Дисертації з теми "Conception – Design"

La problématique de cette thèse porte sur la définition d’outils et de méthodes interactives pour le design sonore, permettant d'intégrer l’expérience utilisateur dans le processus de conception. Nous proposons un paradigme expérimental d'étude de laperception sonore, basé l'optimisation interactive de sons. En particulier, nous utilisons des Algorithmes Génétiques Interactifs (IGAs) pour résoudre deux problèmes de design sonore: le design de sons d'alerte de véhicules électriques ou hybrides facilement détectables et peu désagréables, ainsi que le design de sons d'intérieur peu intrusifs pour le véhicule autonome. Au travers de ces exemples, nous montrons l'intérêt de l'utilisation des IGAs pour le paradigme proposé. Nous proposons également une méthoded'analyse et de généralisation des résultats obtenus individuellement lors d'une expérience d'optimisation interactive. Nous montrons expérimentalement que cette méthode permet de produire des recommandations de design sonore pertinentes pour répondre au problème d'optimisation. Enfin, nous proposons une méthode de réduction informée d'un espace de conception, préalable à une expérience d'optimisation interactive. Nous montrons expérimentalement que réduire l'espace de conception avec cette méthode permet d'améliorer la qualité des sons trouvés au cours du processus d'optimisation
This thesis deals with the definitionof interactive tools and methods for sound design, that involve user experience in the design process. We propose an experimental paradigm for studying sound perception, based on the interactive optimization of sounds. Inparticular, we use Interactive Genetic Algorithms (IGAs) to solve two optimization problems: the design of the exterior sound of an electric or hybrid vehicle, that is easily detectable while not being too unpleasant, as well as the design of sounds for the interior of an autonomous vehicle. Through these examples, we show that IGAs are promising methods to be used in the proposed paradigm. We also propose a method for analyzing and generalizing the individual results obtained during an interactive optimization experiment. Through experiments, we show that the proposed method allows for making sound design recommandations that are relevant for the optimization problem. Finally, we propose an informed method for reducing the design space prior to an interactive optimization experiment. We show, through experiments, that reducing the design space with the proposed method improves the quality of thesounds found during the optimization process

En conception distribuée, dans la phase du dimensionnement du produit, des incohérences peuvent émerger entre les objectifs de conception et entre les procédures de travail des sous-systèmes hétérogènes. Dans cette phase, les acteurs de conception doivent collaborer d’une manière concourante, car leurs tâches sont reliées les unes aux autres par les couplages de dimensionnement entre leurs sous-problèmes. Les incohérences peuvent provoquer des conflits de conception en raison de ces couplages. La question est de savoir comment obtenir une convergence collaborative pour satisfaire les objectifs globaux et individuels des acteurs de conception lorsque ces acteurs prennent des décisions de conception sous incertitude. L'objectif de cette thèse est de proposer un modèle pour empêcher et résoudre les conflits de conception, tout en surmontant le problème de l'incertitude de la conception avec l'approche de « conception basée sur les ensembles » (SBD). Pour cela, les attitudes de conception sont modélisées avec le paradigme « Croyances-Désirs-Intentions » afin d'explorer les incohérences et gérer les conflits dans les processus de conception. L'approche ascendante conventionnelle est ainsi étendue grâce à des techniques de modélisation multi-agents. Dans cette approche, les agents de conception peuvent fixer des exigences directement sur leurs indicateurs de « bien-être ». Ces indicateurs représentent la manière dont leurs objectifs de conception sont susceptibles d'être satisfaits à un moment donné du processus. Des simulations de Monte Carlo sont effectuées pour évaluer la performance de cette approche, offrant une variété d'attitudes de l'agent. Par rapport aux approches classiques de conception ascendante et descendante, les résultats révèlent moins de conflits de conception et une intensité des conflits réduite. Les techniques de « problème de satisfaction de contraintes » (CSP) et les attitudes de conception sont appliquées pour détecter et justifier des conflits de conception entre les agents hétérogènes. Une nouvelle forme du modèle « Cooperative CSP » (CoCSP) est ainsi mise au point afin de résoudre les conflits de conception en détectant le compromis entre les contraintes. Le système de résolution des conflits peut être adopté grâce à différentes stratégies proposées qui prennent en compte l'architecture de solidarité des agents. Les résultats des simulations montrent que l'intensité des conflits en conception distribuée est réduite par la promotion de la solidarité qui déclenche une aide aux agents en souffrance
In the product dimensioning phase of a distributed design, inconsistencies can emerge among design objectives as well as among working procedures of heterogeneous subsystems. In this phase, design actors which compose subsystems must collaborate concurrently, since their works are linked to each other through dimensioning couplings among their sub-problems. Inconsistencies through these couplings yield thus to design conflicts. The issue is how to obtain a collaborative convergence to satisfy the global and individual objectives of design actors when making design decisions under uncertainty. The objective of this dissertation is to propose a model for preventing and resolving design conflicts in order to obtain a collaborative convergence, while overcoming the design uncertainty through Set-based Design (SBD). Design attitudes are modeled with Belief-Desire-Intention paradigm to explore inconsistencies and manage conflicts in design processes. The conventional bottom-up approach is thus extended through agent-based attitude modeling techniques. In this approach, design agents can set requirements directly on their wellbeing values that represent how their design targets are likely to be met at a given moment of the design process. Monte Carlo simulations are performed to evaluate the performance of this approach, providing a variety of agent attitudes. Compared to conventional bottom-up and top-down design approaches, the results reveal a fewer number of design conflicts and a reduced aggregated conflict intensity. Constraint satisfaction problem (CSP) techniques and design attitudes are both applied to detect and justify design conflicts of heterogeneous design agents. A novel cooperative CSP (CoCSP) is developed in order to resolve design conflicts through compromising constraint restriction. The conflict resolution system can be adopted for different proposed strategies which take into account the solidarity architecture of design agents. The simulation results show that while promoting solidarity in distributed design by helping agents that suffer, the conflict intensity is reduced, and better design results are obtained

La capitalisation de la conception devient un enjeu pour le travail collaboratif dès lors que celui-ci comporte des épisodes individuels. Elle passe par la conservation des traces des raisonnements et intentions de conception. A cet effet, le concepteur individuel a besoin d’être assisté par un système que nous avons appelé système d’intentions de conception. L’idéal d’un tel système a été subdivisé en modules et décrit. Nous nous sommes intéressés particulièrement aux systèmes CAO, que nous voulions comparer à ce système idéal. Pour y arriver, nous avons entrepris d’analyser une séquence de conception à l’aide d’outils CAO. Nous avons adopté la méthode du protocol analysis dans laquelle le concepteur verbalise ses pensées au cours, ou après son travail (Concurrent Think Aloud ou CTA, Retrospective Think Aloud ou RTA). Quatre expériences de conception ont été ainsi réalisées avec la participation de quatre concepteurs différents. L’analyse du CTA nous a permis de mieux comprendre la conception à l’aide d’outil CAO et de proposer un modèle d’activités. Ce modèle comporte six éléments : observation, formalisation des intentions de conception, raisonnement de conception, formalisation des intentions de représentation, raisonnement pour la représentation et action. Les liens entre les éléments sont présents dans le modèle. Une comparaison entre le CTA et le RTA a été ensuite effectuée. Cette comparaison a permis de détecter quelques insuffisances de l’outil CAO, utilisé pour la représentation des intentions de conception. Pour contribuer à pallier à ces insuffisances, nous avons proposé un cadre, qui permet d’attacher les intentions de conception au modèle CAO du produit
The design capitalization becomes a important element for collaborative work since this one comprises individual episodes. It passes by the conservation of the design reasoning and intentions traces. To this end, the individual designer needs to be assisted by a system which we called design intent system. The ideal of such a system was subdivided in modules and described. We were interested particularly to the CAD systems, which we want to compare with this ideal system. To arrive there, we undertook to analyze a design sequence using CAD tools. We adopted the protocol analysis method, where the designer verbalizes his thoughts in the course, or after his work (Concurrent Think Aloud or CTA, Retrospective Think Aloud or RTA). Four design experiments were thus carried out with the participation of four different designers. The CTA analysis enabled us to better understand the design using CAD tools and to propose a activities model. This model have six elements: observation, design intents formalization, design reasoning, representation intents formalization, reasoning for the representation and action. The links between the elements are represented in the model. A comparison between the CTA and the RTA was then carried out. This comparison allowed to detect some insufficiencies of CAD tool, used for the design intents representation. To contribute to mitigate these insufficiencies, we proposed a framework, which allowed to attach the design intents to the product CAD model

Theater
M.F.A.
This thesis is a study and description of the process of designing the scenic elements of Saying Grace by Robert Smythe, an adaptation and translation of the play Divinas Palabras by Ramón María del Valle-Inclán written for Temple University Theater. The body outlines the process the author took in researching and developing the concept for the play, finalizing the design with the director of the piece, and completing the actual drafting and artwork necessary to realize said design. It also details the actual construction of the scenery, properties, and puppet elements, discusses the final product and offers self-evaluation. Plates of the drawing and drafting, and photographs of the scale model and final production accompany this work.
Temple University--Theses

La these se propose de contribuer a une analyse economique du processus de conception. Elle elabore, pour ce faire, un modele de comprehension du processus de conception, modele fonde a partir de trois vues complementaire de la conception : une vue decisionnelle, une vue productive et une vue organisationnelle. Sur la base de ce modele de comprehension le processus de conception est evalue. In fine, ce travail montre que la conception est + au coeur du processus d'innovation ;. Le corollaire theorique de ce resultat est que toute amelioration dans notre comprehension de la conception se traduira par une comprehension plus fine du processus d'innovation. Son corollaire pratique est qu'une rationalisation du processus de conception se traduira par une plus grande maitrise du processus d'innovation
This thesis aims at contributing to an economic analysis of the design process. Therethore a design process model of understanding is realized. This model is based on three points of view of the design process : a decision point of view, a productive point of view and an organizationnal point of view. This understanding model allows us to evaluate the design process. In fine, this work shows that the design process is + on the heart of the innovation process ;. The theoretical corollary is that all improvement in understanding of the design process would increase our comprehension of the innovation process. Its practical corollary is that design process rationalization enhances the innovation process itself

La connaissance du fonctionnement du système sensoriel humain par le concepteur, peut contribuer à la création de concepts et d'alternatives initiales de solution de conception dans les phases initiales des projets. Il peut effectivement donner un regard particulier sur les capacités sensorielles, cognitives et motrices des utilisateurs. Cependant, la mise à disposition de ces informations de manière systématique est encore une pratique naissante en architecture, design industriel et ingénierie de produit. Dans ce contexte, cette thèse a pour objectif de développer un outil d'accompagnement des équipes multidisciplinaires dans la création de concepts et d'alternatives de solutions, centrées sur l'utilisateur, dans le cadre de l'Architecture, du Design Industriel et de l'Ingénierie de Produit en considérant trois bases conceptuelles: le Système Sensoriel, l’Utilisabilité et la Conception Universelle. La méthode de la recherche s’est déroulée en quatre étapes: (1) l’étude de la littérature focalisée sur les trois bases conceptuelles et sur des méthodes de développement de projet, (2) le développement de l'outil, basée sur une approche centrée sur l’utilisateur en mobilisant des étudiants et professeurs de programmes de 2ème et 3ème cycles universitaires en France et au Brésil et des industriels, (3) l’évaluation de l’outil par un panel d’experts brésiliens de disciplines différentes et ayant des expériences en développement de projet et enfin (4) l’analyse des résultats qui souligne que l'outil remplit de manière satisfaisante sa fonction. A travers une utilisation simple et intuitive sur une plateforme numérique, il contribue au travail collaboratif en fournissant des informations plus large et complète permettant la création de concepts et d'alternatives initiales de solutions de conception
The knowledge of the functioning of the human sensory system by the designer, can contribute to the creation of concepts and initial alternatives of design solution in the initial phases of the projects. It can effectively give specific information on the sensory, cognitive and motor capacities of users. However, making this information systematically available is still an emerging practice in architecture, industrial design and engineering. In this context, this Ph.D. thesis aims to develop a support tool for multidisciplinary teams in the creation of concepts and alternative solutions, user centered, within the framework of Architecture, Industrial Design and Product Engineering, considering three conceptual bases: Sensory System, Usability and Universal Design. The research method took place in four stages: (1) the study of the literature focused on the three conceptual bases and on project development methods, (2) the development of the tool, based on a user-centered approach by mobilizing students and professors from Master and Doctorate programs in France and Brazil and professionals from industry, (3) the evaluation of the tool by a panel of Brazilian experts from different disciplines and having experience in project development and finally (4) analyzing the results which validate the functions of the tool. Through simple and intuitive use on a digital platform, it contributes to collaborative work by providing more complete information allowing the creation of concepts and initial alternatives of design solutions

En raison de la compétitivité dans le marché des produits chimiques et la demande croissante pour les produits de qualité, l'industrie et l'académie sont à la recherche de nouvelles méthodes pour la conception des produits chimiques. Par conséquent, cette étude propose une approche méthodologique pour faciliter la prise de décisions dans la conception de produits de type émulsion. Les caractéristiques de la méthodologie proposée sont les suivantes: elle propose des méthodes pour l’analyse des besoins de consommateurs, la génération d'idées pour la conception du produit et la sélection du meilleur produit, en prenant en compte la nature multi-variée du problème de conception avec l'intégration de la notion de durabilité dans le processus de conception. La méthodologie comporte trois étapes de conception: Étape de besoins, étape de génération d'idées et étape de sélection d'idées. Dans la première étape, les besoins sont analysés et classifiés en fonction de leur impact sur la satisfaction du client. Ensuite, ils sont traduits aux spécifications du produit avec l’aide des experts et des clients. Les informations de saisie correspondent aux besoins des clients et celles de sortie correspondent aux spécifications du produit, c'est-à-dire des caractéristiques du produit qui peuvent être évaluées. Également, deux méthodes sont utilisées: le modèle de kano et la méthode QFD (Déploiement des Fonctions Qualités). Dans la seconde étape, les produits répondant aux spécifications sont conçus en suivant une démarche en trois phases: 1) le problème de conception est divisé selon un groupe défini de sous-problèmes généraux. 2) Chaque sous-problème est connecté à un groupe de stratégies de solution selon une première matrice de décision prédéfinie. 3) Les stratégies de solution sont connectées avec des ingrédients et des conditions opératoires selon une deuxième matrice de décision. Cette démarche est faite en utilisant deux matrices de décision développées dans cette recherche sur la base de la connaissance de science d'émulsion, ainsi que sur des connaissances des experts. Dans la troisième étape, les alternatives de produit sont évaluées selon le cahier de spécifications définis dans la première étape et les indicateurs de durabilité appropriés. Ces indicateurs sont utilisés pour évaluer et classer les alternatives de produit selon un indice de développement durable global. Pour développer cette étape un ensemble d'indicateurs évaluant la dimension économique, environnementale et sociale de produits est choisi et ils sont intégrés par la mise en oeuvre d’une méthode d'analyse de multi-critère. Finalement, afin d’illustrer la méthodologie, une étude de cas est développée: la conception d'une crème hydratante
Emulsion based chemical products, which belong to the category of micro-structured chemical products, have a broad range of commercial applications. Despite their importance, there is not a general methodology for their design. With the aim to contribute to the progress on this matter, this research presents a product design methodology focused on emulsion design with the following characteristics: it proposes methods for customer needs analysis, product ideas generation and selection of the best product alternative. It considers the multivariate nature of emulsion design by taking into account the multiple effects of design variables into product properties. It integrates sustainability concepts into the product design process. The methodology comprises three design stages: needs stage, ideas generation stage and ideas selection stage. In the needs stage, customer needs are first analyzed and classified according to their effect on customer satisfaction and second translated into product specifications with the aid of experts and customers. The input is customer needs, i.e., statements expressing customers’ desires about the product, and the output corresponds to product specifications, i.e., product characteristics that can be measured. To perform this stage two methods are used: Kano model and Quality Functional Deployment. In ideas generation stage, product concepts accomplishing product specifications are generated in three sub-steps: First, problem specifications are classified into a predefined group of design sub-problems. Second, each sub-problem is connected with one or more pre-defined solution strategies through a prefilled relational matrix. Third, compatible solution strategies are selected and connected to ingredients and processing conditions through a second relational matrix. As result, a set of product concepts is generated. Thisprocedure is developed by the implementation of two relational matrices proposed in this research based on emulsion science and expert knowledge. The first connects sub-problems with solution strategies and the second connects solution strategies with ingredients and processing conditions. In the selection stage, generated product concepts are evaluated according to product specifications. In addition, appropriated sustainability indicators are included to assess and rank product alternatives according to a global sustainability index. To perform this stage, a set of indicators are selected and integrated by the implementation of multi-criteria analysis methods. The application of the methodology is exposed with a case study: the design of a moisturizing cream

En raison de la compétitivité dans le marché des produits chimiques et la demande croissante pour les produits de qualité, l'industrie et l'académie sont à la recherche de nouvelles méthodes pour la conception des produits chimiques. Par conséquent, cette étude propose une approche méthodologique pour faciliter la prise de décisions dans la conception de produits de type émulsion. Les caractéristiques de la méthodologie proposée sont les suivantes: elle propose des méthodes pour l’analyse des besoins de consommateurs, la génération d'idées pour la conception du produit et la sélection du meilleur produit, en prenant en compte la nature multi-variée du problème de conception avec l'intégration de la notion de durabilité dans le processus de conception. La méthodologie comporte trois étapes de conception: Étape de besoins, étape de génération d'idées et étape de sélection d'idées. Dans la première étape, les besoins sont analysés et classifiés en fonction de leur impact sur la satisfaction du client. Ensuite, ils sont traduits aux spécifications du produit avec l’aide des experts et des clients. Les informations de saisie correspondent aux besoins des clients et celles de sortie correspondent aux spécifications du produit, c'est-à-dire des caractéristiques du produit qui peuvent être évaluées. Également, deux méthodes sont utilisées: le modèle de kano et la méthode QFD (Déploiement des Fonctions Qualités). Dans la seconde étape, les produits répondant aux spécifications sont conçus en suivant une démarche en trois phases: 1) le problème de conception est divisé selon un groupe défini de sous-problèmes généraux. 2) Chaque sous-problème est connecté à un groupe de stratégies de solution selon une première matrice de décision prédéfinie. 3) Les stratégies de solution sont connectées avec des ingrédients et des conditions opératoires selon une deuxième matrice de décision. Cette démarche est faite en utilisant deux matrices de décision développées dans cette recherche sur la base de la connaissance de science d'émulsion, ainsi que sur des connaissances des experts. Dans la troisième étape, les alternatives de produit sont évaluées selon le cahier de spécifications définis dans la première étape et les indicateurs de durabilité appropriés. Ces indicateurs sont utilisés pour évaluer et classer les alternatives de produit selon un indice de développement durable global. Pour développer cette étape un ensemble d'indicateurs évaluant la dimension économique, environnementale et sociale de produits est choisi et ils sont intégrés par la mise en oeuvre d’une méthode d'analyse de multi-critère. Finalement, afin d’illustrer la méthodologie, une étude de cas est développée: la conception d'une crème hydratante
Emulsion based chemical products, which belong to the category of micro-structured chemical products, have a broad range of commercial applications. Despite their importance, there is not a general methodology for their design. With the aim to contribute to the progress on this matter, this research presents a product design methodology focused on emulsion design with the following characteristics: it proposes methods for customer needs analysis, product ideas generation and selection of the best product alternative. It considers the multivariate nature of emulsion design by taking into account the multiple effects of design variables into product properties. It integrates sustainability concepts into the product design process. The methodology comprises three design stages: needs stage, ideas generation stage and ideas selection stage. In the needs stage, customer needs are first analyzed and classified according to their effect on customer satisfaction and second translated into product specifications with the aid of experts and customers. The input is customer needs, i.e., statements expressing customers’ desires about the product, and the output corresponds to product specifications, i.e., product characteristics that can be measured. To perform this stage two methods are used: Kano model and Quality Functional Deployment. In ideas generation stage, product concepts accomplishing product specifications are generated in three sub-steps: First, problem specifications are classified into a predefined group of design sub-problems. Second, each sub-problem is connected with one or more pre-defined solution strategies through a prefilled relational matrix. Third, compatible solution strategies are selected and connected to ingredients and processing conditions through a second relational matrix. As result, a set of product concepts is generated. Thisprocedure is developed by the implementation of two relational matrices proposed in this research based on emulsion science and expert knowledge. The first connects sub-problems with solution strategies and the second connects solution strategies with ingredients and processing conditions. In the selection stage, generated product concepts are evaluated according to product specifications. In addition, appropriated sustainability indicators are included to assess and rank product alternatives according to a global sustainability index. To perform this stage, a set of indicators are selected and integrated by the implementation of multi-criteria analysis methods. The application of the methodology is exposed with a case study: the design of a moisturizing cream

La situation industrielle actuelle, hautement concurrentielle, impose aux entreprises d'innover afin de pérenniser leur activité. Cette innovation peut se faire par le développement de produits intégrant de nouvelles disciplines, telles que l'ergonomie ou le design industriel, dans le cadre d'une conception multidisciplinaire.Cependant, les métiers associés à ces nouvelles disciplines sont régulièrement confrontés à des coopérations complexes avec d'autres faisant partie des métiers de la conception mécanique. Dans ce contexte, la problématique de recherche traitée concerne la définition et le développement d'une approche méthodologique multidisciplinaire du processus de conception de produits. Sont étudiées en particulier les articulations entre les métiers que sont l'ergonomie, le design industriel et la conception mécanique.Une méthodologie globale de conception multidisciplinaire, intégrant les spécificités de chacun des métiers ainsi que leurs interactions, est proposée. Elle est mise à l'épreuve dans le cadre d'expérimentations conduites sur des projets de conception de mobilier urbain. Une étude plus poussée des formalisations utilisées par chaque métier, ainsi que des interactions observées durant les projets, ont mis en évidence des problèmes liés aux phases de convergence.Sur ce constat, de nouveaux outils d'aide à la convergence basés en particulier sur les technologies de Réalité Virtuelle (RV) sont proposés pour une meilleure gestion de ces phases qui mettent en jeu des métiers différents. Deux expérimentations, conduites sur un projet de conception d'un véhicule urbain, et sur un poste de travail, ont permis de mettre en situation concrète les outils développés et de démontrer leur pertinence en phase de convergence multidisciplinaire. Cependant, les résultats ont aussi montré la nécessité de structurer les phases de convergences dans le cadre d'une méthodologie spécifique.Une formalisation de méthodologie de convergence multidisciplinaire est finalement proposée. Elle se traduit par une procédure générique de convergence, adaptée aux disciplines d'ergonomie, design industriel et conception mécanique. Elle permet de travailler selon les différentes phases du processus, les différents métiers concernés et les différents contextes de conception. Nous introduisons enfin une cartographie des outils d'aide à la convergence, classée selon une typologie adaptée. Ainsi, notre contribution permet aux équipes de conception de disposer de nouvelles solutions appropriées dans le but de favoriser les phases de convergences multidisciplinaires.

Au stade de projet amont, les ingénieurs utilisent souvent des modèles de basse fidélité possédant de larges erreurs. Les approches déterministes prennent implicitement en compte les erreurs par un choix conservatif des paramètres aléatoires et par l'ajout de facteurs de sécurité dans les contraintes de conception. Une fois qu'une solution est proposée, elle est analysée par un modèle haute fidélité (test futur): une re-conception peut s'avérer nécessaire pour restaurer la fiabilité ou améliorer la performance, et le modèle basse fidélité est calibré pour prendre en compte les résultats de l'analyse haute-fidélité. Mais une re-conception possède un coût financier et temporel. Dans ce travail, les effets possibles des tests futurs et des re-conceptions sont intégrés à une procédure de conception avec un modèle basse fidélité. Après les Chapitres 1 et 2 qui donnent le contexte de ce travail et l'état de l'art, le Chapitre 3 analyse le dilemme d'une conception initiale conservatrice en terme de fiabilité ou ambitieuse en termes de performances (avec les re-conceptions associées pour améliorer la performance ou la fiabilité). Le Chapitre 4 propose une méthode de simulation des tests futurs et de re-conception avec des erreurs épistémiques corrélées spatialement. Le Chapitre 5 décrit une application à une fusée sonde avec des erreurs à la fois aléatoires et de modèles. Le Chapitre 6 conclut le travail
At the initial design stage, engineers often rely on low-fidelity models that have high uncertainty. In a deterministic safety-margin-based design approach, uncertainty is implicitly compensated for by using fixed conservative values in place of aleatory variables and ensuring the design satisfies a safety-margin with respect to design constraints. After an initial design is selected, high-fidelity modeling is performed to reduce epistemic uncertainty and ensure the design achieves the targeted levels of safety. High-fidelity modeling is used to calibrate low-fidelity models and prescribe redesign when tests are not passed. After calibration, reduced epistemic model uncertainty can be leveraged through redesign to restore safety or improve design performance; however, redesign may be associated with substantial costs or delays. In this work, the possible effects of a future test and redesign are considered while the initial design is optimized using only a low-fidelity model. The context of the work and a literature review make Chapters 1 and 2 of this manuscript. Chapter 3 analyzes the dilemma of whether to start with a more conservative initial design and possibly redesign for performance or to start with a less conservative initial design and risk redesigning to restore safety. Chapter 4 develops a generalized method for simulating a future test and possible redesign that accounts for spatial correlations in the epistemic model error. Chapter 5 discusses the application of the method to the design of a sounding rocket under mixed epistemic model uncertainty and aleatory parameter uncertainty. Chapter 6 concludes the work

Cette recherche porte sur les dispositifs de discussion sur le travail. Dans un contexte de développement de ces dispositifs au sein des entreprises et dans la littérature, l’objectif de cette thèse est d’approfondir la réflexion quant à leurs conditions d’utilisation et de pérennité, quant aux méthodologies d’intervention pour les concevoir et quant à leurs implications en termes de management, de participation et de prise de décision.La thèse s’inscrit dans le courant de l’ergonomie constructive qu’elle fait dialoguer avec les sciences de gestion. L’ergonomie constructive vise le développement d’organisations « capacitantes », c’est-à-dire d’organisations capables de se développer par un débat sur le travail, afin de créer les conditions du développement des individus et des collectifs. En sciences de gestion, la proposition d’un modèle d’entreprise « délibérée » prône l’ouverture d’espaces de discussion sur le travail à tous les niveaux hiérarchiques, afin d’organiser la subsidiarité (i.e. la prise de décision au plus bas niveau hiérarchique pertinent). La thèse défend alors l’idée qu’intervenir pour développer une discussion sur le travail pérenne dans les organisations nécessite d’appréhender les dispositifs de discussion dans une logique de l’activité, selon une dynamique remontante, tout en favorisant le soutien institutionnel de la discussion, dans une dynamique plus descendante.Pour ce faire, quatre situations d’usage d’espaces de discussion sur le travail ont été étudiées, dans deux organismes de protection sociale, dans une institution bancaire et à La Poste. Les dispositifs de discussion qui y ont été mis en place ont été considérés comme des artefacts, conçus pour l’usage par des concepteurs et pouvant être adaptés dans l’usage par ses utilisateurs. Leur évolution a alors été retracée à deux échelles temporelles : d’une entreprise à l’autre et au sein de deux entreprises, afin d’identifier les différentes formes qui leur ont été données et qu’ils ont prises dans l’usage.Les résultats mettent en lumière des appropriations variées selon les contextes, soulignant la nécessaire adaptabilité des modalités de la discussion aux spécificités locales. Les dispositifs de discussion étudiés ont favorisé la régulation de situations de travail et ont interpelé des cultures managériales traditionnellement descendantes, initiant une évolution vers un management plus participatif et subsidiaire. Pour favoriser leur pérennité, il apparaît nécessaire à la fois d’aménager « l’espace de la discussion », notamment en organisant la subsidiarité, et de partir de l’activité des acteurs concernés, dans une approche coconstruite et volontariste
This research deals with “Work Discussion Spaces”. Work Discussion Spaces (WDSs) are currently developed, both in practice and in theory. This thesis further reflects upon the design of these spaces, the methodology of their implementation, their conditions of use and their sustainability over time. It also examines their implications for management, participation and decision-making.The thesis builds upon the constructive ergonomics approach, aiming to open it to the management approach. The aspiration of constructive ergonomics is to develop “enabling organizations”, that is to say organizations which are able to develop themselves by creating a space for work discussions, thus permitting the growth of both the individual and the collectives. Management science develops the idea of a governance model “open to discussion” at every level of the hierarchy, thus permitting subsidiarity (i.e. decision-making at the lowest relevant level of the hierarchy). This thesis then defends the idea that enabling a sustainable debate in the workplace requires to apprehend Work Discussion Spaces in the light of activity issues, following bottom-up dynamics, while promoting institutional support for the discussion, with a more top-down logic.To that end, four situations of use of Work Discussion Spaces were studied in two social protection organizations, in a bank institute and at “La Poste”. The Work Discussion Spaces that were implemented were considered as “artifacts”, designed for use by designers and adapted in use by its users. In order to identify the various forms given to and taken by them, their evolution was studied following two different temporal scales: from one company to the other, and within two companies.Results show that, according to situations, Work Discussion Spaces were accommodated in different ways, emphasizing the importance of adapting modalities of discussion to local specificities. WDSs enabled regulation of work situations and have challenged some traditionally top-down managerial cultures, initiating an evolution towards a more participatory and subsidiary management style. In order to guarantee their sustainability, the Work Discussion Spaces need both to organize the “discussion space”, in particular by organizing subsidiarity, and to rely on an intervention that takes into account the specificity of each activity, following a participatory and voluntarist design approach

L'activité de conception peut être analysée grâce aux signes produits par les sujets concepteurs et par le discours qu'ils tiennent sur les nouveaux modèles d'artéfacts désirés qui en résultent. L'analyse psycho-sémiologique de l'activité d'étudiants en Master professionnel de design montre deux processus. D'une part, pour résoudre les problèmes abordés, les étudiants rendent compte seuls régulièrement de leur activité en énonçant par divers instruments de représentations les différentes tâches accomplies. D'autre part, pour élaborer les différents modèles d'artéfacts, ils falsifient les contraintes que les enseignants leurs imposent plus ou moins avec insistance. Parce qu'ils communiquent sur le travail qu'ils réalisent et parce qu'ils dialoguent avec des interlocuteurs, les étudiants prennent conscience de l'activité de conception en train de se faire. C'est aussi de cette façon qu'ils organisent des métaconnaissances, des valeurs, des habiletés, c'est-à-dire une compétence de conception. Cette compétence est fondée non pas seulement sur la reproduction d'héritages conceptuels et méthodologiques, sur des routines ou sur des habitudes, mais sur de véritables dispositions à remettre en cause les héritages par des stratégies opportunistes. Réfléchir sur une didactique de la conception, c'est retenir que les étudiants constituent eux-mêmes, aidés par les enseignants, un renouvellement de l'activité professionnelle de conception. Cette thèse tente de montrer qu'une didactique de la conception, afin d'être formalisée, doit prendre en compte le processus d'énonciation comme activité cognitive indispensable à l'acquisition d'une compétence de conception
Design activity can be analyzed through the signs produced by design developers and their discourse on the new models of artifacts they wished to develop. Psycho-semiotic analysis of student activity in Professional Master of Design shows two processes. First, to solve problems, students report regularly and alone their activities with statements of the different tasks using various representation instruments. Second, to develop different models of artifacts, they falsify the constraints the teachers required with more or less insistence. As students communicate about their work and interact with many people they become aware of their ongoing design activity and organize metaknowledge, values, skills, meaning design abilities. All these acquired abilities are not only based upon the reproduction of conceptual and methodological legacies, routines or habits, but on real inclinations to challenge these legacies using opportunistic strategies. To think about design didactics allows us to understand that students, assisted by teachers, induce themselves a renewal of the design activity. This thesis is an attempt to show that a design didactics, to be formalized, requires taking into account the statement process as an essential cognitive activity for the acquisition of design skills

The concept of three-dimensional modeling of clothes has been further developed, information support of this process has been developed, the spatial position of the main anthropometric points and constructive lines on the virtual dummy has been determined, and their correspondence has been established in the "mannequin-clothing" system. A database of transformations of details of basic designs of female shoulder clothes is developed, rational values ​​of transformations are determined taking into account the properties of materials.

Notre travail se propose de participer a la caracterisation des outils d'aide a la conception integree de systemes mecaniques, a partir d'analyses de l'activite des concepteurs industriels. Pour la modeliser, nous avons construit trois concepts issus de la sociologie industrielle. Le concept de monde permet de prendre en compte l'heterogeneite des acteurs de la conception. Il identifie les groupes d'entites (humains, outils, objets) qui developpent une meme logique d'action, relevent d'une meme echelle de grandeur et partagent des connaissances collectives. Le concept de dispositif d'epreuve rend compte de l'activite d'evaluation de produit en cours de conception. Il est articule un mode de representation du produit, une echelle de grandeur et un appareillage. Pour que l'evaluation soit efficiente et riche, ces trois elements doivent appartenir a un meme monde. Enfin, le concept de traduction nous permet d'analyser les relations entre les differents modeles du produit qui coexistent ou se succedent durant la conception. Il souligne les transformations inevitables qui se produisent lors du passage d'un modele a l'autre. Plus, la notion de traduction-complementation souligne que certains processus de traduction s'accompagnent d'un enrichissement de la definition du produit simultanement au passage d'une representation a l'autre. Ces trois concepts nous permettent d'esquisser une architecture methodologique de la conception integree s'appuyant sur la cooperation entre des acteurs de mondes differents et sur des outils d'assistance. Nous proposons ensuite une grille d'analyse des outils dont nous tirons une typologie d'outils d'aide a la conception integree. Enfin, nous terminons en interrogeant un outil d'aide a la conception integree en cours de definition. Nous soulignons ainsi les apports de notre demarche de recherche dont la particularite est de passer par l'analyse des pratiques reelles en milieu industriel pour participer au developpement de nouveaux outils.

"L'objectif de cette recherche est de montrer qu'il est possible d'intégrer les techniques issues de l'ingénierie de connaissances dans le développement de modèles numériques du processus de conception. La modélisation numérique du processus de conception rentre dans le cadre d'une démarche d'optimisation globale. L'intérêt scientifique est d'explorer de nouvelles voies, par la combinaison de différentes techniques issues de plusieurs domaines technologiques. Nous résumons notre apport en recherche en trois points : la proposition d'un modèle conceptuel paramétrique généralisé pour le processus de conception ; l'adaptation des réseaux de neurones au contexte de la conception ; et enfin un algorithme d'aide au choix d'outils de conception. Cet algorithme est modulaire, évolutif et permet l'intégration d'autres modules proposés en perspective. La démarche utilisée s'appuie essentiellement sur la discrétisation du processus de conception, ce qui nous a permis d'avoir une meilleure visibilité sur les problématiques de recherche qui en découlent, et qui sont nécessaires pour atteindre nos objectifs. Nous nous sommes intéressés particulièrement à la problématique " d'aide au choix d'outils de conception ", où nous avons développé un algorithme intégrant une technique de modélisation par apprentissage (réseau de neurones multicouches). Il s'agit d'un outil qui propose aux concepteurs, en fonction de leurs problématiques de conception, un ensemble d'outils adéquats. Les résultats obtenus ne peuvent être exploités, sous leur forme actuelle, dans le monde industriel. Bien que nous ayons réussi à développer un outil informatique " d'aide au choix des outils de conception " qui a donné des résultats très encourageants, nous considérons que ce dernier reste un moyen de validation, et que ses résultats restent intermédiaires. "
The objective of this research is to prove that it is possible to integrate techniques stemming from the knowledge engineering in the development of computational model of design process. The computational modelling of the design process is part of global optimization approach. The scientific interest, is to investigate new ways, by the combination of various techniques stemming from various technological domains. However, we sum up our research contribution in four points ; a proposition of a generalized parametric conceptual model for the design process, adaptation of the neural networks to the deign context, and finally an algorithm to aid the design tools choice. This algorithm is modular, evolutionary and allows the integration of the other functionality proposed in perspectives. The used reasoning, leans essentially on the design process discretization, in ordre to have a better visibility on the research problems which result from it, and which are necessary to attain our objectives. We were particularly interested on the problem " aid the design tools choice ", where we developed an algorithm that integrate a learning modelling approach (multilayer neural networks). It is about a tool which proposes to the designers, according to their design problems, a set of adequate deign tools. The obtained results cannot be used, under their current form, in the industrial world. Although we managed to develop a computer tool " to aid the design tools choice " which gave very encouraging results, we consider that this tool is a means of validation, and that its results remain intermediate

De décisifs et puissants enjeux d'innovation ainsi que de renouvellement del'identité des objets bouleversent le monde industriel. De telles aptitudes créativessont usuellement associées aux designers industriels. Cependant, ces professionnelsne sont actuellement pas intégrés dans les processus numériques deconception.Afin de décrire ce paradoxe, nous formulons l'hypothèse que, l'omniprésencedans l'industrie de modèles de la conception de type séquentiel, qui juxtaposentcréativité et développement produit, entrave l'intégration des designers industrielsau sein des processus industriels. En effet, en compartimentant la conceptionen silos, ce type de modèles généralistes inhibe les méthodes spécifiquesdes concepteurs créatifs. Bien plus, les outils numériques adjoints au modèle séquentielétant calqués sur sa logique, ils reproduisent et les inconvénients d'unetelle structuration.En mobilisant quatre disciplines académiques qui traitent des outils numériques,à savoir les sciences informatiques, cognitives, de gestion et les théoriesde la conception, nous élaborons un nouveau modèle «dit stratifié». Ce dernierrévèle les modes de raisonnement empruntés par les concepteurs créatifs ainsique la nature des produits élaborés dans les environnements logiciels. A ce titre,l'entreprise Dassault Systèmes ainsi que la suite CATIA se sont révélés un substratde recherche idéal. Comme attendu, notre nouveau modèle propose desassertions inédites qui sont validées au cours de notre travail. Nous avons alorsdémontré que :1/ Certains ateliers de conception favorisent simultanément robustesse et générativité.Nous qualifions cette nouvelle propriété d'«originalité acquise».2/ Les avatars dans le logiciel ne résultent pas d'un raffinement progressif del'objet mais sont plutôt l'instanciation d'une base de règles paramétrée.3/ Les designers industriels requièrent des outils distincts de ceux employés parles artistes 3D ou les ingénieurs, de par la nature de leur conception. Plus exactement,ces professionnels génèrent des modèles conceptuels selon une logiquede singularité de masse.Ces résultats offrent ainsi la perspective engageante de l'émergence d'unenouvelle génération d'outils numériques de conception. Ces outils inédits serontaptes à intégrer les designers industriels et à proposer de l'innovation à la de
Many studies show that industrial design is key to triggering, fostering andsustaining innovation. However, the unique capacities of creation and innovationof industrial designers make it challenging for them to thrive within industrialenvironments.The challenge for companies is to create the optimal work environment forthose professionals, while ensuring their work can be integrated smoothly intothe existing industrial design processes. We assume this dilemma is partiallystemming from the intensive use of sequential design models in the industry.Design tools were developed on the assumption that creative front end andproduct development should be separated.We introduce here a new model, aiming at depicting accurately the reasoningmodes and the nature of the object being designed with the digital ComputerAided Design (CAD) suites. This model is the result of the joint mobilization offour academic fields : computer, cognitive and management science and designtheories. Dassault Systèmes and their CATIA software have proven to be an excellentresearch environment for such questions. As we have been thinking, thenew model (laminated) makes three new hypothesis. Those unheard assertionshave been suggested and validated with this thesis :1/ Some specific design workshops are able to provide simultaneously robust andgenerative design capacities. We call this characteristic «acquired originality».2/ The object representations within by the software are not the result of successiverefinements but derive directly from a parameterized set of rules.3/ Industrial designers have specific requirements for CAD tools, different fromtheir engineers and artists counterparts because what they design is fundamentallydifferent. IDs generate conceptual models using a mass singularity technique.Those results sketch the emergence of a new generation of CAD tools forindustrial designers and able to foster innovation

Aujourd'hui, dans un monde globalisé, la conception des produits est en train de basculer vers la conceptiondistribuée multi-sites. En effet, la complexité des produits avec des contraintes économiques et d'ingénierie ontaccéléré la transformation et l'organisation des activités de conception en service-orientés dans un réseau distribué.Alors, la conception pour la configuration des produits émerge comme un outil efficace pour résoudre les nouveauxdéfis de la conception des produits. Beaucoup de recherches sur la conception pour la configuration considèrent leproblème de la conception pour la configuration uniquement comme un problème d'arrangement des composants.En effet, le processus de conception implique de multiple-métiers, la distribution des métiers et des acteurs, etl'interaction dans un environnement dynamique et incertain. De plus, nous pensons que la structure interne duprocessus de conception est une image homomorphe des discontinuités du produit perçu. En considérant l'espacede la conception pour la configuration comme multi vues, multi dimensionnels et incertain, cette thèse porte surl'étude de la conception pour la configuration comme un problème holistique.Nous avons proposé à étudier : (1) appréhender et modéliser la conception pour la configuration comme unproblème de recherche de consensus entre différents métiers ; (2) appréhender et modéliser les relations intra etinter domaines considérant la conception pour la configuration comme un problème holistique ; (3) formaliser lesgrammaires génératives pour la modélisation de produit dans les deux principaux espaces : fonctionnel et structurelet (4) modéliser les liens entre ces deux espaces à l'aide du concept d'holon de conception. A partir de cesconsidérations, nous établissons les hypothèses les plus importantes de notre recherche : (a) Hypothèse de multivues; (b) Hypothèse de flou ; (c) Hypothèse de dérivation ; (d) Hypothèse holistique et (e) Hypothèse d'attracteur.Nous avons décrit un modèle de conception pour la configuration dans lequel les aspects d'optimisation desconfigurations et la recherche des noyaux des configurations sont intégrés. D'ailleurs, nous avons proposé desgrammaires fonctionnelles floues graphes et des grammaires fonctionnelles floues formelles pour représentergraphiquement et formellement les structures fonctionnelles de produit. Nous avons aussi proposé une approche demodélisation holonique des configurations. Les concepts d'Holon Conception Floue et de l'Attracteur Flou sontproposés pour comprendre la coévolution dans la conception pour la configuration. Nous avons étudié un casindustriel de la conception pour la configuration à l'aide des modules pour un groupe motopropulseur
Product design is switching to the multi-site distributed design. Indeed, the complexity of products with engineeringand economic constraints have accelerated the transformation and organization of design activities into serviceorientedin a distributed network. So, design for product configuration emerges as an effective tool to address thenew challenges of product design. Many researches on design for configuration consider the design problem only asa problem of arrangement of components. Indeed, the design process involves multi-trades, distribution of tradesand actors, and interaction in a dynamic and uncertain environment. Moreover, we believe that the internal structureof the design process is a homomorphic image of the product perceived discontinuities. Considering the space ofthe design for the configuration as multi-views, multi-dimensional and uncertain, this thesis focuses on the study ofdesign for the configuration as a holistic problem.We proposed to study: (1) understand and model design for configuration as a consensus-building problem betweendifferent trades; (2) understand and model the relationships within and between domains considering the design forconfiguration as a holistic problem; (3) formalize the generative grammars for product modeling in two main spaces:functional and structural and (4) model the links between these two spaces with the concept of design holon. Fromthese considerations, we establish the most important assumptions of our research: (a) Assumption of multi-view;(b) Assumption of fuzzy; (c) Assumption of derivation; (d) Holistic assumption and (e) Assumption of attractor.We have described a design model for configuration wherein the optimization aspects of configurations andsearching of configurations cores are integrated. Moreover, we proposed fuzzy graphs functional grammars andformal fuzzy functional grammars to represent formally and graphically the functional structures of product. We alsoproposed an approach of holonic modeling for configurations. The concepts of Fuzzy Design Holon and FuzzyAttractor are proposed to understand the co-evolution in design for configuration. We studied an industrial case ofdesign for configuration using modules of a power train

La thèse propose une contribution à une théorie générale de la conception visant à mettre en évidence des concepts communs à une grande variété de domaines.Après une analyse de l'état de la question, la thèse propose un cadre conceptuel ainsi qu'une analyse détaillée des concepts de projet, d'artefact, d'espace de conception, de processus de conception, d'organisation de conception et enfin, des activités cognitives du concepteur. Une étude de cas illustre les différents concepts. Les conclusions mettent en évidence l'apport et les limites de la contribution.

La conception et la construction de "parts" en biologie synthétique n'est pas triviale et nécessite de nombreuses conditions. Les "parts" utilisées dans des circuits génétiques devraient être modulaires, bien caractérisées avec un devenir précis et robustes aux changements de l'environnement. Elles devraient être résistantes aux interférences avec l'environnement et aux mutations. Aussi, elles devraient être proprement modélisées sur la base de paramètres dérivés d'expériences au niveau d'une seule cellule. Dans ma thèse, j'ai cherché en détails les conditions nécessaires à l'ingénierie de "parts" individuelles telles que promoteurs, sites de fixation de ribosomes, facteurs de transcription et quelques importants types de dispositifs. De plus, j'ai établi une plate-Forme pour la caractérisation de dispositifs génétiques au niveau d'une cellule unique. Tout le matériel et savoir-Faire nécessaires à l'ingénierie de dispositifs microfluidiques ont été acquis. Le procédé complet depuis la conception de dispositifs microfluidiques de leur fabrication à leur utilisation fonctionnelle pour des expériences microbiennes a été développée avec succès. Un outil d'analyse d'images acquises à partir d'expériences de microscopie parallélisé sur ordinateur a aussi été developpé. Les résultats expérimentaux ont prouvé que les dispositifs développés avaient un comportement conforme aux attentes théoriques. De plus, les protocoles expérimentaux, de fabrication et l'analyse automatique de données se sont avérés être adaptés et efficaces pour la caractérisation au niveau d'une cellule unique des bactéries développées
The task to design and construct parts for the synthetic biology is not simple and needs to meet a number of requirements. The parts utilized for the construction of genetic circuits should be modular, well-Characterized, well-Behaved and robust to changes in the environment. They should be insulated from cross-Talk with the environment and be resilient to mutations. Finally, they should also be properly modeled based on parameters derived from single-Cell level experiments. In my thesis, i researched in detail the general requirements for the engineering of individual parts like promoters, ribosome binding site, transcription factors and of some important type of devices. Furthermore, i established a complete platform for the single-Cell level characterization of engineered genetic devices. All the required hardware and know-How for the fabrication of microfluidics devices capable of sustained bacterial growth was acquired. The whole process from the design of microfluidics devices that aimed functionality to their fabrication and utilization for microbial experiments was successfully developed. An efficient image-Processing tool for distributed computational analysis of the data acquired during the microscopy experiments was also developed. The experimental results proved that the engineered genetic devices were behaving according to theoretical expectations. Furthermore, the established experimental procedures, fabrication process and automated data analysis showed to be well-Adapted to the task of single-Cell characterization of engineered bacteria and efficient

L’objet de cette thèse était d’étudier le rôle de l’émotion dans un processus de conception sensorielle. Une première expérimentation a permis de mettre en place une mesure émotionnelle du toucher lors de l’exploration tactile de surfaces. Une seconde expérimentation a permis de mettre en place une mesure émotionnelle visuelle lors de la visualisation d’images IAPS. Ces mesures ont permis d’objectiver la mesure émotionnelle des matériaux et des images en se basant sur deux indicateurs émotionnels, i) la valeur émotionnelle collectée lors de tests déclaratifs et ii) le coefficient de dilatation de la pupille (Bertheaux et al., 2020a).Le processus décisionnaire lors d’un acte d’achat repose sur l’estimation de valeurs utilitaires et hédoniques. Une autre contribution présentée dans ce document réside dans une nouvelle approche du modèle de préférence qui considère les données provenant de l’axe « Sensations » et de l’axe « Emotions ». Par ailleurs, un opérateur d’agrégation permet d’attribuer un score d’acceptabilité aux différentes configurationsdu produit étudié. Ce modèle multidimensionnel de préférence permet de représenter le ressenti émotionnel du panel relatif aux produits (Bertheaux et al., 2018, 2019).Une autre approche a permis de prédire les réactions émotionnelles lors de l’examen d’images de chaises dans un contexte d’achat en ligne. Dans ce cas le modèle multidimensionnel de préférence est utilisé pour estimer une valence basée sur l’évaluation de six descripteurs d’apparence. Une régression non linéaire via un modèle neuronal a montré que la valence « estimée » obtenue par le modèle multidimensionnel de préférence était corrélée à la valence exprimée par le panel (Bertheaux et al., 2020b)
The aim of this work was to study the role of emotion in a sensory design process. A first experiment made it possible to set up an emotional measurement of touch during the tactile exploration of surfaces. A second experiment made it possible to set up an emotional measurement during the viewing of IAPS images. The results of these two experiments are based on two emotional indicators, i) the emotional value collected during declarative tests and ii) the coefficient of pupil dilation (Bertheaux et al., 2020a).The decision-making process in an act of purchase is based on the estimation of utility and hedonic values. Another contribution presented in this document is a new approach to the preference model that considers data from "Sensations" and "Emotions" axes. In addition, an aggregation operator makes it possible to assign an acceptability score to the different configurations of the product studied. This multidimensional model allows to represent the emotional feelings of the panel relating to the products (Bertheaux et al., 2018, 2019).Another case study allowed to predict emotional reactions when examining images of chairs in an online shopping context. In this case the multidimensional preference model is used to estimate a valence based on the evaluation of six appearence descriptors. A nonlinear regression via a neuronal model showed that the « estimated » valence obtained by the multidimensional preference model was correlated with the valence expressed by panel (Bertheaux et al., 2020b)

Aider les concepteurs à améliorer la qualité environnementale de leur projet durant la phase d’esquisse peut contribuer à un meilleur profil environnemental des réalisations finales. Face aux nouvelles exigences liées au développement durable (ressources énergétiques, matériaux de proximité...), les concepteurs doivent conduire un travail d’ajustement entre le contexte du projet et les solutions architecturales qui est de plus en plus complexe. Pour aider les concepteurs dans ce travail, nous proposons une méthode fondée sur l’usage de patrons de conception orientés environnement que nous nommons éco-modèles. Ces patrons s’apparentent à des solutions types éprouvées par de nombreux concepteurs. Les éco-modèles et les réalisations où ils ont été utilisés ont été implémentés dans un outil numérique appelé éco.mod. Grâce à une interface spécifique, les concepteurs peuvent naviguer dans cette base de données, sélectionner des éco-modèles et construire un scénario environnemental adapté à leurs projets architecturaux. L’outil éco.mod leur permet de visualiser les conséquences environnementales de leurs choix. Deux expérimentations, assistées par cet outil, ont largement confirmé nos hypothèses sur la pertinence de la méthode proposée et l’outil associé
Assisting designers in improvement of environmental quality of their project, early in the sketch phase, could result in a better environmental profile of the final product. Designers are facing new necessities related to sustainable development, such as considering sources of energy and usage of local materials, among others. To find a compromise between the project’s context and architectural solutions, one has to carry out complex adjustment tasks to address this issue.To help designers with these tasks, we proposed a method founded on the usage of environment-oriented “design patterns”, which we have named “eco-models”. By being used in their projects, these eco-models are approved by many designers as plausible solutions. The eco-models and the actual projects in which they have been used are gathered and implemented in a (web-based) digital tool, named “eco.mod.”The interface of eco.mod enable designers to navigate in the database, and select appropriate eco-models to create an environmental scenario for their own architectural project. The eco.mod tool allows users to visualize the environmental consequences of theirs choices. Two experiments assisted by this tool have been conducted, and have mainly confirmed our hypothesis about efficacy of this proposed method and its associated tool

Les processus de prise de décision dans la conception demandent aux concepteurs de prioriser les spécifications et les variables afin de développer des solutions plus proches des objectifs du produit. Néanmoins, la taille des informations est souvent volumineuse et difficile à comprendre : garder la trace de la liste des variables dépendantes, des variables indépendantes et des objectifs de conception est une tâche complexe, avec potentiellement des retraitements et perte de temps, surtout lorsqu'il est nécessaire d'identifier quand une modification sur une variable peut avoir un impact sur les performances du produit.L'objectif de cette thèse est de proposer une méthode qui permettant d'obtenir un trade-off entre les objectifs de conception. Ce trade-off est basé sur deux aspects : i) le développement d'un modèle de traçabilité, gérant les informations à partir des exigences du produit (dans le domaine linguistique) jusqu'à la définition des variables (dans le domaine des nombres réels). ii) un cadre d’amélioration de la conception, fondé sur la définition des fonctions de désirabilité des objectifs de conception. La propagation de ces fonctions jusqu’à les variables de conception permettent de calculer la combinaison de valeurs qui maximisent l’index global de désirabilité de la solution.La proposition de thèse peut être comprise comme une approche hybride, comprenant une partie exploratoire interactive et une partie interactive inductive. Sur la partie exploratoire, les concepteurs peuvent modifier les variables à l'aide d'outils visuels afin de comprendre en temps réel l'impact de ces modifications sur les objectifs de conception. Sur la partie inductive, les concepteurs utilisent une méthode de pré-dimensionnement proposée, qui calcule les valeurs des variables qui maximisent la désirabilité des objectifs de conception. Cette méthode fonctionne sur un environnement de conception multidisciplinaire, avec des problèmes convexes ou non-convexes
Preliminary design decision-making processes are related to the prioritisation of design specifications and variables in order to develop solutions that are closer to product's requirements. Nevertheless, the size of the information is often large and hard to understand: keeping in track the list of dependent variables, independent variables and design objectives is a challenging task, with potentially reprocessing and loss of time, especially when it is necessary to identify how a modification on a variable might impact the performance of the product.The objective of this thesis is to generate a method that can obtain a trade-off among the design objectives desirability. This trade-off process is supported on two aspects: i) the development of a traceability model, managing information from the input requirements (in the linguistic field) up to the variables definition (in the real numbers field). ii) A design amelioration framework, based on the definition of the design objectives desirability functions; the propagation of these functions until design variables allow to calculate the combinations of values that maximise the global desirability of the solution.The proposal of the thesis can be understood as a hybrid approach, including an interactive exploratory part and an inductive interactive part. On the exploratory part, designers can modify the variables using visual tools in order to understand in real time how these modifications have an impact on the design objectives. On the inductive part, designers make use a proposed pre-sizing method that calculates the values of the variables that maximise the desirability of the design objectives. This proposal is developed to perform on a multidisciplinary design environment, facing, either convex and non-convex problems

Dans cette thèse, on s’intéresse à la construction efficace de l’automate minimal de A∗X, où X est un motif sur un alphabet A, qui intervient dans la recherche de motifs. Lorsque le motif est un mot seul, l’automate de Knuth-Morris-Pratt est minimal, et la complexité de sa construction est linéaire en la longueur du mot. Pour un ensemble fini de mots, la construction classique de Aho et Corasick produit un automate qui reconnaît le langage A∗X, mais qui n’est pas toujours minimal. On propose dans un premier temps un algorithme qui construit génériquement l’automate minimal de A∗X, lorsque X contient m mots (pour m fixé). Cette construction, inspirée par l’algorithme de minimisation de Brzozowski, utilise des listes creuses pour obtenir une complexité linéaire en temps. Une autre approche pour la construction de cet automate minimal consiste en la minimisation de l’automate de Aho-Corasick, et on présente un algorithme de pseudo-minimisation, de complexité linéaire, qui produit un automate dont la taille est entre celle de l’automate en entrée et celle de l’automate minimal. On démontre ensuite que l’automate obtenu est génériquement minimal, pourvu que le motif satisfasse aux conditions de faible corrélation que l’on définit. On donne ensuite un algorithme de complexitégénériquement linéaire qui produit avec certitude l’automate minimal. Finalement, on présente une construction directe de l’automate pseudo-minimal, évitant ainsi la construction au préalable de l’automate de Aho-Corasick
This thesis addresses the following issue: given a pattern X over an alphabet A, how to efficiently build the minimal automaton of A∗X used to sequentially parse a text and find occurrences of the pattern in the text. For a single word u, Knuth-Morris-Pratt algorithm simulates the minimal automaton of A∗u, and that automaton can be constructed in linear time, with respect to the length of u. For a finite set of words, the classical construction due to Aho and Corasick builds a deterministic and complete automaton of A∗X, but unfortunately not necessarily minimal. We first consider the case where X is a set of m words whose sum of lengths is n, where m is fixed, and propose an algorithm for generically constructing the minimal automaton. It is based on Brzozowski’s minimization algorithm, and uses sparse lists to achieve a linear time complexity, with respect to n. Another solution we propose is a pseudo-minimization algorithm specific to Aho-Corasick automata. It has linear complexity and produces an automaton whose size is between the size of the input automaton and the one of its associated minimal automaton. We then prove that this linear algorithm generically computes the minimal automaton provided that the pattern satisfies the conditions of low-correlation we define. Next, we propose a generically linear algorithm that computes the minimal automaton. Finally, we propose a variant of the pseudo-minimization that builds directly the pseudo-minimal automaton, thus avoiding the construction of the Aho-Corasick automaton

La créativité occupe une place centrale dans la conception. Dans une perspective de conception participative, de co-conception, cette créativité est d’autant plus importante qu’elle est celle des futurs utilisateurs, permettant alors d’aboutir à de l’innovation utile. Notre thèse est qu’il est possible d’améliorer la pensée innovante des utilisateurs en quantité (nombre de propositions) et en qualité (degré d’originalité des propositions) en ayant une méthode d’interrogation des participants-utilisateurs basée sur le contrefactuel. En s’intéressant à la Créativité-Utilisateur dans les processus de co-conception sous l’angle de l’optimisation de ces processus, cette thèse s’inscrit dans une approche psycho-ergonomique de l’innovation avec l’objectif d’étudier la possibilité de favoriser la créativité chez les utilisateurs grâce à l’utilisation du raisonnement contrefactuel.Basée sur un modèle de l’apport du contrefactuel à la créativité et à l'innovation, notre hypothèse générale est que (i) la fixité fonctionnelle est un obstacle cognitif majeur dans des tâches nécessitant la créativité mais (ii) elle peut être contrariée par l’utilisation du raisonnement contrefactuel. Ainsi, de la forme « si [OBJETi] alors [pour ACTIONi ] », - par exemple « si Boîte d’allumettes alors Pour Allumer du feu » -, la fixité fonctionnelle serait contrariée en demandant aux participant d’envisager le cas où « si [OBJETi] et [ NON pour ACTIONi ] alors [pour quelles AUTRES ACTIONS] » par exemple « si Boîte d’allumettes et non Pour Allumer du feu ; alors Pour Quoi faire d’autre ? ». En appliquant cette consigne, on devrait voir émerger plus d’idées créatives que dans des tâches habituelles de production d’idées innovantes. La thèse restitue la menée de série de six études, avec la participation d’utilisateurs finaux adultes et enfants, en situation de co-conception créative, allant du plus conceptuel (concevoir les propriétés sur de futurs objets) au plus pratique (la réalisation d’un prototype). Les deux premières études montrent l’apport de la pensée contrefactuelle à la technique de l’entretien semi-direct de recherche (sections 1.1 et 1.2) lorsque des items contrefactuels y sont intégrés. La deuxième et la troisième étude évaluent l’apport de la pensée contrefactuelle à la technique du Focus Group (sections 2.1 et 2.2) ; des items contrefactuels étant intégrés au guide des questions adressées au Focus Group. La quatrième et la cinquième étude analysent l’apport de la pensée contrefactuelle au Brainstorming (sections 3.1 et 3.2) en intégrant des contextes contrefactuels lors des séances de brainstorming et de brainwriting.En résumé, les travaux de thèse mettent en évidence que l’utilisation du raisonnement contrefactuel dans des tâches de créativité amoindrit la fixité fonctionnelle relative à une catégorie en optimisant la production d’idées créatives issues d’autres catégories
Creativity has a core function in design. Creativity is even more important in the perspective of a participatory design, «co-design», when it comes from future users as it leads to useful innovation. By focusing on users’ creativity in the co-conception processes in terms of the optimization, this thesis is part of a psycho-ergonomic approach to innovation with the objective of studying the possibility of fostering creativity among users. Our proposal is that it is possible to improve users' innovative thinking in quantity (number of proposals) as well as in quality (degree of originality of the proposals) by using a counterfactual-based method for participant-user queries.Based on a model of counterfactual contribution to creativity and innovation, our general assumption is that (i) functional fixity is a major cognitive obstacle in tasks requiring creativity and (ii) functional fixity may be counteracted by the use of counterfactual reasoning. Thus, from rules such as "if [OBJETi] then [for ACTIONi]" - (for instance "if Matchbox then to ignite"), functional fixity would be thwarted by asking participants to consider the following counterfactual " If [OBJETi] and [NOT for ACTIONi] then [for what OTHER ACTIONS] (for instance " if Matchbox and not to ignite; Then for what else? "). By applying this guideline, more creative ideas should emerge than in usual tasks of producing innovative ideas.The thesis is reporting a serie of six studies, with the participation of adult and child end-users embedded in creative co-design situations, ranging from conceptual (designing functional and procedural properties on future objects) to the most practical (the making of a prototype). The first two studies show the contribution of counterfactual thinking to the technique of semi-directed research interviewing (sections 1.1 and 1.2) when counterfactual items are integrated into it. The second and third studies evaluate the contribution of counterfactual thinking to the Focus Group technique (sections 2.1 and 2.2) with counterfactual items included in the questions list. The fourth and fifth studies analyze the contribution of counterfactual thinking to Brainstorming (sections 3.1 and 3.2) by integrating counterfactual contexts during brainstorming and brainwriting sessions.In summary, the thesis works show that the use of counterfactual reasoning in tasks of creativity reduces the functional fixity relative to a category by optimizing the production of creative ideas coming from other categories

After the world energetic crisis of 1973-1974 in the world building and architectural practice a great attention has spared to the problem of fuel and energy resources saving, expended on heat providing of buildings. It was an answer for criticizing of specialists of the International energetic conference (MIREC) of UNO that modern buildings possess enormous reserves of increasing thermal efficiency, but researchers haven’t studied enough the features of forming their thermal conditions and designers don’t use achievements of fundamental disciplines, possibilities of untraditional energy. These events became preconditions for development of sustainable concept. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/7981

Using detonation rather than deflagration for a combustion mode in an engine could provide an increase in thermal efficiency of up to 50%. Furthermore utilising detonations will allow a broad speed envelope, from zero to Mach five. Unfortunately engines based on detonation have been plagued with inherent issues, be it difficulties in re-initiation or inefficient inlet valves. It is for these main reasons that there is yet to be a viable solution. To solve these issues with the current technology a Pulse Detonation Engine of novel design has been presented, and analysed for feasibility. The design seeks to eradicate the main issues of high pressure inlets and troublesome initiation experienced in current detonation engine designs, namely Rotating Det- onation Engines (RDEs) and Pulse Detonation Engine (PDEs). The engine functions through an oscillatory cycle where shock waves from the existing detonation wave are used to propagate to a new detonation tube, via the ‘branch tube.’ The shock wave starts a new det- onation along with a new initiating shock, that propagates back through the branch tube, to the previous tube, hence continuing the cycle. This design allows the fill and purge benefits of a conventional PDE along with the continuous cycle nature of the RDE. The system has been analysed using a quasi-analytical method. The quasi-analytical method is used over other options such as Computational Fluid Dynamics (CFD) due to the short optimisation/design time. It also allows the engines cycle to be broken down, piece by piece, giving a more tactile feel to the analysis. This gives insight into the engine’s timing, cycle and performance. The research also al- lows a good understanding of the basic flow structure and detonation re-initiation process, critical to the engines functionality. Along with the model and analysis, preliminary optimum engine designs are presented for different detonation tube sizes. The results show that a detonation engine, using oscillatory shock initiation, is physically possible. Analysis shows that an optimised 0.5m long detonation tube requires a branch tube length of 2.28 m. This geometry yields a minimum branch tube Mach number of 1.28 and an exit Mach number of 1.99, which when combined with a simple parabolic reflector, is of sufficient strength for initiation. The timing offset between the two tubes is optimised at half the PDE cycle time with a value of 0.0025 s and a maximum frequency of 400 Hz. An un-ideal case where the timing offset is less than the minimum of 0.0025 s, for a detonation tube length of 0.5m, results in a cycle failure. This is due to the initiating shock wave arriving before the detonation tube has been purged and filled. Longer branch tube lengths allow a lower frequency, however this in undesirable due to the lower cycle averaged thrust. The results predict that the oscillatory nature of the initiating method will enable a truly feasible detona- tion based engine. The results generated allow further development of the engine, both experimentally, numerically and with time to be ‘available in a store near you.’

To arrive at a definition of the new CAD, the thesis is divided into four chapters, accompanied by a conclusion, permitting an analysis of the current CAD situation and the technology available today or in the near future. This analysis leads to the definition of a work station adapted to design so as to bridge the existing gaps.$ sp4$
The first chapter consists of an introduction which illustrates the approaches that were used to complete this thesis. Several methods and analyses support the development of approaches upon which future research into the philosophy of design using new computer tools should be based.
The second chapter lists the computer peripherals which determine the features of a computer work station. Without its peripherals, the computer is simply a giant calculator. It is therefore important to address this subject in depth when creating a work station adapted to design.
The third chapter covers the description of current CAD and the manner in which the data are classified according to their use. Following a summary of the history of CAD and the evolution of generations of systems, this chapter describes today's CAD from the point of view of the user, that is, by the data he uses.
The fourth chapter of the thesis describes the progress of a project using the process of continuous design. This chapter looks at the interrelation that exists between the stages in order to show the usefulness of the computer as a design tool. Significant interest has been shown in a new stage: the formalization of the project, which makes the link between the drawing stage and the preproject stage.
The conclusion of this thesis puts the current CAD situation into perspective in order to pave the way for the development of new CAD, better adapted to architects and designers and allowing them to finally conceive their projects on computer.

L’énergie solaire disponible sur la terre constitue une ressource naturelle abondante et renouvelable. Toutefois, l’utilisation de cette énergie demeure, à ce jour, relativement peu répandue dans la pratique courante de l’architecture. Afin de contrer cette tendance, l’Agence Internationale de l’énergie (AIE) a mis sur pied la Tâche 41 "Énergie solaire et Architecture", dont le but principal est d’encourager et d’accélérer le développement d’une architecture solaire de haute qualité à l’échelle internationale. Réalisée dans le cadre de la Tâche 41 de l’AIE, cette recherche a pour objectif d’analyser des projets d’architecture choisis pour leur utilisation de l’énergie solaire, afin d’élargir les horizons des créateurs du domaine de la construction et, de manière plus générale, des citoyens concernés par leur environnement bâti. En marge de cet objectif, la recherche vise à présenter des méthodes et des outils d’exploitation du solaire pour les phases initiales du processus de conception de projets par les architectes.

Le but de cette thèse est de proposer une méthodologie de conception pour la réalisation depièces en fabrication additive (FA). Par rapport aux familles de procédés de fabrication standard que sontl'enlèvement de matière, la déformation plastique et la fusion, les procédés de FA présentent descaractéristiques nouvelles permettant la fabrication de pièces en multimatériaux, d'assemblagesindémontables ou encore de formes complexes. L’arrivée de cette nouvelle technologie implique unchangement de paradigme nécessitant l’accompagnement des concepteurs dans leurs missions dedéveloppement de produits de qualité. De plus les caractéristiques mécaniques et l'état de surfaces despièces obtenues en FA dépendent de leur orientation au moment de la réalisation. Par ailleurs, en fonctiondu procédé, de la géométrie souhaitée et de cette orientation, il peut être nécessaire d'intégrer du supportafin d'assurer la fabricabilité de la pièce. Nous avons donc défini une méthodologie de conception, quirespecte l’intégrité de la chaine numérique et dont la finalité est la production d'un modèle numériquetranché prêt à être fabriqué sur une machine de FA. Pour ceci, notre méthodologie se base sur lesdonnées du cahier des charges fonctionnel (CDCF) et les connaissances métier du procédé renseignéespar le concepteur afin de lui proposer automatiquement un premier solide dont la géométrie satisfait toutesces contraintes. Une étape d'optimisation topologique vient ensuite restreindre le volume de matière utilede la pièce afin de limiter son poids, son coût et le temps de fabrication. Enfin, si nécessaire, un supportoptimisé assurant la fabricabilité de la pièce est généré selon ces mêmes critères. Cette méthodologies'accompagne d'un cas d'étude industriel ainsi que de deux expérimentations visant à observer lapossibilité d'un parachèvement à l'acétone sur des pièces réalisée en ABS. La première expérimentationest un plan d'expérience mesurant l'état de surface obtenu en s'appuyant sur la température de l'acétone,le temps d'opération, l'inclinaison des surfaces de la pièce et son épaisseur. La seconde expérimentationest un test de traction visant à observer une modification de la tenue mécanique de pièces soumises à cetraitement. Indépendamment du type de machine et du procédé de FA, la méthodologie que nousproposons est un premier pas concret vers l’obtention de pièces directement conformes, que ce soit pourdes besoins industriels ou domestiques
The aim of this thesis is to propose a design methodology to produce parts using additivemanufacturing (AM). Compared to standard manufacturing processes, as machining, forming, casting ormolding, AM processes have new features for manufacturing multi-material parts, nondetachableassemblies or complex shapes. The arrival of this new technology involves a paradigm shift that requiressupport to designers to develop quality products. Also the mechanical and finishing specifications of theparts obtained by AM depend on their orientation during the manufacturing. Furthermore, depending onthe process, the desired geometry and the orientation, it could be necessary to integrate a support in orderto ensure manufacturability of the part. We define a design methodology that respects the integrity of thedigital channel and whose purpose is to produce a sliced numerical model ready to be manufactured on anAM machine. For this, our methodology is based on data from functional specification and businessknowledge of the process indicated by the designer, to automatically propose a first solid geometry whichsatisfies all these requirements. After this first step, a step of topological optimization restricts the volumeof the part in order to reduce its weight, cost and manufacturing time. Finally, if necessary, optimizedsupport ensuring the manufacturability of the part is generated according to the same criteria. Thismethodology is accompanied by an industrial case study as well as of two experiments to observe thepossibility to finish parts made of ABS with acetone. The first experiment is an experimental design whichmeasures the obtained surface finish based on the temperature of the acetone, the operating time, theinclination of the surfaces of the piece and its thickness. The second experiment is a tensile stress testdesigned to observe a change in the mechanical resistance of the part. Regardless of the type of machineand the AM process, the methodology we propose is a first concrete step towards obtaining directlycompliant parts, whether for industrial or domestic use

L’open-source a révolutionné le secteur informatique par une nouvelle approche publique, décentralisée, et asynchrone de la conception qui encouragela collaboration entre pairs. De nouveaux acteurs et pratiques ont bouleverséle processus de conception, mais aussi donné lieu à des succès industriels.Cette approche se répand aujourd’hui à la conception de produits tangibles,à cause de la numérisation et la démocratisation de ce processus — c’est laconception ouverte.Nombre de pratiques hétérogènes sont cependant regroupées sous ceterme. Les liens avec les pratiques existantes ne sont pas non plus clairementidentifiés. Enfin, peu d’informations à propos du processus de conception ontété formalisées dans la littérature scientifique. Cela freine le développementd’outils pertinents qui permettraient aux concepteurs d’exploiter pleinementles spécificités de la conception ouverte.Ainsi, nous nous sommes intéressés à la modélisation du processus deconception ouverte, dans le cadre du développement de produits tangibles.Nous avons d’abord élaboré une typologie des pratiques via une revue systématique de la littérature. Ensuite, via une approche par théorisation ancrée,nous avons construit des modèles mettant en lumière les différentes facettesdu processus de conception : phases, acteurs, représentations intermédiaires.À travers notre état de l’art, nous avons défini et cartographié la conception ouverte et les notions connexes. Par l’étude de 624 entrées de la base dedonnées Scopus, nous avons identifié trois types de pratiques : do-it-yourself,meta-design, and industrial ecosystem. Elles sont liées au statut (amateur ouprofessionnel) des concepteurs et destinataires du processus. Nous avonsaussi construit deux modèles du ‘do-it-yourself open-design’ à partir d’interviews semi-directifs de 11 participants à des projets de conception ouverte.Cette approche apparaît influencée à la fois par le logiciel libre et la conception amateur. La qualité de nos modèles et de notre modélisation a été validéepar l’outil statistique.Cette étude ambitionne d’être une référence pour de futures recherchessur la conception ouverte, en proposant un panorama détaillé des pratiquesliées à ce phénomène. Nos modèles descriptifs doivent servir de point dedépart pour développer des outils pertinents à l’intention des praticiens.Notre méthode de modélisation peut également être répliquée dans d’autrescontextes pour formaliser des processus encore non cartographiés
Open-source revolutionized the software industry through a public, decentralized, and asynchronous development paradigm that fosters collaboration among peers. New practices and stakeholders disrupted the designingprocess, yet led to industrial successes. Due to the digitalization and democratization of the designing process, this approach now spreads to thedevelopment of tangible artifacts. This is open-design.However, open-design currently appears as an umbrella term that encompasses from amateur do-it-yourself projects to sector-scale industrialcollaborations. It is not clear either, how these practices relate to existing designing approaches. Finally, little knowledge about the open-design processis formalized. This impedes the development of adequate tools for helpingpractitioners to make the most of it.Therefore, we investigated how to model the open-design process in thedevelopment of tangible products. First, we developed a typology of open-design practices based on a systematic search and review of the scientificliterature. Then, we selected one of the types identified and modeled thedifferent facets of the designing process (activities carried out, stakeholdersinvolved, and boundary objects used) in this context, using a groundedtheory-based approach.Through our literature review, we mapped open-design in relation to existing designing approaches, and to coined a new definition thereof. Based on624 papers indexed in the Scopus database, we identified three types of practices — do-it-yourself, meta-design, and industrial ecosystem — which arerelated to the status (professional or amateurs) of the processes’ stakeholders and addressees. We also constructed two models of the ‘do-it-yourselfopen-design’ process using semi-directive interviews of 11 project leaderswho took part in the PoC21 innovation camp. They depict open-design as adesigning process influenced by both open-source software developmentand amateur design. We tested the quality of our models and our modelingmethod via statistical analysis.This study aims to be a cornerstone for future research on open-designby providing an overview of practices linked to this phenomenon. Ourdescriptive models should serve researchers for providing practitioners ofopen-design projects with relevant tools and methods. Our modeling methodcould also be applied in other contexts to formalize uninvestigated designingpractices

Le travail que nous présentons dans ce document se situe dans le cadre de l'élaboration de méthodologies pour le développement des Systèmes. Plus particulièrement, nous proposons une méthode et des outils qui permettent le couplage de deux processus : la Conception de Produit et la Conduite de Projet. Pour la conception, nous présentons un processus qui va des exigences techniques jusqu'à l'élaboration d'un modèle logico-temporel et une représentation qui s'appuie d'abord sur le langage UML puis sur le formalisme HiLeS. Pour la conduite de projet, nous nous appuyons sur un processus classique de planification et nous développons l'idée de sélectionner les solutions optimales parmi des alternatives techniques issues du couplage du processus de conduite avec le processus de conception. L'aspect le plus innovant de ce travail se situe dans les méthodes et les outils que nous proposons pour réaliser ces échanges (tissage) : partitionnement, agrégation et projection. Ces méthodes et outils sont illustrés sur un exemple d'application : la conception d'un Robot pour la fabrication de BioPuces. Cet exemple nous permet de confronter nos propositions avec la réalisation d'un projet et de montrer ainsi leurs avantages et leurs limitations. Ce travail ouvre la voie à une approche multiprocessus pour développer des systèmes conformement aux standards de l'Ingénierie Système
The work that we present in this document is locates in the framework of the formation of methodologies for the development Systems. More particularly, we propose a method and tools which allow coupling two processes: The Product Design and the Project Management. For the design, we present a process which goes from the technical requirements until the development of a logico-temporal model and a representation which is based initially on UML language then on the HiLeS formalism. For the project management, we are based on a traditional process of planning and we develop the idea to select the optimal solutions among technical alternatives resulting from the coupling of the management process with the product design. The more innovating aspect of this work is located in the methods and tools that we propose for realize these exchanges (weaving): partitioning, aggregation and projection. These methods and tools are illustrated on an application example: the design of a Biochip Robot. This example enables us to confront our proposals with the realization of a project and show their advantages and their limitations. This work opens the way with an approach multiprocess to develop the systems in accordance with the standards of the system engineering

La conception de produits de marque nécessite de considérer en même temps les aspects qui concernent la perception du produit (lié à l'évaluation et les émotions des consommateurs et les valeurs de la marque), ainsi que les aspects techniques et d'ingénierie, comprenant les fonctionnalités, les performances, le coût du produit et sa fabricabilité. Dans un contexte pluridisciplinaire, les designers de produits et les ingénieurs doivent collaborer et communiquer entre eux pour obtenir un produit satisfaisant qui plaise émotionnellement aux consommateurs et qui réponde techniquement aux performances attendues et qui est faisable à fabriquer. Cependant, cette collaboration entre les designers et les ingénieurs est difficile à cause de leurs différentes connaissances, approches et responsabilités au cours du processus de conception. Cette recherche s’intéresse aux questions du comment soutenir la communication entre les designers et les ingénieurs de produits et comment soutenir l'intégration de point de vue l'ingénierie au plus tôt dans le processus de conception de produit de marque. Les résultats de cette recherche contribuent à la proposition d'une approche pour intégrer le point de vue de l'ingénierie au point de vue de design (émotions et esthétique). Une proposition et évaluation de trois approches pour soutenir la communication entre les designers et les ingénieurs est étudiée dans cette recherche. De même une approche d'intégration est proposée suivant des trois étapes de modélisation, transformation et intégration des connaissances d'ingénierie à la connaissance de design. Par notre travail, nous avons contribué au projet SKIPPI, dans le développement d'un logiciel d'aide à la génération d'idées et à la prise de décision dans les phases amont de la conception
Design of branded products involves consideration of both perceptual aspects of the product appearance (related to consumers’ evaluation and emotions and the brand values) as well as the technical and engineering aspects including manufacturing feasibility, performances, and cost. Within a multidisciplinary design context, product designers and engineering designers need to collaborate and communicate together to achieve a satisfactory product that is emotionally appealing to the consumers and is technically performing the intended functions, and is feasible to manufacture. However, such collaboration between product designers and engineering designers is difficult due to their different knowledge background, work approaches and responsibilities during the design process. This research deals with the questions of how to support the communication between product designers and engineering designers and how to support the integration of the engineering viewpoint earlier in the design process of branded product. Proposition and evaluation of three potential approaches to support communication between product designers and engineering designers is investigated in this research. Likewise an integration approach is proposed following the three steps of modeling, transforming and integrating the engineering knowledge to design knowledge. The results of this research contribute to the SKIPPI project, in the development of a software to support idea generation and the decision-making in the upstream design phase

De nos jours, les entreprises doivent faire face à une situation économique de plus en plus concurrentielle qui les oblige à développer de plus en plus rapidement des produits de plus en plus complexes. C’est dans ce contexte que sont apparus les systèmes mécatroniques, fruits de l’intégration de technologies issues de la mécanique, l’électronique, l’informatique et l’automatique. Ces systèmes mécatroniques sont particulièrement complexes à concevoir pour les bureaux d’étude en raison des niveaux d’intégration fonctionnelle et techniques, nécessitant une forte coordination entre les différents ingénieurs, de différentes disciplines. Il est par conséquent nécessaire de fournir aux concepteurs de nouveaux outils permettant de mieux concevoir, de manière plus efficace, des produits mécatroniques, optimisés tant du point de vue fonctionnel que performanciel. La thèse présentée dans ce mémoire vise à proposer aux concepteurs des outils permettant de concevoir des architectures mécatronique et de les optimiser, dans les phases amont du processus de conception (conception architecturale). Nous présentons dans un premier temps notre démarche de conception globale, comprenant quatre niveaux de conception et permettant, en détaillant progressivement les architectures mécatroniques dans les différents niveaux, de construire plusieurs architectures permettant de répondre à un besoin client, tout en satisfaisant aux normes et législations en vigueur. Dans un deuxième temps, nous proposons une démarche d’optimisation permettant d’employer des techniques d’optimisation combinatoire afin d’automatiser une partie du processus de conception architecturale, en particulier la phase visant à construire les architectures produits à partir d’un ensemble de principes de solution ou de solutions techniques. Nous montrons enfin dans un troisième temps l’application des étapes de notre démarche globale, ainsi que de notre démarche d’optimisation combinatoire, afin de résoudre un problème visant à développer une éolienne de moyenne puissance pour l’alimentation d’un gîte de montagne
Nowadays, industries should face a more and more competitive economic situation that forces them to faster develop increasingly complex products. This is in this context that appeared mechatronic systems, the fruit of the integration of technologies from mechanical, electrical, computer and control engineering. These mechatronic systems are particularly complex to design for R&D designers as they require strong coordination between the engineers from different specialities to reach the required levels of functional and technical integration. It is therefore necessary to provide new design tools and approaches to better and more efficiently design mechatronic products and optimize their functionalities as well as their performance. The thesis presented in this manuscript aims to provide design approaches to the designers to design and optimize mechatronic architectures from the early design phases (embodiment design). We first present our global design approach, with four design levels to build and gradually detail mechatronic architectures to meet customer needs as well as the standards and legislation. Secondly, we propose an combinatorial optimization-based approach to computerize some parts of the architectural design process, especially the phase where architectures are built from a set solution of principles or technical solutions. We finally show how the design and optimization approaches have been applied to solve a design problem aiming to develop a medium power wind turbine for supplying a mountain cottage

Le développement d’un médicament est réalisé dans le but de répondre à des objectifs thérapeutiques tout en prévenant les risques pour les patients. L’observance, qui correspond au suivi rigoureux de la prescription du médecin, est une condition primordiale de la réussite du traitement. L'acceptabilité, qui peut être définie comme la capacité et la bonne volonté du patient à utiliser, et de son donneur de soins à administrer, le médicament tel que est prévu, joue un rôle crucial dans l’observance, notamment chez les individus les plus vulnérables. L’acceptabilité d'un médicament est déterminée par ses caractéristiques et celles des utilisateurs. De ce fait, le concepteur se doit de considérer les spécificités des utilisateurs cibles pour assurer l’adéquation d’un nouveau produit avec leurs besoins et leurs attentes. Intégrer l'évaluation de l’acceptabilité au développement pharmaceutique et clinique des médicaments apparaît alors d’une importance de premier ordre. A ce jour, il n’existe aucun outil validé et reconnu internationalement permettant d’évaluer ce concept multi-dimensionnel. Cette carence s’accompagne d’un manque de connaissances sur ce phénomène complexe. Ces travaux de thèse présente la conception d’un outil, le référentiel d’acceptabilité, qui permet, d’une part, d’évaluer de manière standardisée l’acceptabilité des médicaments, et d’autre part, d’extraire des connaissances utilisables dès les phases amonts du processus de conception de nouveaux produits. La démarche développée et appliquée dans le domaine des médicaments a été formalisée pour être utilisable dans d’autres univers d’étude
Medicine development must satisfy efficiency and safety objectives. Patient compliance with physician’s prescription is an essential condition to achieve these objectives. Patient acceptability of a medicine improves patient compliance and thus ensures drug success, in particular in paediatric and geriatric populations. Acceptability could be defined as the overall ability and willingness of the patient to use, and its care giver to administer, the medicine as intended. Acceptability is driven by the users’ and the products’ characteristics. Thus, designers have to consider the specific features of the targeted users to develop a medicine with the most adapted characteristics to reach the best acceptability. Evaluation of the acceptability should be an integral part of pharmaceutical and clinical development. Today, knowledge on this complex phenomenon is still fragmented and there are no internationally agreed methods available to assess this multidimensional concept. This document sets out the development of a validated tool, the acceptability reference framework, providing standardized medicines acceptability evaluation and relevant knowledge usable by designers from the early stage of medicine development. As this research was carried out in a medical field, we propose a formalized methodology transferable to other domains

L’informatique en nuage (cloud computing) est souvent le modèle de calcul le plus référencé pour l’internet des objets (Internet of Things).Ce modèle adopte une architecture où toutes les données de capteur sont stockées et traitées de façon centralisée. Malgré de nombreux avantages, cette architecture souffre d’une faible évolutivité alors même que les données disponibles sur le réseau sont en constante augmentation. Il est à noter que, déjà actuellement, plus de50 % des connexions sur Internet sont inter objets. Cela peut engendrer un problème de fiabilité dans les applications temps réel. Le calcul en périphérie (Edge computing) qui est basé sur une architecture décentralisée, est connue comme une solution pour ce problème émergent en : (1) renforçant l’équipement au bord du réseau et (2) poussant le traitement des données vers le bord.Le calcul en périphérie nécessite des noeuds de capteurs dotés d’une plus grande capacité logicielle et d’une plus grande puissance de traitement, bien que contraints en consommation d’énergie. Les systèmes matériels hybrides constitués de FPGAs et de processeurs offrent un bon compromis pour cette exigence. Les FPGAs sont connus pour permettre des calculs exhibant un parallélisme spatial, aussi que pour leur rapidité, tout en respectant un budget énergétique limité. Coupler un processeur au FPGA pour former un noeud garantit de disposer d’un environnement logiciel flexible pour ce nœud.La conception d’applications pour ce type de systèmes hybrides (réseau/logiciel/matériel) reste toujours une tâche difficile. Elle couvre un vaste domaine d’expertise allant du logiciel de haut niveau au matériel de bas niveau (FPGA). Il en résulte un flux de conception de système complexe, qui implique l’utilisation d’outils issus de différents domaines d’ingénierie. Une solution commune est de proposer un environnement de conception hétérogène qui combine/intègre l’ensemble de ces outils. Cependant, l’hétérogénéité intrinsèque de cette approche peut compromettre la fiabilité du système lors des échanges de données entre les outils.L’objectif de ce travail est de proposer une méthodologie et un environnement de conception homogène pour un tel système. Cela repose sur l’application d’une méthodologie de conception moderne, en particulier la conception orientée objet (OOD), au domaine des systèmes embarqués. Notre choix de OOD est motivé par la productivité avérée de cette méthodologie pour le développement des systèmes logiciels. Dans le cadre de cette thèse, nous visons à utiliser OOD pour développer un environnement de conception homogène pour les systèmes de type Edge Computing. Notre approche aborde trois problèmes de conception: (1) la conception matérielle, où les principes orientés objet et les patrons de conception sont utilisés pour améliorer la réutilisation, l’adaptabilité et l’extensibilité du système matériel. (2) la co-conception matériel/logiciel, pour laquelle nous proposons une utilisation de OOD afin d’abstraire l’intégration et la communication entre matériel et logiciel, ce qui encourage la modularité et la flexibilité du système. (3) la conception d’un intergiciel pour l’Edge Computing. Ainsi il est possible de reposer sur un environnement de développement centralisé des applications distribuées† tandis ce que l’intergiciel facilite l’intégration des nœuds périphériques dans le réseau, et en permet la reconfiguration automatique à distance. Au final, notre solution offre une flexibilité logicielle pour la mise en oeuvre d’algorithmes distribués complexes, et permet la pleine exploitation des performances des FPGAs. Ceux-ci sont placés dans les nœuds, au plus près de l’acquisition des données par les capteurs, pour déployer un premier traitement intensif efficace
Cloud computing is often the most referenced computational model for Internet of Things. This model adopts a centralized architecture where all sensor data is stored and processed in a sole location. Despite of many advantages, this architecture suffers from a low scalability while the available data on the network is continuously increasing. It is worth noting that, currently, more than 50% internet connections are between things. This can lead to the reliability problem in realtime and latency-sensitive applications. Edge-computing which is based on a decentralized architecture, is known as a solution for this emerging problem by: (1) reinforcing the equipment at the edge (things) of the network and (2) pushing the data processing to the edge.Edge-centric computing requires sensors nodes with more software capability and processing power while, like any embedded systems, being constrained by energy consumption. Hybrid hardware systems consisting of FPGA and processor offer a good trade-off for this requirement. FPGAs are known to enable parallel and fast computation within a low energy budget. The coupled processor provides a flexible software environment for edge-centric nodes.Applications design for such hybrid network/software/hardware (SW/HW) system always remains a challenged task. It covers a large domain of system level design from high level software to low-level hardware (FPGA). This result in a complex system design flow and involves the use of tools from different engineering domains. A common solution is to propose a heterogeneous design environment which combining/integrating these tools together. However the heterogeneous nature of this approach can pose the reliability problem when it comes to data exchanges between tools.Our motivation is to propose a homogeneous design methodology and environment for such system. We study the application of a modern design methodology, in particular object-oriented design (OOD), to the field of embedded systems. Our choice of OOD is motivated by the proven productivity of this methodology for the development of software systems. In the context of this thesis, we aim at using OOD to develop a homogeneous design environment for edge-centric systems. Our approach addresses three design concerns: (1) hardware design where object-oriented principles and design patterns are used to improve the reusability, adaptability, and extensibility of the hardware system. (2) hardware / software co-design, for which we propose to use OOD to abstract the SW/HW integration and the communication that encourages the system modularity and flexibility. (3) middleware design for Edge Computing. We rely on a centralized development environment for distributed applications, while the middleware facilitates the integration of the peripheral nodes in the network, and allows automatic remote reconfiguration. Ultimately, our solution offers software flexibility for the implementation of complex distributed algorithms, complemented by the full exploitation of FPGAs performance. These are placed in the nodes, as close as possible to the acquisition of the data by the sensors† in order to deploy a first effective intensive treatment

Le dessin computationnel de protéine, ou CPD, est une technique qui permet de modifier les protéines pour leur conférer de nouvelles propriétés, en exploitant leurs structures 3D et une modélisation moléculaire. Pour rendre la méthode de plus en plus prédictive, les modèles employés doivent constamment progresser. Dans cette thèse, nous avons abordé le problème de la représentation explicite de la flexibilité du squelette protéique. Nous avons développé une méthode de dessin "multi-états", qui se base sur une bibliothèque discrète de conformations du squelette, établie à l'avance. Dans un contexte de simulation Monte Carlo, le paysage énergétique d'une protéine étant rugueux, les changements de squelettes ne peuvent etre acceptés que moyennant certaines précautions. Aussi, pour explorer ces conformations, en même temps que des mutations et des mouvements de chaînes latérales, nous avons introduit un nouveau type de déplacement dans une méthode Monte Carlo existante. Il s'agit d'un déplacement "hybride", où un changement de squelette est suivi d'une courte relaxation Monte Carlo des chaînes latérales seules, après laquelle un test d'acceptation est effectué. Pour respecter une distribution de Boltzmann des états, la probabilité doit avoir une forme précise, qui contient une intégrale de chemin, difficile à calculer en pratique. Deux approximations sont explorées en détail: une basée sur un seul chemin de relaxation, ou chemin "générateur" (Single Path Approximation, ou SPA), et une plus complexe basée sur un ensemble de chemins, obtenus en permutant les étapes élémentaires du chemin générateur (Permuted Path Approximation, ou PPA). Ces deux approximations sont étudiées et comparées sur deux protéines. En particulier, nous calculons les énergies relatives des conformations du squelette en utilisant trois méthodes différentes, qui passent réversiblement d'une conformation à l'autre en empruntent des chemins très différents. Le bon accord entre les méthodes, obtenu avec de nombreuses paramétrisations différentes, montre que l'énergie libre se comporte bien comme une fonction d'état, suggérant que les états sont bien échantillonnés selon la distribution de Boltzmann. La méthode d'échantillonnage est ensuite appliquée à une boucle dans le site actif de la tyrosyl-ARNt synthétase, permettant d'identifier des séquences qui favorisent une conformation, soit ouverte, soit fermée de la boucle, permettant en principe de contrôler ou redessiner sa conformation. Nous décrivons enfin un travail préliminaire visant à augmenter encore la flexibilité du squelette, en explorant un espace de conformations continu et non plus discret. Ce changement d'espace oblige à restructurer complètement le calcul des énergies et le déroulement des simulations, augmente considérable le coût des calculs, et nécessite une parallélisation beaucoup plus agressive du logiciel de simulation
Computational protein design is a method to modify proteins and obtain new properties, using their 3D structure and molecular modelling. To make the method more predictive, the models need continued improvement. In this thesis, we addressed the problem of explicitly representing the flexibility of the protein backbone. We developed a "multi-state" design approach, based on a small library of backbone conformations, defined ahead of time. In a Monte Carlo framework, given the rugged protein energy landscape, large backbone motions can only be accepted if precautions are taken. Thus, to explore these conformations, along with sidechain mutations and motions, we have introduced a new type of Monte Carlo move. The move is a "hybrid" one, where the backbone changes its conformation, then a short Monte Carlo relaxation of the sidechains is done, followed by an acceptation test. To obtain a Boltzmann sampling of states, the acceptation probability should have a specific form, which involves a path integral that is difficult to calculate. Two approximate forms are explored: the first is based on a single relaxation path, or "generating path" (Single Path Approximation or SPA). The second is more complex and relies on a collection of paths, obtained by shuffling the elementary steps of the generating path (Permuted Path Approximation or PPA). These approximations are tested in depth and compared on two proteins. Free energy differences between the backbone conformations are computed using three different approaches, which move the system reversibly from one conformation to another, but follow very different routes. Good agreement is obtained between the methods and a wide range of parameterizations, indicating that the free energy behaves as a state function, as it should, and strongly suggesting that Boltzmann sampling is verified. The sampling method is applied to the tyrosyl-tRNA synthetase enzyme, allowing us to identify sequences that prefer either an open or a closed conformation of an active site loop, so that in principle we can control, or design the loop conformation. Finally, we describe preliminary work to make the protein backbone fully flexible, moving within a continuous and not a discrete space. This new conformational space requires a complete reorganization of the energy calculation and Monte Carlo simulation scheme, increases simulation cost substantially, and requires a much more aggressive parallelization of our software

L’open-source a révolutionné le secteur informatique par une nouvelle approche publique, décentralisée, et asynchrone de la conception qui encouragela collaboration entre pairs. De nouveaux acteurs et pratiques ont bouleverséle processus de conception, mais aussi donné lieu à des succès industriels.Cette approche se répand aujourd’hui à la conception de produits tangibles,à cause de la numérisation et la démocratisation de ce processus — c’est laconception ouverte.Nombre de pratiques hétérogènes sont cependant regroupées sous ceterme. Les liens avec les pratiques existantes ne sont pas non plus clairementidentifiés. Enfin, peu d’informations à propos du processus de conception ontété formalisées dans la littérature scientifique. Cela freine le développementd’outils pertinents qui permettraient aux concepteurs d’exploiter pleinementles spécificités de la conception ouverte.Ainsi, nous nous sommes intéressés à la modélisation du processus deconception ouverte, dans le cadre du développement de produits tangibles.Nous avons d’abord élaboré une typologie des pratiques via une revue systématique de la littérature. Ensuite, via une approche par théorisation ancrée,nous avons construit des modèles mettant en lumière les différentes facettesdu processus de conception : phases, acteurs, représentations intermédiaires.À travers notre état de l’art, nous avons défini et cartographié la conception ouverte et les notions connexes. Par l’étude de 624 entrées de la base dedonnées Scopus, nous avons identifié trois types de pratiques : do-it-yourself,meta-design, and industrial ecosystem. Elles sont liées au statut (amateur ouprofessionnel) des concepteurs et destinataires du processus. Nous avonsaussi construit deux modèles du ‘do-it-yourself open-design’ à partir d’interviews semi-directifs de 11 participants à des projets de conception ouverte.Cette approche apparaît influencée à la fois par le logiciel libre et la conception amateur. La qualité de nos modèles et de notre modélisation a été validéepar l’outil statistique.Cette étude ambitionne d’être une référence pour de futures recherchessur la conception ouverte, en proposant un panorama détaillé des pratiquesliées à ce phénomène. Nos modèles descriptifs doivent servir de point dedépart pour développer des outils pertinents à l’intention des praticiens.Notre méthode de modélisation peut également être répliquée dans d’autrescontextes pour formaliser des processus encore non cartographiés
Open-source revolutionized the software industry through a public, decentralized, and asynchronous development paradigm that fosters collaboration among peers. New practices and stakeholders disrupted the designingprocess, yet led to industrial successes. Due to the digitalization and democratization of the designing process, this approach now spreads to thedevelopment of tangible artifacts. This is open-design.However, open-design currently appears as an umbrella term that encompasses from amateur do-it-yourself projects to sector-scale industrialcollaborations. It is not clear either, how these practices relate to existing designing approaches. Finally, little knowledge about the open-design processis formalized. This impedes the development of adequate tools for helpingpractitioners to make the most of it.Therefore, we investigated how to model the open-design process in thedevelopment of tangible products. First, we developed a typology of open-design practices based on a systematic search and review of the scientificliterature. Then, we selected one of the types identified and modeled thedifferent facets of the designing process (activities carried out, stakeholdersinvolved, and boundary objects used) in this context, using a groundedtheory-based approach.Through our literature review, we mapped open-design in relation to existing designing approaches, and to coined a new definition thereof. Based on624 papers indexed in the Scopus database, we identified three types of practices — do-it-yourself, meta-design, and industrial ecosystem — which arerelated to the status (professional or amateurs) of the processes’ stakeholders and addressees. We also constructed two models of the ‘do-it-yourselfopen-design’ process using semi-directive interviews of 11 project leaderswho took part in the PoC21 innovation camp. They depict open-design as adesigning process influenced by both open-source software developmentand amateur design. We tested the quality of our models and our modelingmethod via statistical analysis.This study aims to be a cornerstone for future research on open-designby providing an overview of practices linked to this phenomenon. Ourdescriptive models should serve researchers for providing practitioners ofopen-design projects with relevant tools and methods. Our modeling methodcould also be applied in other contexts to formalize uninvestigated designingpractices

Dans leurs processus d’innovation, les grandes entreprises subissent un manque de ressources entre Recherche et Développement appelé vallée de la mort. Le groupe Safran s’est doté d’une direction de l’innovation afin de le compenser. Son fonctionnement est fondé sur une logique d'échange avec les sociétés du groupe. Mais dans les phases amont, lorsque les échanges comportent des inconnus, ils s’interrompent brutalement. En particulier des fiches idées issues de DKCP ne sont pas explorées. Cette recherche-intervention ambitionne donc d’établir un modèle d’action collective pour échanger dans l’inconnu. Elle défend la thèse que dans l’inconnu, vendeurs et acheteurs de technologies innovantes s’engagent dans la conception de la frontière entre des technologies et des environnements.Face aux limites des modèles d’échange marchand, de décision, d’intéressement et de créativité, cette thèse adopte un modèle d’échange intégrant l’inconnu et un cadre analytique issu des théories de la conception innovante. Elle propose le modèle de l’engagement conceptif de ressources. Elle explicite les limites de l'outil conventionnel d'échange de technologies dit Technology Readiness Levels adopté chez Safran. Elle propose alors de modéliser les échanges entre vendeurs et acheteurs de technologies comme l’exploration de la frontière Technologie-Environnement en suivant le formalisme C-K T / C-K E construit. Finalement la méthode Pilotage de l'Exploration Par les Invariants Technologie-Environnement (PEPITE) est élaborée avec la direction de l'innovation Safran sur la base de deux cas d’exploration ayant effectivement passé la vallée de la mort durant l’intervention des chercheurs
Innovation processes of large companies experience a lack of resources between Research and Development, i.e. the valley of death. Safran created its Innovation Department to counterbalance. It is based on exchanges with the subsidiaries. However such exchanges cannot be processed in most early stages, when they include unknowns. For instance, ideas generated through the DKCP method remain unexplored. This intervention-research aims at establishing a model of collective action to exchange in the unknown. It defends the thesis that, in the unknown, sellers and buyers of innovative technologies engage in the design of the boundary between technologies and environments.Facing the limits of classic models of exchanges of economy, decision, intéressement and creativity, this thesis adopts a design-theories framework. It proposes the model of design engagement of resources. It explains the limits of a common tool for exchanging technologies, i.e. Technology Readiness Levels. It proposes to model exchanges between seller and buyer as the exploration of the Technology-Environment boundary. To do so it constructs the C-K T / C-K E formalism. Finally, the method Steering Exploration Through Technology and Environment Invariants ("Pilotage de l'Exploration Par les Invariants Technologie-Environnement" (PEPITE) in French) is constructed in collaboration with Safran Innovation Department. It is based on two cases of explorations which passed the valley of death within the researchers intervention

Nous développons des modèles de processus pour décrire et gérer efficacement la conception innovante, en suivant la méthodologie DRM. D'abord, nous présentons un modèle descriptif de la conception innovante. Ce modèle reflète les processus fondamentaux qui sont utiles pour comprendre les différentes dimensions et étapes impliqués dans la conception innovante. Il permette aussi de localise les possibilités d'innovation dans ce processus, et se focalise sur les facteurs internes et externes qui influencent le succès. Deuxièmement, nous effectuons une étude empirique pour étudier la façon dont le contrôle et la flexibilité peuvent être équilibrés pour gérer l'incertitude dans la conception innovante. Après avoir identifié les pratiques de projets qui traitent de ces incertitudes en termes de contrôle et de flexibilité, des études de cas sont analysés. Cet exemple montre que le contrôle et la flexibilité peuvent coexister. En se basant sûr les résultats managériaux issu de cette étude empirique, nous développons un modèle procédurale de processus et un modèle adaptatif à base d’activité. Le premier propose le cadre conceptuel pour équilibrer l'innovation et le contrôle par la structuration des processus au niveau du projet et par l'intégration des pratiques flexibles au niveau opérationnel. Le second modèle considère la conception innovante comme un système adaptatif complexe. Il propose ainsi une méthode de conception qui construit progressivement l'architecture du processus de la conception innovante. Enfin, les deux modèles sont vérifiées en analysant un certain nombre de processus et en faisant des simulations au sein de trois projets de conception innovante
We develop a series of process models to comprehensively describe and effectively manage innovative design in order to achieve adequate balance between innovation and control, following the design research methodology (DRM). Firstly, we introduce a descriptive model of innovative design. This model reflects the actual process and pattern of innovative design, locates innovation opportunities in the process and supports a systematic perspective whose focus is the external and internal factors affecting the success of innovative design. Secondly, we perform an empirical study to investigate how control and flexibility can be balanced to manage uncertainty in innovative design. After identifying project practices that cope with these uncertainties in terms of control and flexibility, a case-study sample based on five innovative design projects from an automotive company is analyzed and shows that control and flexibility can coexist. Based on the managerial insights of the empirical study, we develop the procedural process model and the activity-based adaptive model of innovative design. The former one provides the conceptual framework to balance innovation and control by the process structuration at the project-level and the integration of flexible practices at the operation-level. The latter model considers innovative design as a complex adaptive system, and thereby proposes the method of process design that dynamically constructs the process architecture of innovative design. Finally, the two models are verified by supporting a number of process analysis and simulation within a series of innovative design projects

Le travail presente dans ce memoire est consacre a l'etude d'une demarche de conception integree du systeme flexible de production. Pour ce faire, nous nous sommes interesses a une extension de l'approche de conception integree a la conception du systeme flexible de production en liaison etroite avec la conception integree du produit. L'objectif est d'identifier les divers problemes de conception du systeme flexible de production, de mettre en evidence les criteres et les contraintes influencant les differentes decisions de conception et de proposer une methodologie de conception. Celle-ci porte, d'une part, sur l'organisation a mettre en place et la definition des outils informatique necessaires. Cela facilitera la prise de decision commune, la reutilisation des connaissances et des experiences passees par capitalisation et la conservation du processus de decisions. D'autre part, dans le but de reduire la duree d'un projet de conception et d'impliquer les experts au moment approprie et pour le juste besoin, il est necessaire de composer plusieurs equipes multidisciplinaire. Ceci implique la decomposition des activites de conception puis le regroupement des activites possedant des liens de dependance tres forts. L'objectif de ce regroupement est de minimiser les interactions a l'exterieur de l'equipe. A cet egard, quelques methodes de regroupement statique ainsi qu'une methode de regroupement dynamique ont ete proposees.

Cette recherche porte sur le développement d'une méthode d'estimation de la qualité environnementale afin d'assister l'éco-conception. Nous avons nommé cette méthode Éco-Profil. Nous nous sommes attachés plus singulièrement à développer un outil adapté aux particularités de la conception architecturale, l'objectif étant de favoriser une (re)mise en question environnementale le plus tôt possible dans le processus de conception. Après avoir exploré différentes approches et outils d'assistance environnementale, nous avons identifié les limites qui expliquent, en partie, les difficultés de ces outils à être intégrés dans la conception architecturale. Certaines phases de conception semblent ne bénéficier que de peu d'assistance, notamment les étapes préliminaires. Pourtant nous savons qu'elles sont essentielles à l'intégration des enjeux environnementaux. Nous proposons une méthode pour assister l'ensemble de la conception architecturale en réponse aux limites identifiées. Une approche estimative par référentiel est mise en place. Elle comporte la particularité d'être globale, qualitative, contextualisé et progressive et possède une instrumentation visuelle analysable. C'est notamment ces caractéristiques qui permettent l'utilisation de la méthode lors des phases de conception en proposant au concepteur le ou les profils environnementaux de son projet. Le développement d'une application prototype nous a conduits à une expérimentation d'Éco-profil. Différents tests ont largement confirmé les hypothèses formulées et la pertinence de la méthode proposée
This research concerns the development of a method to estimate the environmental quality to assist eco-design in architecture. We named this method « Éco-Profil ». We focused more particularly to develop o toot adapted the specificities of architectural design, the aim is to promote environmental challenge as early as possible in the design process. After exploring various approaches and tools for environmental assistance, we have identified some limitations that explain, in part, the difficulties of integration in architectural design. Some phases of design seem appear to get that bit of assistance, including the preliminary stages. Yet they appear to be essential to the integration of environmental issues. We propose a method to assist the overall architectural design in response to the identified limitations. A assessment method per referential is set up, which has the distinction of being comprehensive, qualitative, contextualized and progressive and which has a analysable visual instrumentation. This is particularly this features that allow the use of the method in the design phases and thus provide environmental profiles to the designer. The development of visual tools and an application led us to experiment « Éco-Profil ». These tests have largely confirmed the assumptions made and the relevance of the proposed method

Il arrive que l’architecture soit critiquée pour les usages qu’elle a « produits » ou ceux qu’elle a « interdits » (un certain désaveu des grands ensembles en est symptomatique). Parfois, la critique porte justement sur le décalage entre l’intention d’origine et l’effet réellement produit (les grands ensembles étaient à l’époque pétris d’humanisme). Mais la connaissance de cette intention fait défaut, et engage donc à un travail de recherche.Les théories de la conception ont pour objet une certaine intelligibilité de la conception. Mais il semble que l’activité de conception explicitée par ces théories, se concentre essentiellement sur l’artefact architectural pris dans ses dimensions tangibles et matérielles. S’intéressant au contraire à la « réception » imaginée par l’architecte, la question se pose de savoir si nous sommes en mesure de connaître la conception de modes de vie, l’invention d’usages et d’expériences… L’ancrage dans les sciences de la conception nous engage à nous détacher d’approches telles que celle de la sociologie des usages, puisque nous nous intéressons à des récepteurs qui n’existent pas encore et ne sont que représentés ou anticipés. Le concept de « conception de la réception » construit dans ce travail signifie cette appropriation de la réalité de la réception par la cognition des concepteurs. En effet, le phénomène dont l’explicitation est visée est un processus de pensée, une capacité mentale.Ce travail définit deux corpus imbriqués. D’une part l’architecturologie qui constitue un cas de théorie de la conception dont il est possible de faire l’étude épistémologique critique. D’autre part, les projets de Bernard Tschumi et de Rem Koolhaas pour le parc de La Villette en 1982 qui constituent des cas de processus de conception et un terrain d’application pour une étude architecturologique.— L’architecturologie est choisie comme cas de théorie de la conception pour les raisons qu’elle prend en compte la spécificité de l’architecture et qu’elle est caractérisée par une construction formelle, un potentiel de généralisation et une forte capacité modélisatrice. Elle constitue ainsi un terrain d’étude privilégié pour étudier la capacité d’une théorie à énoncer quelque chose de la « conception de la réception » architecturale. Toutefois, la méthode, construite d’une manière générique, est à même d’étudier d’autres théories de la conception.— Les parcs de la Villette de Bernard Tschumi et de Rem Koolhaas s’offrent comme une matière pertinente à l’étude, parce qu’ils proposent tout deux des usages particulièrement singuliers et répondent à un programme d’innovation sociétale.Le dispositif expérimental consiste alors à observer la théorie en la mettant en action sur ces cas de conception particuliers. La modélisation résultante permet d’évaluer la capacité de la théorie à décrire la « conception de la réception ». Le résultat de cette mise à l’épreuve ouvre ensuite à un travail de consolidation théorique
Architecture happens to be criticized for the uses it « produced » or it « forbid » (the general disapproval of the French « Grands ensembles » being one typical case). Sometimes the critic focuses fittingly on the gap between original intentions and the real effect (the « Grands Ensembles » were at their time supported by a humanistic enthusiasm). But the knowledge of such an intention is lacking and compels to lead this research.Design theories aim a certain intelligibility of the design process. However, it appears that the design explained by those theories is the one that designs the architectural artifact in its tangible and material aspects. But, taking interest in the “reception” of that artifact, the question to ask is whether we are able to know the design of ways of life, the inventions of uses and experiences… The frame of design sciences (H. A. Simon) imply to withdraw from approaches like usage studies and sociological points of view, since we focus on users that do not exist yet but are represented or anticipated. The concept of “conception of the reception” elaborated in this work means this uptake of the reality of the reception by designers’ cognition. Indeed, the phenomenon we aim to elucidate is a thinking process, a mind ability.This work defines two nested researches’ bodies: one being the French theory, “architecturology” (Ph. Boudon, Ph. Deshayes, C.Lecourtois), a case of a design theory which will be epistemologically and critically analyzed; the other one, the projects of Bernard Tschumi and Rem Koolhaas at for the La Villette park comptetition in 1982 which are cases of design processes. These design cases are the field where an architecturological study is applied.— The reason why architecturology is chosen, is that it takes the specificity of architecture into account, and that it is characterized by a formal construction, a generalization potential and a strong modelling capacity. Therefor it is taken as an advantageous field to study the capacity of a theory to state something about the architectural “conception of the reception”. Whatever, the methods is built in a generic way and could study other theories.— The park of La Villette projects are relevant to study as they both suggested particularly unexpected usages and met a social innovation program.The experimental device consists then in observing the theory by putting it in action on particular study cases. The modelling result of it allows evaluating the capacity of a theory to describe the “conception of the reception”. The result of this theoretical probation may open afterwards to a theoretical consolidation work
A volte l'architettura viene criticata per gli usi che ha "prodotto" o per quelli che ha "proibito" (un certo disconoscimento dei "grands ensembles" del dopo guerra francese è sintomatico). La critica riguarda spesso il divario tra l'intenzione originale e l'effetto realmente prodotto (i "grands ensembles" erano considerati all'epoca carichi di valori umanisti). La conoscenza diquesta intenzione è carente e richiede un lavoro di ricerca.Le teorie del design hanno lo scopo di fornire una certa intelligibilità del design stesso. Sembra però che l'attività progettuale spiegata da queste teorie si concentri essenzialmente sul prodotto architettonico nelle sue dimensioni tangibili e materiali. Quando invece ci si interessa alla Ŗricezioneŗ, è legittimo chiedersi se siamo in grado di conoscere la concezione degli stili di vita, l'invenzione degli usi e delle esperienze.... Il radicamento nelle scienze della progettazione (H. A. Simon) ci impone di distaccarci da approcci come la sociologia degli usi, poiché ci interessiamo a dei riceventi (o destinatari) che non esistono ancora e sono solo rappresentati o suggeriti. La nozione di "design della ricezione", elaborata in questo lavoro di ricerca, mette in luce la capacità dei progettisti di pensare la ricezione prima che accade. Il fenomeno che si cerca di spiegare è un processo del pensiero, una capacità mentale.Questo lavoro identifica due corpus intrecciati: da un lato, l' "architetturologia" (cf. Ph. Boudon, Ph. Deshayes, C. Lecourtois), un caso di teoria del design, di cui è possibile condurre uno studio epistemologico critico. Dall'altro, i progetti di Bernard Tschumi e Rem Koolhaas per il parco della Villette del 1982, inquanto esempi del processo di progettazione.Questi due esempi costituiscono un campo di applicazione per un'indagine architetturologica.- La scelta dell'architetturologia come esempio di teoria del design è motivata dal fatto che essa tiene conto delle specificità dell'architettura ed è caratterizzata da una costruzione formale, un potenziale di generalizzazione e una forte capacità di modellizzazione. Per queste caratteristiche essa ci offre la possibilità di studiare come una teoria possa esprimersi inmateria di "concezione architettonica della ricezione". Inoltre il metodo ha valore generale, tanto da permattere di analizzare altre teorie del design.- I parchi de La Villette di Bernard Tschumi e Rem Koolhaas sono rilevanti per lo studio poiché entrambi propongono funzioni singolari e rispondono a un programma di innovazione sociale.Il piano sperimentale consiste quindi nell'osservare la teoria, applicandola a dei casi particolari. Il modello che ne risulta viene utilizzata per valutare la capacità della teoria di descrivere il "design della ricezione". Il risultato di questo test apre quindi la strada a un lavoro di consolidamento teorico
Manchmal wird die Architektur für die Nutzungen kritisiert, die sie "produziert" oder "verboten" hat (eine gewisse Geringschätzung der "grands ensembles" der französischen Nachkriegszeit ist dafür symptomatisch). Manchmal geht es bei der Kritik gerade um die Kluft zwischen der ursprünglichen Absicht und der tatsächlich erzeugten Wirkung (die"grands ensembles" waren damals vom Humanismus inspiriert). Aber eine tiefere Erkenntnis dieser Zielsetzung fehlt und erfordert daher Forschungsarbeit.Gestaltungstheorien zielen darauf ab, eine gewisse Verständlichkeit des Entwurfprozess zu vermitteln. Aber es scheint, dass sich die durch diese Theorien erklärte Entwurfstätigkeit im Wesentlichen auf das architektonische Objekt in seinen konkreten und materiellen Dimensionen konzentriert. Wenn wir uns dagegen für die "Rezeption" interessieren, stellt sichdie Frage, ob wir den Entwurf von Lebensstilen sowie zukünftige Nutzungs - und Erfahrungsausgestaltungen erkennen können.... Die Verankerung in den Wwissenschaften vom Entwerfen (H. A. Simon) verpflichtet uns, uns von Ansätzen wie der Soziologie der Nutzungen zu lösen, da wir uns für Rezipienten interessieren, die noch nicht existieren und nur vorgestellt oder antizipiert werden. Das in dieser Arbeit entwickelte Konzept des "Entwurfs der Rezeption" bedeutet, dass sich die Architekten kognitiv die Realität der Rezeption zu eigen machen. In der Tat ist das Phänomen, das hier beleuchtet werden soll, ein Denkprozess, eine geistige Fähigkeit.Diese Arbeit definiert daher zwei miteinander verflochtene Korpusse: Einerseits ist die ŖArchitekturologieŗ (Ph. Boudon, Ph. Deshayes, C.Lecourtois) ein Fall der Gestaltungstheorie, die man einer kritischen epistemologischen Studie unterziehen kann. Andererseits sind Bernard Tschumis und Rem Koolhaas' Projekte für den Park von La Villette aus dem Jahr 1982 Beispiele für Entwurfsprozesse. Diese Entwurfsbeispiele sind ein Anwendungsgebiet für eine « Architekturologie-Studie ».- Die « Architekturologie » wird als Fallstudie in der Gestaltungstheorie gewählt, weil sie die Spezifität der Architektur berücksichtigt und sich durch eine formale Konstruktion, ein Verallgemeinerungspotential und eine starke Modellierungsfähigkeit auszeichnet. Sie stellt deshalb einen besonders geeigneten Studiengegenstand dar, um zu untersuchen, inwieweit eine Theorie in der Lage ist, etwas von dem architekturalen "Entwurf der Rezeption" zu vermitteln. Allerdings ist die Methode auf eine so allgemeine Weise konstruiert, dass man auch andere Gestaltungstheorien damit untersuchen kann. - Bernard Tschumis und Rem Koolhaasř Entwürfe für den Park von La Villette sind für die Studie relevant, da sie beide besonders originelle Nutzungsmöglichkeiten bieten und einem gesellschaftlichen Innovationsauftrag Rechnung tragen.Das experimentelle Design besteht dann darin, die Theorie zu beobachten, indem es sie auf bestimmte Entwurfsbeispiele anwendet. Die daraus resultierende Modellierung ermöglicht es zu beurteilen, inwieweit die Theorie den "Entwurf der Rezeption" beschreiben kann. Das Ergebnis dieser Prüfung öffnet dann den Weg zu einer theoretischen Konsolidierungsarbeit

Notre travail s'interesse a l'analyse des processus de conception de produits et systemes mecaniques. Il pose les bases d'une comprehension de l'emergence des solutions nouvelles dans des processus de conception cooperative. Ce travail s'inscrit dans une demarche interdisciplinaire mobilisant des concepts et pratiques de recherche de la sociologie industrielle pour apporter un nouveau regard sur les outils d'aide a la conception dans le domaine de la mecanique. Il s'appuie sur deux etudes empiriques : la participation a un processus industriel d'innovation et l'analyse d'une experience de conception distribuee au laboratoire. L'observation participante menee en entreprise souligne la dimension distribuee de l'activite de conception en nous permettant d'identifier les multiples acteurs qui y participent. Cette analyse nous amene a discuter la frontiere entre conception routiniere et innovante generalement faite dans la litterature l'approche experimentale fait apparaitre les objets intermediaires comme support de l'action des concepteurs. Nous insistons notamment sur le role des croquis et brouillons pour la cooperation ainsi que sur le role des criteres dans l'emergence du produit. Nous proposons un modele de l'emergence a travers les notions de critere, evaluation, registre de reference, conjecture et contrainte. Les acteurs jugent de la pertinence d'une conjecture mediatisee par un objet intermediaire en mobilisant et en negociant des criteres. Cette negociation aboutie a une redefinition partielle du probleme de conception. L'emergence du produit est observable et imprevisible mais elle n'est pas aleatoire et irrationnelle. Elle participe des multiples rationalites exprimees par les acteurs du projet au travers de registres de reference. Ces analyses nous permettent de proposer de nouvelles perspectives pour des outils d'aide a la conception permettant de piloter cette emergence.