Thèse soutenue

Conception Architecturale de Systèmes Complexes par une Approche Energétique : Application au Domaine Aéronautique.

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Auteur / Autrice : Corentin Malchair
Direction : Jérome PailhesMarco Montemurro
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Conception (AM)
Date : Soutenance le 29/01/2021
Etablissement(s) : Paris, HESAM
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de mécanique et d'ingénierie de Bordeaux - Institut de mécanique et d'ingénierie de Bordeaux
établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure d'arts et métiers (1780-....)
Jury : Président / Présidente : Eric Bonjour
Examinateurs / Examinatrices : Marco Montemurro, Denis Cavallucci, Alain Daidié, Elise Gruhier
Rapporteurs / Rapporteuses : Denis Cavallucci, Alain Daidié

Résumé

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La conception architecturale des systèmes complexes présente de nombreuses difficultés et les méthodes de conception classiques ne peuvent apporter qu’une réponse limitée aux problématiques actuelles. De nombreuses méthodologies proposent des solutions en se concentrat sur une facette du processus de développement ou un critère de conception spécifique. La mondialisation et l’augmentation de la population imposent aux industriels des cadences de production élevées, tandis que les nouveaux modes de consommation leur demandent une forte agilité pour s’adapter rapidement aux besoins des clients. Ces contraintes mettent en évidence les limites du paradigme de conception actuel et exacerbent les problématiques issues du processus de développement du produit. La décorrélation entre les différentes vues du produit (fonctionnelle, physique et industrielle) favorise l’apparition d’incohérences et complexifie un processus déjà très contraint. Ces travaux de recherche proposent de lier les différentes vues du produit au cours de son développement afin de renforcer la robustesse de la conception, favoriser la conception collaborative et améliorer la traçabilité des choix de conception au cours du développement d’un produit. L’approche CTOC (Convertisseur, Transmetteur, Opérateur, Contrôle) formalisée ici fait écho à cette proposition en offrant un cadre de conception robuste permettant de construire simultanément les vues fonctionnelle et physique du produit. Des développements de la méthode CTOC sont présentés dans cette thèse afin de répondre aux problématiques identifiées dans le contexte de l’étude mais aussi pour offrir un environnement de conception favorisant l’innovation architecturale.Les choix de conception réalisés durant la phase de conception architecturale impactent l’ensemble du développement et les conséquences de ces choix peuvent n’apparaitre que bien plus tard. Ainsi, la phase d’industrialisation du produit peut révéler une performance industrielle insatisfaisante dont l’origine remonte à des choix de conception réalisés au début du processus de développement. L’intégration de critères d’évaluation de la performance industrielle dès la phase de conception préliminaire permet aux concepteurs de discriminer très tôt des architectures candidates et d’évaluer leur performance industrielle. Les travaux présentés dans cette thèse apportent des développements à la méthode CDfA (Conceptual Design for Assembly) qui se concentre sur l’évaluation de la performance industrielle d’assemblage et propose une méthode pouvant être étendue à d’autres critères dans le futur.L’identification d’une forte synergie entre les approches CTOC et CDfA a permis de les regrouper en une méthodologie de conception architecturale. L’utilisation du modèle CTOC comme base d’application de l’approche CDfA apporte de nombreux avantages et notamment une plus grande maîtrise d’un système malgré sa complexité. Le modèle CTOC global remplit les conditions nécessaires à l’application de la méthodologie d’évaluation de la performance industrielle décrite par l’approche CDfA. Ces travaux formalisent une méthodologie globale de conception architecturale liant les vues fonctionnelle, physique et industrielle du produit et applicable dès la phase de conception préliminaire.