mythes rationnels (Hatchuel) celui des ingénieurs, à partir des raisonnements de l'ACV, et celui des designers autour de la reconception critique des relations usagers-objets, mythes rationnels qui sont eux-mêmes ordonnés à deux horizons stratégiques. Le premier est celui de l'évaluation sur les marchés : son objectif est d'équiper les " marchés verts " de dispositifs de prescription comme les écolabels, en utilisant l'ACV comme une nouvelle norme de vérité. Dans cet horizon marqué par des approches d'éco-conception réglée et des stratégies de compétition par les normes environnementales (ex. Règlement de l'écolabel), l'ingénieur ACV apparaît comme un acteur dominant. Le second horizon est celui de la transformation de soi, à travers des outils permettant d'optimiser ou de reconcevoir les styles de vie (manuels de consommateurs durables, catalogues critiques et fictions de designers). Ces démarches sont ici thématisées à l'aide des concepts de techniques de soi de Foucault et d'identité narrative de Ricœur. Dans cet horizon où la stratégie joue comme conception de scénographies (Aggeri) on constate que le designer déploie une radicalité critique plus grande à travers des démarches d'éco-conception innovantes permettant de modifier conjointement l'identité des objets, des marchés et des individus. C'est donc en prenant en compte la variété de ces problématisations que l'éco-conception pourra apporter des réponses innovantes aux enjeux du développement durable
The environmental crisis is a major challenge for the twenty-first century capitalism: how companies can indeed become both "green" and competitive? An original response appears during the 1990s among engineers and designers with the practice known as "eco-design", which is now implemented in many large companies and innovative SMEs. This approach, which aims to redesign the goods and services to make them more durable, has brought many innovations such as life cycle analysis (LCA) which introduces a breakthrough in the way of mapping the environmental issues of an object by switching from the territory to the physical life cycle. But what are the strategic horizons involved in this industrial rationalization? Are there different ways to practice eco-design? And if so, what are their rationales and their effects? Based on different methods of investigation (research-interventions, genealogies of professions) and a logic of "prospective of the present time", this thesis shows that eco-design experiences in companies are following two "rational myths" (Hatchuel), the engineers one, from the reasoning of the LCA, and the designers one, based on the critical redesign of user-object relations, rational myths which are themselves connected to two possible strategic horizons. The first is the assessment on the markets: its objective is to instrument "green markets" with prescription devices such as the eco-labels, in which LCA works as a new norm of truth. In this horizon which is marked by rule-based eco-design approaches and competition by environmental standards strategies (e. G. Settlement of the eco-label), the LCA engineer appears to be a dominant player. The second horizon is the transformation of the self through tools to optimize or redesign a lifestyle (manuals for sustainable consumers, critical catalogs and fictions of designers). These approaches are here analyzed with Foucault's concept of technologies of the self and Ricoeur's concept of narrative identity. In this horizon where strategy plays as designing scenographies (Aggeri) we find that the designer is carrying out a more radical criticism through more innovative eco-design approaches that change together the identity of objects, markets and individuals. Thus, it is by taking into account the variety of these problematizations that eco-design will be able to provide innovative solutions to the challenges of sustainable development

Les machines électriques jouent un rôle très important dans la conversion d'énergie dans plusieurs applications et domaines. Les contraintes thermiques jouent ainsi un rôle indispensable dans la conception des machines électriques de plus en plus petites et performantes. En effet, la performance des machines électriques est limitée par les températures maximales admissibles dans certaines zones critiques telles que le bobinage, les aimants permanents et les roulements. Deux approches principales peuvent être utilisées pour étudier le comportement thermique de la machine: la méthode nodale ou le circuit à constantes localisées ou les modèles numériques. Dans notre étude, nous proposons d'appliquer la méthode nodale sur une machine électrique intégrée dans un environnement mécatronique complexe. Le modèle thermique développé de la machine est ainsi présenté avec ses différents éléments. En effet, un modèle précis dépend fortement de plusieurs paramètres thermiques tels que les coefficients d'échange convectif, les conductances de contact, les conductivités équivalentes du bobinage, et autres paramètres. En conséquence, des techniques d'analyse de sensibilité sont ensuite appliquées sur le modèle thermique pour identifier les paramètres d'influence significative sur les températures de la machine ainsi que pour la réduction de ce modèle. Ensuite, nous appliquons deux méthodologies d'identification des paramètres thermiques incertains sont développées et appliquées afin de recaler le modèle thermique de la machine. Cette étape permet la validation de ce modèle par rapport à des mesures thermiques sur une machine synchrone à aimants permanents internes installée sur un banc de caractérisation de machine électriques. Finalement, nous intégrons le modèle recalé dans une approche système mécatronique comportant les lois de commande de la machine ainsi que son convertisseur. Ceci permettra ainsi d'étudier l'influence de la température d'une machine électrique sur le système mécatronique complet
Electric machines play an important role in power conversion in several applications and fields. With the increasing demand for designing lighter and more efficient machines and optimizing the existing structures, thermal analysis becomes a necessary; in fact, the performance of electric machines islimited by the allowable temperatures in many critical components like windings, permanent magnetsand bearings. Two main approaches can be employed in order to study the machine thermal behavior : the lumped parameter thermal network (LPTN) or numerical models. Considering low-computationtime-consuming and the possibility to be integrated in a mechatronics system design, the LPTN method is considered in our study. The latter is mainly applied on electric machine integrated in a complex mechatronics environment. The thermal network is presented along with the definition of the principal elements constituting this network. In fact, an accurate and reliable network strongly depends on many critical parameters like heat transfer coefficients, interface gaps, impregnation goodness, among others. For this reason, different sensitivity analysis techniques are carried out in order to, first, identify the significance of uncertainties in the evaluation of these parameters on machine temperatures and second, to reduce the thermal network. Next, we propose two optimization algorithm-based identification methodologies in order to calibrate results of the thermal network with measured temperatures obtained from a test-bench of a permanent magnet based integrated starter-generator machine. The calibrated model is then integrated in a mechatronics system consisting of an electric model of the electric machine, along with its control strategy and the power converter. This final study allows us to evaluate the impact of the machine temperature rise on the mechatronic system

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

Les musiques sont de plus en plus présentes dans les lieux publics mais demeurent paradoxalement peu étudiées. C'est pourquoi il nous semble important de revenir précisément sur ces pratiques communicationnelles quotidiennes. A l'inverse des analyses duales considérant la musique à partir d'une structure ou à partir du social, nous proposons d'étudier ces musiques dans une perspective interdisciplinaire en évitant d'imposer un cadre à priori à l'objet. Prenant appui sur les concepts de médiation et de configuration, nous retraçons les fragments d'histoires multiples et observons la diversité des mises en scène quotidiennes. Loin des jugements prosélytes ou critiques, cette étude "en action" permet de penser la musique au quotidien et invite à en reposer les enjeux : le détournement ou l'intégration des musiques à des fins fonctionnelles, nos manières de les "pratiquer" et de les écouter, la gestion de l'environnement sonore, la diversité culturelle face à une pratique mondialisée.

Dans le domaine du génie chimique, les ingénieurs tracent des courbes pour analyser les données recueillies. Une fois validée, cette connaissance est exploitée, en combinaison avec d'autres savoirs, sous forme de tâches. Cette thèse présente une architecture capable d'enchaîner n'importe quel type de tâches et de visualiser des courbes, appliquée à un problème d'aide à la conception de procédé de raffinage. L'architecture proposée repose sur une analyse objets des raisonnements, où figurent les notions de relations (inversibles ou non) et de flux du point de vue statique, de problèmes et de tâches du point de vue dynamique. Le module de visualisation exploite toutes les sortes de relations entre les variables et s'appuie sur des méthodes élaborées de tracé, dont deux sont nouvelles : la première s'inspire d'exemples a priori comme dans le raisonnement à base de cas, la seconde utilise les notions de monotonie et de concavité pour déduire des lignes dans un ensemble de points. L'application est exposée dans le détail et conduit à une analyse des problèmes de conception, et nous avons développé notamment une nouvelle classification de ces systèmes.

Le développement de la mobilité électrique est le principal compromis technologique qui peut permettre au secteur automobile de réduire drastiquement ses émissions de gaz à effet de serre et de polluants locaux. Du retrait des véhicules thermiques à l'intégration des véhicules électriques dans le système électrique, cette thèse étudie plusieurs aspects économiques de cette transition énergétique.Le premier chapitre étudie empiriquement les effets des politiques urbaines de restriction de circulation des véhicules les plus polluants, en analysant le comportement de vendeur de voitures sur les marchés locaux de l’occasion.Le deuxième chapitre étudie théoriquement les conditions optimales de l’électrification du parc automobile. Il donne notamment des recommandations quant à la coordination de politiques sectorielles. Le troisième poursuit en détaillant les interactions entre mobilité électrique et énergie photovoltaique. Il développe un cadre d’analyse mettant en évidence les conditions techniques et économiques de ces interactions donnant lieu à une synergie.Le quatrième chapitre discute des effets distributifs de la tarification de l’accès aux réseaux électriques en présence de développement conjoint de la mobilité électrique et sources de production d’électricité décentralisée
The development of electric mobility is the main technological compromise that will allow the automobile sector to drastically reduce its emissions of greenhouse gases and air pollutants. From the ban of thermal vehicles to the integration of electric vehicles in the power sector, this dissertation investigates several economic aspects of this transition.First, it empirically studies the impacts of urban policies that limit the access of most polluting vehicles by analyzing the behavior of car sellers on second-hand markets. Then, it theoretically precises the optimal conditions of the electrification of the automobile fleet how governments may plan support policies for electric vehicles that take into account their interaction with the power system.Third, it investigates the interaction between electric mobility and photovoltaic energy. It develops a systematic framework that enlightens technical and economic conditions of synergy.Fourth, it discusses the distributional effects from tariff design of power network with both distributed energy resources and electric mobility

Les règlementations incitent aujourd’hui concepteurs et fabricants à s,engager dans des démarches d'économie circulaire et d'écoconception pour atténuer l'impact de leurs produits sur l'environnement. Les choix de conception sont à ce jour essentiellement pilotés par l'évaluation de la valorisable du produit. Les lignes directrices associées aux démarches de conception pour X sont utilisées ensuite comme outil d'aide à la décision pour la recherche de solutions. Un lien entre la valorisabilité évaluée dès lors et les lignes directrices d’écoconception doit donc être établi pour que le concepteur puisse mieux interpréter les informations auxquelles il est confronté, et simplifier d’autant son processus de conception. Un inventaire de ces guides couplé à une démarche d’écoconception pour la fin de vie permet alors d’identifier différents leviers d’action. Cependant, il n’existe qu’une faible adéquation entre les indicateurs de valorisabilité et les leviers associés aux lignes directrices. Ce travail vise ainsi à proposer une méthodologie outillée d’aide à la décision en conception, basée sur l’analyse multicritère de la valorisabilité du produit et complétée par un guide outillé s’appuyant sur diverses lignes directrices d’écoconception pour la fin de vie. L’approche proposée est validée par l'étude de l’intégration d’un Fairphone® dans la filière des DEEE
Current regulations encourage designers and manufacturers to engage in circular economy and eco-design approaches in order to mitigate the environmental impact of their products. Today, design choices are mainly driven by product recoverability assessment. Guidelines associated with design for X approaches are then used as a decision-making tool for finding solutions. It is therefore necessary to establish a link between the assessed recoverability and eco-design guidelines so that designers can better interpret the information they are given and simplify their design process accordingly. An inventory of these guidelines combined with an eco-design for an end-of-life approach makes it possible to identify the associated levers for action. However, there is only minimal correlation between recoverability indicators and the levers associated with the guidelines. Therefore, this proposal aims to build an indicator-based decision-making design methodology based on a multi-criteria analysis of the product's recoverability. It is enhanced by a tooled guide based on eco-design for end-of-life guidelines. The proposed approach has been validated through the study of a Fairphone® included in the WEEE recycling chain

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

L'objectif initial de l'ergonomie d'adapter le travail à l'homme a progressivement évolué avec la conception d’une santé construite qui souligne la possibilité pour les travailleurs de faire pleinement usage de leurs compétences. Dans ce cadre, notre principal objectif de recherche était de mieux comprendre les possibilités de développement conjoint des personnes et de l'organisation dans une entreprise automobile de type lean production. Trois axes de recherches ont ainsi été poursuivis. Le premier visait à identifier et analyser le modèle sous-jacent du travail dans la théorie de la lean production. Le deuxième s’est intéressé à la manière dont l'activité de travail est appréhendée dans les approches participatives d’amélioration continue. Enfin, le troisième axe visait à comprendre le rôle de l’ergonomie et de l’ergonome dans la transformation des situations de travail guidée par les objectifs d’optimisation de la lean production. Au cours des chantiers, les opérateurs formulent des possibilités de transformations non prévues qui permettraient une réelle amélioration de la production en agissant sur les déterminants de la qualité de leur travail. L’action de l’ergonome orientée vers une « meilleure » participation des opérateurs par la mise en débat des règles du travail semble alors insuffisante. Une intervention au niveau stratégique de l’entreprise serait indispensable pour prendre en compte les véritables enjeux émanant au cours de ces chantiers d’amélioration continue
The goal of ergonomic of adapting work to Man has gradually broadened in scope, notably with the evolution of the concept of health towards integrating the possibility for workers to make full use of their skills. Following this view, the main goal of our research was to better understand the possibilities of joint development of people and organization within a “lean production” industry. Three perspectives of analysis were fallowed. The first perspective related to the underlying model of work in lean production. The second perspective focused on mobilizing work activity as part of continual improvement approaches. The third perspective focused on the forms and goals of the transformation of work, in order to identify the role of ergonomics and evolutions in the practice of ergonomics in order to act in a context of deployment of a lean production system. Our results suggested that ergonomic action focused on identifying the conditions of improved participation is not enough. One must also provide feedback at the strategic level of management, so as to broaden the goals of projects aiming for continual improvement, by including the goals that had not been previously anticipated, and that had been formulated by operators

Aujourd’hui, il existe très peu de nouveaux produits écoconçus (NPE) mis sur le marché par les PME du Québec et les réussites commerciales sont encore plus rares. Dans ce contexte, il semble pertinent de se pencher sur la manière dont le processus d’écoconception pourrait être à la fois mieux et plus utilisé dans les PME québécoises en étudiant spécifiquement la réception des NPE auprès des détaillants pendant la commercialisation. La question à laquelle se propose de répondre ce mémoire est la suivante : comment un produit conçu selon une approche cycle de vie est-il reçu par le réseau de détaillants d’une PME? Aussi, cette recherche explore le rôle du designer, qui normalement s’achève au début de la commercialisation, que pourrait jouer durant cette phase afin de favoriser la réception positive d’un NPE. Cette recherche s’appuie sur une étude de cas de la première phase de commercialisation d’un meuble de salle de bain écoconçu par une PME manufacturière québécoise en 2010 et 2011. La chercheuse a observé la réception d’un NPE, c’est-à-dire la perception et l’appréciation de celui-ci, par des personnes œuvrant dans une PME de fabrication d’ameublement de salle de bain et par ceux qui agissent dans son réseau de distribution. Nous avons relevé que la compréhension des notions liées à l’écoconception est un enjeu important dans la réception d’un NPE. C'est pourquoi la formation des détaillants et l’éducation des consommateurs deviennent essentielles pour la réception positive d’un NPE. Dans cette perspective, le designer pourrait intervenir durant la commercialisation.
There are still very few new eco-designed products (NEP) commercialized by SMEs and commercial successes are even more rare in Quebec. In this context, this study examines how the eco-design process could be integrated more easily with people working in SMEs in Quebec, specifically studying the retailer’s reception of NEP during the commercialization. Therefore, a major question from this dissertation in learning research is: how a product designed according to the life cycle approach is received by the SMEs’ network of retailers? Also, our research explores how the role of designer, which normally ends at the beginning of the commercialization, could evolve during this phase to help receive a NEP. This case study, examines the first phase of the commercialization of bathroom furniture eco-designed by a Quebec manufacturing SME in 2010 and 2011. The researcher observed the reception of a NEP, which in summary translates in the perception and appreciation of NEP. These observations were lead with people working in an SME manufacturing bathroom furniture and with people working in his network of retailers. It was observed that the understanding of the notion of eco-design is an important issue in the reception of a NEP. For this reason, the training of the retailers and the education of the consumers are an essential part for the positive reception of a NEP. Also, because of his/her knowledge of eco-design, the designer could become a major contributor during the phase of commercialization.