Thèse en cours

De l'innovation à l'intégration des nouvelles technologies d'assistance physique de type exosquelette. Quelle place de l'humain dans une démarche de conception innovante ?
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Auteur / Autrice : Yonnel Giovanelli
Direction : William BertucciArnaud Gouelle
Type : Projet de thèse
Discipline(s) : Biomécanique et physiologie du mouvement
Date : Inscription en doctorat le 11/03/2021
Etablissement(s) : Reims
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences du Numérique et de l’Ingénieur (Reims, Marne)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Performance, Santé, Métrologie, Société (PSMS) (Reims, Marne)

Résumé

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L'objectif de cette thèse est de proposer une démarche globale d'intégration des Nouvelles Technologies d'Assistance Physique (NTAP) de type exosquelette centrée sur l'humain. L'originalité de ces travaux réside dans l'articulation de plusieurs disciplines et domaines à différentes phases de la démarche. Les phases retenues sont la phase d'innovation, la phase de conception et la phase d'intégration. Chacune des phases est itérative, ainsi que l'ensemble de la démarche. Afin de conserver une cohérence tout au long du projet d'intégration, nous proposons de mettre en œuvre une démarche globale d'intégration de conception à boucles itératives. Les liens entre les différents critères techniques, les déterminants de l'activité et les Facteurs Organisationnels et Humains (FOH) peuvent ainsi ouvrir de nouveaux espaces de conception : « La création de possibles n'est donc pas seulement acquisition, analyse et traitement d'informations (Solé, 2000). Cela doit être un processus non pas cognitif ou pas seulement existentiel, mais un processus collectif. Le monde qui s'ouvre à nous en intégrant les NTAP « n'est pas la réalisation d'un projet, c'est l'imprévisible résultat d'un processus non maîtrisable de création collective » (Solé, 2000). La richesse de l'approche proposée est d'articuler différents courants que l'on peut associer à la conception dite innovante : - la conception innovante sous l'angle de la théorie C-K (Hatchuel & Weil, 2003) (C : Concept, K : Knowledge) permet une défixation qui se doit d'être cognitive, sociale et collective, mais permet également d'élargir le champ des connaissances. La théorie « C-K constitue une modélisation originale du raisonnement associé aux situations de conception innovante », (Garel, & Le Masson, 2007), contrairement à d'autres théories existantes. La notion de modélisation est un élément clé. (Varenne, 2020) la « désigne toute une stratégie de recherche recourant à une série raisonnée et comparative de modèles, avec l'objectif d'isoler le (ou les) modèle(s) remplissant le mieux la (ou les) fonction(s) de connaissance recherchée(s) ». C'est dans cet esprit que nous avons recherché à combiner plusieurs modèles cohérents et complémentaires en vue de ne pas rester sur une approche méthodologiquement réductrice à des choix arbitraires. o Les questions de recherche qui se posent alors sont : de savoir en quoi la théorie de la conception innovante C-K ne permet pas de maitriser la conception d'un nouvel outil/moyen/interface… dans un environnement de travail spécifique ? pourquoi choisir cette approche ? que peut-elle apporter dans une démarche de conception ? - La conception biomécanique en lien avec la motricité ou du comportement physique de l'homme au travail (Gendrier, 2004) et (Giovanelli, 2014) permet de replacer l'humain au centre de la démarche (Giovanelli & Touchard, 2018). Il est alors possible lors de la conception technique et de l'expérimentation (méthodes objectives et subjectives) (AFNOR, 2017) de recentrer la conception sur l'humain (Giovanelli & Touchard, 2018) (Kristoffersen, 2020) et pas seulement sur l'utilisateur (E. Brangier & Robert, 2010) ou sur une conception technico centrée. o La question de recherche qui se pose est de savoir comment replacer et conserver l'Homme au centre tout au long de la démarche de conception. - la conception des systèmes de productions en lien avec les Facteurs Organisationnels et Humains (Daniellou et al., 2010) et la culture de sécurité (Besnard et al., 2017) permet d'anticiper les effets sur les usages futurs (Nelson, 2011) des NTAP. o La question de recherche globale de ces travaux serait donc de savoir comment, dans une conception disruptive, on peut concevoir un objet inédit sous contraintes / opportunités en lien avec les FOH et la sécurité ? Cependant, vouloir développer et déployer des nouvelles technologies ne peut être abordé sans tenir compte du processus d'acceptabilité et d'acceptation. (Wioland, Debay, et al., 2019) (Wioland, Atain-Kouadio, et al., 2019) propose un processus d'acceptabilité et d'acceptation en 3 niveaux de ces nouvelles technologies. Le 1er niveau d'acceptabilité est considéré de « pratique ou d'opératoire » (Wioland, Debay, et al., 2019) et correspond à la conception de solutions ergonomiques afin d'en favoriser l'acceptation. Le 2eme niveau d'acceptabilité permet au futur utilisateur « d'évaluer par anticipation la technologie » (Wioland, Debay, et al., 2019) donc, d'en prédire l'acceptation ou les « intentions d'usages ». Le dernier niveau consiste à évaluer l'usage effectif de la nouvelle technologie ainsi que le vécu subjectif des agents qui l'utilisent. La théorie C-K permet de « revisiter » les projets antérieurs (Le Masson & Weil, 2010) afin de comprendre la genèse de projets innovants et les mécanismes d'une conception réglée de types bureaux d'études. A partir du retour d'expérience du projet de conception d'un exosquelette multi assistances SHIVA Exo (Giovanelli & Touchard, 2018), mais aussi et surtout dans le cadre du projet de conception de la nouvelle version du SHIVA Exo, nous proposons une nouvelle méthode de conception issue de la théorie C-K, en intégrant la notion d'environnement de travail spécifique en lien avec une problématique liée au Travail. L'objectif est de développer un exosquelette plus abouti, plus léger, moins encombrant et avec des réglages d'assistance automatiques et plus utilisable. Il existe plusieurs méthodes issues de la théorie C-K. En effet, la théorie C-K permet d'adapter de créer des méthodes de façon à être le plus pertinent possible en fonction du contexte de mobilisation de la démarche de conception. (Laousse & Hooge, 2016) décrivent la méthode K-C-P, (P : proposals) méthode académique, ainsi que le minilab (Laousse, 2018) que nous avons utilisé lors du projet de conception du SHIVA Exo. La méthode générique et canonique KCP est incomplète quant à la prise en compte de l'acticité. Quelles sont les conditions d'adaptation des méthodes de conception innovante qui permettraient de prendre en compte la notion d'activité ? Cette incomplétude, je propose de la réduire avec l'intégration d'autres « possibles » (Solé, 2000), d'autres approches notamment l'essai de classement des risques professionnels ITMAMi (Monteau, 1974), les FOH (Daniellou et al., 2010), la décomposition multimodale de l'activité (Plos & Buisine, 2006), les nœuds papillons (Debray, 2007) ainsi que la culture de sécurité industrielle (Besnard et al., 2017) sans oublier l'ergonomie prospective (É. Brangier & Robert, 2014), l'ergomotricité (Giovanelli, 2008) (Giovanelli, 2014) et l'approche biomécanique (référence à trouver) qui peuvent, par extension, contribuer à adapter la méthode KCP de manière à opérationnaliser la conception innovante appliquée au Travail. Les travaux proposés vont à la fois permettre la création d'une méthode adaptée au Travail, à l'Activité, mais permettront aussi de développer les supports et outils nécessaires.