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AVERTISSEMENT Ce document est le fruit d'un long travail approuvé par le jury de soutenance et mis à disposition de l'ensemble de la communauté universitaire élargie. Il est soumis à la propriété intellectuelle de l'auteur. Ceci implique une obligation de citation et de référencement lors de l’utilisation de ce document. D'autre part, toute contrefaçon, plagiat, reproduction illicite encourt une poursuite pénale. Contact : ddoc-theses-contact@univ-lorraine.fr LIENS Code de la Propriété Intellectuelle. articles L 122. 4 Code de la Propriété Intellectuelle. articles L 335.2- L 335.10 http://www.cfcopies.com/V2/leg/leg_droi.php http://www.culture.gouv.fr/culture/infos-pratiques/droits/protection.htm Ecole Nationale Supérieure des Technologies et Industries du Bois (ENSTIB) Groupe de Formation Doctorale: Sciences du Bois THÈSE présentée pour l'obtention du titre de Docteur de l'Université Henri Poincaré, Nancy 1 en Sciences du Bois par Pierre-Jean MÉAUSOONE APPROCHE EN INGÉNIERIE CONCOURANTE POUR LES INDUSTRIES DU BOIS Soutenance publique prévue le 15 Novembre1996 devant la commission d'examen: Membres du jury: Président X. DÉGLISE Rapporteurs B. ANSELMETTI A. MOISAN Examinateurs A. BERNARD P. CHAUDOREILLE C.SALES Directeur de thèse P. MARTIN Professeur - ENSTIB, Université Henri Poincaré, Nancy 1 Professeur - 1. U.T Cachan Professeur - ENSAM, Centre d'Aix en Provence Professeur - ESIAL, Université Henri Poincaré, Nancy 1 Responsable recherche développement - UNIFA Chef du programme bois - CIRAD forêt; Directeur de recherche associé - CRAN Professeur, ENSTIB - Université Henri Poincaré, Nancy 1 CRAN/ICF - Faculté des Sciences - B.P.239 - 54506 VANDOEUVRE cédex à Odile, Clémence et Jeanne "Rien ne se fait sans un peu d'enthousiasme." VOLTAIRE Remerciements Le travail présenté dans ce mémoire a été réalisé au sein du Centre de Recherche en Automatique de Nancy (CRAN) dans l'équipe d'Ingénierie de Conception et de Fabrication (ICF) en collaboration avec l'Ecole Nationale Supérieure des Technologies et Industries du Bois (ENSTIB). Si long qu'il fût, le chemin emprunté de la recherche m'a été agréable, de part un environnement fertile et agrémenté de multiples discussions avec de nombreux interlocuteurs, me permettant de mieux cerner tous les aspects de ce travail. Que toutes ces personnes en soient remerciées pour leur temps passé, leurs idées et leur patience. Cependant, je tiens à exprimer tout spécialement ma gratitude à un certain nombre de personnes qui ont permis à ce travail de se concrétiser: - Mr le professeur P. MARTIN, qui a dirigé mes recherches en m'apportant ses conseils pertinents. Je lui serais continuellement reconnaissant de son soutien et de la confiance qu'il m'a accordé dans le travail quotidien. - Mr le professeur ANSELMETTI et à Mr le professeur MOISAN, pour l'intérêt et le temps qu'ils ont consacrés à mes travaux et pour avoir accepté d'en être les rapporteurs. Leurs remarques judicieuses ont contribué à la rédaction de ce mémoire. - Mr le professeur DEGUSE, Mr le professeur BERNARD, Mr SALES et Mr CHAUDOREILLE pour l'honneur qu'ils me font de participer à ce jury en qualité d'examinateurs. Toute ma reconnaissance va également à P. BOULANGER pour son apport significatif dans mon travail et pour les liens d'amitié qui se sont tissés lors de son passage dans nos murs. Je tiens à remercier Mrs F. BAUX ET B. FERCHAUD pour leur aide informatique dans le cadre de leur projet de fin d'études. Je remercie toutes les personnes, collègues de travail, personnels, étudiants qui m'ont côtoyé au sein de l'établissement et qui, de près ou de loin, m'ont aidé dans la réalisation de ce travail. Une activité de recherche ne peut s'accomplir de façon pertinente sans cet apport de toutes et de tous. SOM MAI RE Sommaire 1 Introduction 5 1 - L'industrie manufacturière de seconde transformation du bois 7 1.1 - Le produit ciblé et sa production 8 1.1.1 - Définition 1.1.2 - Typologie 1.1.3 - La composition d'un produit en bois massif 1.2 - La conception d'un produit bois 12 1.2.1 - Les besoins des différents acteurs 1.2.2 - Les représentations professionnelles 1.2.3 - La C.A.O dans les métiers du bois 1.3 - La fabrication des produits massifs 16 1.3.1 - Le matériau 1.3.2 - Contexte industriel 1.3.3 - Les moyens de production 1.3.4 - La gamme de fabrication 2 - Les fonctions études et conception 22 2.1 - Présentation des fonctions 23 2.2 - La conception d'un produit 24 2.3 - Analyse fonctionnelle d'un produit 24 2.4 - Relation conception-fabrication 25 2.4.1 - L'ingénierie concourante 2.4.2 - Les avantages de l'ingénierie concourante 2.4.3 - Limites de l'ingénierie concourante 2.5 - Les entités de conception 28 2 1;. '1 In·l+i,.,l;s,,+i"n ri" 1" ""nce....+;·"n .>J. 1 - III Llall aLlVI ut:; la VV 1 ""L V 1 2.5.2 - Analyse des produits et pièces 2.5.3 - Les entités de conception 2.5.4 - Structure d'une entité fonctionnelle 2.5.5 - Les entités pour le matériau bois 2.6 - Les liens entre la conception et la fabrication 32 2.6.1 - La forte connection 2.6.2 - Liens entre les entités Sommaire 3 -,La fonction méthodes 33 3.1 - Qu'est ce qu'une gamme? 35 3.1.1 - Définitions 3.1.2 - Pré-requis 3.1.3 - Objectif des gammes 3.2 - Le dossier de fabrication 38 3.2.1 - Qui fait quoi? 3.2.2 - Structure du dossier de fabrication 3.2.3 - Apport de l'ingénierie concourante 3.3 Glossaire associé à la rédaction d'une gamme 42 3.3.1 - Contenu d'une gamme 3.3.2 - Phases et sous-phases 3.3.3 - La situation du problème bois 3.4 - Intérêt de la génération automatique de gamme 44 3.4.1 - Les différentes approches d'élaboration de la gamme 3.4.2 - Traitement manuel des gammes 3.4.3 - Le contexte d'automatisation de la gamme 3.5 - Analyse comparative de différentes caractéristiques 50 4 - Les Entités bois 53 4.1 - La description technique d'une pièce 54 4.1.1 - Choix de la description 4.1.2 - Notion générale d'entité 4.2 - Les entités d'usinage dans le domaine du bois 55 4.2.1 - Définitions des entités d'usinage dans le domaine du bois 4.2.2 - Opérations et entités d'usinage bois 4.2.3 - Entités et fonctions 4.3 - Liens entre les différentes entités pour notre application 63 4.3.1 - L'entité de production bois 4.3.2 - Caractérisation des entités de production bois 4.3.3 - Attributs des entités de production bois 4.4 - Applications des entités de production bois 65 5 - Formalisation de l'expertise 67 5.1 - Analyse de l'existant 68 5.1.1 - Etat des lieux 5.1.2 - Savoir-faire et expertise 5.1.3 - Les différentes approches 5.1.4 - Interactions avec notre projet Sorrunarre 2 5.2 - Notre formalisation de l'expertise et des connaissances 73 5.2.1 - Les données d'ensemble 5.2.2 - Application à notre recherche 5.3 - Analyse structurée 74 5.3.1 - Pourquoi l'analyse structurée? 5.3.2 - Principe de base 5.3.3 - Représentation utilisée 5.3.4 - Lecture d'une analyse 5.4 - Analyse structurée appliquée à notre problème 77 5.4.1 - Modifications utiles à notre analyse 5.4.2 - Résultats 5.4.3 - Conclusion 6 - Conception par entités 81 6.1 - Positionnement du problème 82 6.2 - Démarche utilisée 82 6.2.1 - Situation 6.2.2 - Problèmes rencontrés 6.3 - Les paramètres des entités de production bois 84 6.3.1 - Informations liées à la pièce 6.3.2 - Informations liées aux entités de production bois 6.3.3 - Dimensionnement des entités de production bois 6.3.4 - Récapitulatif 6.4 - Développement de l'interface C.A.O 88 6.4.1 - Logiciel de C.A.O 6.4.2 - Le langage de programmation LISP 6.4.3 - Réalisation du module de conception par entités 6.4.4 - Création d'un menu déroulant 6.4.5 - Création d'un menu icône 6.4.6 - Création de boites de dialogue 6.4.7 - Les programmes Autolisp 7 - Interface C.A.O - GAMBOIS 94 7.1 - Présentation de GAMBOIS 95 7.1.1 - Caractéristiques du système GAMBOIS 7.1.2 - Les critères de développement 7.1.3 - Utilisation du système 7.1.4 - Les particularités de GAMBOIS 7.2 - Liaison C.A.O - GAMBOIS 100 7.2.1 - Les informations à transférer 7.2.2 - Traitement réalisé 7.2.3 - Structure des fichiers Sommaire 3 8 -.Traitement d'un exemple 8.1 - Les préliminaires 8.2 - Le traitement sous C.A.O 8.3 - La gamme d'usinage 8.4 - Validation 9 - Conclusions et perspectives ANNEXES - Annexe 1 - Références bibliographiques - Annexe 2 - La connaissance du bois 2.1 - Le matériau bois 2.2 - Glossaire technique 2.3 - Les produits de la seconde transformation du bois 2.4 - Les machines-outils bois 2.5 - Les outils bois - Annexe 3 - Glossaire Conception et Fabrication - Annexe 4 - Les entités de production bois - Annexe 5 - Formalisation de l'expertise 5.1 - Diagrammes IDEfO 5.2 - Diagrammes de l'analyse structurée - Annexe 6 - L'interface C.A. 0 6.1 - Programmes des menus 6.2 - Programme de développement - Annexe 7 - Exemple traité: la porte d'entrée 000000000000 Sommaire 104 105 106 109 110 112 114 115 120 121 124 131 137 142 145 150 160 161 181 186 187 190 197 4 INTRODUCTION La transformation mécanique du bois s'est développée, depuis cinquante ans, avec un souci grandissant de productivité contrainte par un matériau à faible valeur ajoutée et par un domaine industriel empreinte de connaissances ancestrales et empiriques. Elle est paNenue à une situation où le modernisme engendré par des systèmes de production automatisés est étroitement imbriqué uploads/Industriel/ bois-massif.pdf