La qualité d'un produit et son temps de commercialisation dépendent étroitement du temps de conception du système de production. En effet, le temps de conception du système rallonge d'autant la commercialisation du produit. Par conséquent, la conception d'un système automatisé étant partagée entre plusieurs acteurs (automaticien, mécanicien, maintenicien...), une méthode de conception doit être appliquée. Celle-ci doit accroître la cohérence des prises de décision des intervenants afin d'augmenter la qualité du système et réduire son temps de conception en permettant une conception concourante entre les différents acteurs. Cependant, à notre connaissance, il n'existe actuellement aucune démarche qui intègre les caractéristiques précédentes. Dans ce contexte, le travail présenté dans ce mémoire contribue à l'élaboration d'une démarche assurant une conception concourante du produit. Cette démarche présente deux aspects inter corrélés : le modèle de produit et le processus de conception. Le modèle de produit est caractérisé par cinq sous-ensembles de modèles auxquels nous associons un ensemble de concepts. Le processus de conception, non monotone, précise les opérations outils, et méthodes nécessaires à l'instanciation de chaque concept du modèle de produit. Nos travaux portent sur la définition des concepts et du processus de conception assurant la spécification fonctionnelle du produit ainsi que la spécification de sa partie commande. La démarche de spécification fonctionnelle a été évaluée a travers l'étude d'un système d'assemblage de pièces d'avion. Cette évaluation a permis de souligner la non-monotonie du processus de conception qui donne une totale liberté au concepteur. Les perspectives de recherche qui découlent de l'analyse des résultats concernent d'une part la définition de modèles de représentation communs entre les différents intervenants et d'autre part, l'intégration des aspects « sûreté de fonctionnement» et « coût» à la démarche proposée.

LA DESCRIPTION DE LA PROBLEMATIQUE LIEE A L'INTEGRATION DE LA SURETE DE FONCTIONNEMENT (SDF) EN CONCEPTION, NOUS AMENE A PROPOSER UN SYSTEME INFORMATIQUE A BASE DE CONNAISSANCES: LE POSTE DE TRAVAIL SDF DU CONCEPTEUR, COMME UNE ISSUE POSSIBLE. CE LOGICIEL, DESTINE AUX BUREAUX D'ETUDES DE SYSTEMES DE TRAITEMENT DES FLUIDES, PERMETTRAIT DE REALISER L'ETUDE DE SDF AU SEIN MEME DE L'ENTREPRISE CONCEPTRICE. LES CONCEPTEURS, UTILISANT LE LOGICIEL, N'AURONT PAS BESOIN D'ETRE SPECIALISES EN SDF. L'OUTIL PROPOSE, DANS UN PREMIER TEMPS, CONSTRUIT, A PARTIR DU PLAN DU SYSTEME INITIALEMENT CONCU ET DES CONNAISSANCES DE L'HOMME DE METIER SUR SON FONCTIONNEMENT, UN DIAGRAMME DE FIABILITE, DES FICHES AMDE (ANALYSE DES MODES DE DEFAILLANCES ET DE LEURS EFFETS), ET DES ARBRES DE DEFAILLANCE. A L'AIDE DE CES MODELES, L'OUTIL PROPOSE, DE MANIERE INTERACTIVE ET AUTOMATIQUE, DES SOLUTIONS AMELIORATIVES DE LA DISPONIBILITE OPERATIONNELLE DES SYSTEMES RESPECTANT DES CRITERES DE COUTS. CETTE OPTIMISATION EST BASEE SUR LA METHODE DE LA REDONDANCE PARTIELLE POUR L'ALLOCATION DE DISPONIBILITE (DEFINITION ET CHOIX DES REDONDANCES, DES MATERIELS TECHNIQUES ET DE LA MAINTENANCE PREVENTIVE) ET SUR LES RESULTATS AMDE. LE COUT GLOBAL DE POSSESSION SERT DE CRITERE DE SELECTION DES SOLUTIONS PROPOSEES. LE DEVELOPPEMENT DU PROTOTYPE INFORMATIQUE ICIPANAM A PERMIS DE VALIDER LA FAISABILITE DE L'AUTOMATISATION DE LA PARTIE QUALITATIVE DE L'ETUDE DE SDF DE SYSTEMES DE PRODUCTION ; C'EST A DIRE LA GENERATION AUTOMATIQUE DE MODELES DE SDF. NOUS PROPOSONS DES METHODES ET DES ORIENTATIONS POUR DEVELOPPER LE MODULE D'OPTIMISATION DE LA DISPONIBILITE OPERATIONNELLE

Les travaux de recherche exposés dans ce mémoire sont relatifs à l'élaboration d'une méthode d'intégration de la santé-sécurité à la conception des produits. L'intégration de la santé sécurité dans la conception est aujourd'hui considérée comme un processus séquentiel. Ce type d'approche ne permet pas d'atteindre les résultats escomptés en termes d'amélioration de la sécurité. La méthode proposée consiste à prendre en compte celle-ci dès les premières phases de conceptualisation du produit. Nous avons proposé trois principes fondamentaux régissant la conception sécuritaire. Elle est basée sur les méthodes de conception systématique et axiomatique et permet trois cas d'emploi. Nous proposons ainsi, un processus du risque évoluant simultanément avec un processus de conception. Ce processus des risques est constitué de six contextes, exprimant chacun un nouveau point de vue des risques. Cette méthode, baptisée IRAD permet au concepteur d'exprimer les exigences de sécurité d'une part, à partir de l'analyse structurée du retour d'expérience (cas d'emploi 1) et d'autre part, à partir de l'analyse systématique des risques liés aux choix technologiques effectués au cours de la conception (cas d'emploi 2). Suite à cette démarche, le cahier des charges du produit s'avère évolutif et dépendant du développement du produit. La conception de produits sécuritaires s'effectue alors à travers l'intégration des exigences de sécurité dans la synthèse des solutions (cas d'emploi 3). Les exigences de sécurité découlant de la mise en oeuvre de la méthode se présentent sous forme d'équations d'optimisation. L'applicabilité de la méthode IRAD a été enfin démontrée sur le cas des liaisons tracteur-outils.

La conception mécanique assistée par ordinateur est un processus complexe unissant différentes activités. L’intégration de ces activités est nécessaire pour satisfaire aux exigences actuelles de l'ingénierie (simultanée, concourante, communicante). Ce besoin est confronté à des problèmes de modélisation, de structuration de données et de communication interprocessus. Dans ce mémoire, nous nous intéressons à l'intégration CAO/calcul. Nous présentons une approche originale permettant d'intégrer ces activités à différents niveaux du processus de conception mécanique. Nous présentons dans le premier chapitre une étude des différentes étapes de conception des produits mécaniques, afin d'identifier les techniques, méthodes et modèles de calcul utilises dans chacune de ces étapes. Nous analysons dans le deuxième chapitre le problème de l'intégration CAO/calcul. Nous commençons par la définition des exigences de l'intégration des fonctions et des outils relatifs à ces deux domaines. Nous présentons ensuite un état de l'art permettant d'identifier les facteurs clés du problème considéré. Cela nous permet d'introduire notre point de vue, qui s'articule autour des trois composantes suivantes : méthode de conception, modèle de produit et modèle de processus de conception. Notre contribution personnelle fait l'objet du chapitre trois. D’abord, nous détaillons la méthode de conception fonctionnelle permettant de couvrir l'activité de conception, depuis l'expression du besoin jusqu'aux étapes du domaine pré-manufacturier. Nous proposons ensuite la structure et les concepts du modèle de processus et du modèle de produit que nous proposons pour satisfaire les exigences de l'intégration CAO/calcul. Dans le chapitre quatre, nous décrivons l'outil informatique que nous avons développé pour illustrer notre approche. Sur la base d'un exemple d'application, le cinquième chapitre est consacré à l'évaluation du système informatique et a la présentation de nos perspectives de recherche.

L'intégration de la sécurité dès la conception, est une nécessité pour l'amélioration des performances des systèmes de production aussi bien en mode de fonctionnement normal qu'en mode de fonctionnement dégradé ou de maintenance, lors de réglages, de dépannages, de changements de production, etc. Cette intégration nécessite l'existence d'outils et de méthodes facilitant la communication entre les différents métiers intervenant dans le processus de conception. Le manque d'outils et de méthode, constaté par les résultats de nos analyses, a conduit à la spécification de modèles pertinents relatifs au système de production et à son processus de conception permettant à terme une prise en compte des risques pouvant apparaître en phase d'exploitation. Une définition de la notion Situation de travail a été proposée. Cette notion, développée et argumentée, a permis d'établir les fondements d'un modèle conceptuel de situation de travail, à partir d'éléments exprimés dans les normes, de résultats de nos analyses et pour certains de la littérature scientifique. Ce modèle proposé devrait permettre la prise en compte du point de vue " sécurité " au plus tôt possible dans les phases de conception des systèmes complexes. Une approche de l'utilisation de ce modèle a été décrite en prenant en compte différents niveaux de la dynamique de la situation de travail dans l'utilisation du modèle et dans un contexte socio-technique. L'intérêt et la pertinence du modèle pour le processus de conception, en y incluant le processus d'intégration de la sécurité des hommes et les retours de terrain, ont été illustrés. L'intégration et la dynamique de l'utilisation de ce modèle permettent de faciliter la communication entre les différents acteurs du projet et d'éviter des modifications ultérieures coûteuses. Ces modifications nécessitent la recherche de moyens (méthodes, outils, etc.) pour résoudre des contradictions, comme sécurité-productivité, lesquelles ont été traitées.Un support méthodologique et technique (maquette informatique démonstrative) a été proposé afin d'aider le concepteur à structurer le processus de conception dans un objectif de représenter et gérer l'ensemble des informations relatives au système socio-technique en phase d'utilisation sur site industriel. Ce support méthodologique permet aussi de faciliter et systématiser la communication entre les différents projeteurs dans le projet.