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N°: 2009 ENAM XXXX Arts et Métiers ParisTech - Centre de Bordeaux Laboratoire T

N°: 2009 ENAM XXXX Arts et Métiers ParisTech - Centre de Bordeaux Laboratoire TREFLE UMR CNRS 8508 2010-ENAM-0040 École doctorale n° 432 : Sciences des Métiers de l'Ingénieur présentée et soutenue publiquement par Adel Amin AMMAR le 26 novembre 2010 Adaptation et mise en place d’un processus d’innovation et de conception au sein d’une PME Doctorat ParisTech T H È S E pour obtenir le grade de docteur délivré par l’École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers Spécialité “ Conception ” Directeur de thèse : Jean-Pierre NADEAU Co-encadrement de la thèse : Dominique SCARAVETTI T H È S E Jury M. Jean-Claude BOCQUET, Professeur des Universités, LGI, Ecole Centrale Paris Président M. Emmanuel CAILLAUD, Professeur des Universités, LGECO, Université de Strasbourg Rapporteur M. Grigoré GOGU, Professeur des Universités, LaMI, IFMA Clermont Ferrand Rapporteur M. Olivier CAHUC, Professeur des Universités LMP, Université de Bordeaux 1 Examinateur M. Jean-Pierre NADEAU, Professeur des Universités, TREFLE, Arts et Métiers ParisTech Directeur de thèse M. Dominique SCARAVETTI, Maître de conférences, TREFLE, Arts et Métiers ParisTech Co-encadrant M. Claude MARQUET, Président Directeur Général, MARQUET & Cie Invité pastel-00566135, version 1 - 15 Feb 2011 pastel-00566135, version 1 - 15 Feb 2011 À mes parents Ahmed et Hayet, Et à Chifa, évidemment pastel-00566135, version 1 - 15 Feb 2011 pastel-00566135, version 1 - 15 Feb 2011 Remerciements Au travers de ces quelques lignes, je souhaite exprimer ma reconnaissance et ma gratitude à toutes les personnes qui, par leur contribution directe ou leur soutien, m’ont aidé pour que je mène à bien ce travail de recherche. Les travaux présentés dans ce mémoire ont été réalisés au sein du laboratoire Inter-établissements TREFLE et de l’entreprise MARQUET & Cie. Cette thèse de doctorat a été dirigée par Jean-Pierre NADEAU, Professeur des universités à l’école Arts et Métiers ParisTech. Ce moment est pour moi, l’occasion de te témoigner à nouveau ma plus grande estime et ma reconnaissance. Tu as toujours fait preuve d’une patience infinie. Tu m'as donné l’envie de faire cette thèse, tu m’as accordé ta confiance et tu m’as prodigué ton aide tant sur le plan humain, que scientifique ou professionnel. Tu m’as appris le travail de chercheur…Milles Merci. Je tiens à remercier mon co-directeur de thèse, Dominique SCARAVETTI, pour son encadrement, son soutien enthousiaste, ses conseils et surtout sa présence amicale au long de ces trois années. Merci Dominique pour ta disponibilité sans faille et ta motivation quotidienne. Ces journées de travail (et notamment les voyages) resteront gravées à jamais dans ma mémoire. Un très grand merci à Claude MARQUET, PDG de l’entreprise MARQUET & Cie, pour m’avoir accueilli au sein de son entreprise, mais également pour son aide et sa confiance tout au long des projets de développement ainsi que sa disponibilité dans la transmission de son savoir et son expérience. Merci pour vos qualités humaines et vos encouragements. Merci aussi pour l’honneur que vous m’avez fait par votre présence à mon jury de thèse. J’adresse également mes remerciements aux personnes qui ont accepté de participer à ce jury de thèse : – M. Emmanuel Caillaud, professeur à l’université de Strasbourg et M. Grigoré Gogu, professeur à l’Institut Français de Mécanique Avancée de Clermont Ferrand, qui m'ont fait l'honneur d'être les rapporteurs de ma thèse. – M. Jean-Claude Bocquet, professeur à l'école centrale de Paris, pour avoir accepté de présider ce jury et M. Olivier Cahuc, professeur à l’université de Bordeaux 1, pour avoir accepté de faire partie de mon jury de thèse et de l'intérêt qu'il a porté sur mon travail. pastel-00566135, version 1 - 15 Feb 2011 Je remercie ensuite Eric ARQUIS, Directeur du TREFLE, de m’avoir accueilli au sein du laboratoire, ainsi que ses autres membres pour leur sympathie, je pense en particulier à MURIEL, MARIAN et Fréderic. Je remercie également tous les membres (permanents et non permanents) de l’équipe Système Energétique et Conception. Je tiens à remercier tous mes collègues de l’entreprise MARQUET & Cie pour leur bonne humeur et leurs conseils lors de mes premiers pas dans l’entreprise, en particulier, Joëlle, Fabienne, Jean, Jacques, Claude. Mes remerciements vont aussi à Frédéric LAUNES pour son soutien quotidien, sa générosité et son grand cœur. C’est l’occasion aussi de t’exprimer ma plus grande estime et ma gratitude. Un grand merci à mon cher ami Yannick COSQUER pour ses remarques toujours très éclairées et pertinentes. Les échanges constructifs que nous avons eu ensemble m’ont régulièrement aidé…Merci. Finalement, un grand merci à ma famille. À mes parents, qui m’ont soutenu et encouragé de loin, sans qui je ne pourrais pas, aujourd’hui, être fière de dire : "je suis docteur !". A mon frère, mes sœurs, mes beaux-frères qui m’ont dispensé des conseils toujours avisés et m’ont encouragé et motivé jour après jour. A ma belle- famille qui a bien sûr contribué, à sa manière, à ce travail. A ma famille en France (Véro, Martin, Giselle, Guillaume, Cédric, Vivianne, Damien, Anne, Camille, Christiane, Mathias, Antoine, Anne-Marie, Philippe) qui m’a soutenu et supporté encore plus spécialement pendant ces trois ans. Je garde un excellent souvenir de tous les moments passés ensemble. Une pensée particulière à mes neveux et nièces. Surtout, merci à mon épouse Chifa qui a supporté ces longues journées, soirées, week-ends et vacances « volées », notamment au cours de ces derniers mois… Merci à elle, pour ceci et pour beaucoup d’autres choses… pastel-00566135, version 1 - 15 Feb 2011 1 Table des matières Chapitre 1 Introduction générale ......................................................................................... 11 1.1 Objet de la recherche ............................................................................................... 11 1.2 Problématique de recherche .................................................................................... 12 1.3 Apports scientifiques et industriels de la thèse ........................................................ 16 1.4 Organisation du document ....................................................................................... 17 Chapitre 2 Contexte industriel et de recherche ................................................................... 19 2.1 MARQUET & Cie : Concepteur et fabricant d’articles chaussants ........................ 19 2.2 Contexte industriel ................................................................................................... 20 2.2.1 Marché très concurrentiel et dépendance de l’extérieur : quelles difficultés ? . 21 2.2.2 Les solutions face à ce constat ........................................................................... 22 2.3 Innovation : choix stratégique des entreprises ........................................................ 23 2.3.1 Innovation ........................................................................................................... 23 2.3.1.1 Définition de l’innovation ........................................................................... 23 2.3.1.2 Intensités d’innovation ................................................................................ 25 2.3.2 PME et innovation .............................................................................................. 26 2.3.2.1 Spécificités des PME ................................................................................... 27 2.3.2.1.1 Ressources limitées ................................................................................. 27 2.3.2.1.2 Flexibilités des PME ............................................................................... 28 2.3.2.1.3 Structure organisationnelle des PME ..................................................... 28 2.3.2.2 Risques dus à l’innovation dans les PME ................................................... 29 2.3.2.3 Complexité de l’innovation en PME ........................................................... 29 pastel-00566135, version 1 - 15 Feb 2011 Adaptation et mise en place d’un processus d’innovation et de conception au sein d’une PME 2 2.3.3 Les processus d’innovation ................................................................................ 31 2.3.3.1 Les processus d’innovation dits linéaires ................................................... 31 2.3.3.2 Les processus d’innovation dits non linéaires ............................................ 33 2.4 Processus de Conception : colonne vertébrale du processus d’innovation ............. 37 2.4.1 Les différents types de processus de conception ................................................ 37 2.4.1.1 Processus séquentiels .................................................................................. 37 2.4.1.2 Processus itératifs ....................................................................................... 39 2.4.1.3 Processus séquentiels/itératifs .................................................................... 41 2.4.2 Les différents types de conception ...................................................................... 43 2.5 Résolution de problèmes de conception ................................................................... 45 2.5.1 Résolution de problèmes par la créativité .......................................................... 45 2.5.1.1 Méthode TRIZ ............................................................................................. 45 2.5.1.2 MAL’IN : logiciel de conduite d’études de créativité technique et d’innovation ................................................................................................................. 48 2.5.2 Résolution de problèmes par la réutilisation des connaissances ....................... 49 2.5.2.1 Pourquoi s’intéresser aux connaissances ................................................... 49 2.5.2.2 Définitions des connaissances et leurs typologies ...................................... 50 2.5.2.2.1 La notion de connaissances .................................................................... 50 2.5.2.2.2 Typologies de connaissances .................................................................. 51 2.5.2.3 Capitalisation des connaissances ............................................................... 55 2.5.2.3.1 Méthodes de capitalisation des connaissances ...................................... 55 2.5.2.3.2 Synthèse et besoin ................................................................................... 57 2.6 Conclusion ................................................................................................................ 57 Chapitre 3 Démarche de capitalisation des connaissances en vue de la construction d’une base de connaissances ............................................................................................................. 59 3.1 Analyse de l’existant ................................................................................................. 60 3.1.1 Analyse séquentielle des procédés existants ...................................................... 61 3.1.2 Représentation graphique de la décomposition fonctionnelle ........................... 63 3.1.3 Nouvelle représentation du graphe de décomposition fonctionnelle d’un procédé 67 3.2 Extraction des connaissances ................................................................................... 71 3.2.1 Description d’une solution technique réalisant une fonction ............................ 72 3.2.1.1 Identification d’une solution technique du point de vue énergétique ......... 72 3.2.1.2 Heuristiques d’évolution des systèmes CTOC ............................................ 75 pastel-00566135, version 1 - 15 Feb 2011 3 3.2.1.3 Flux d’énergie mis en jeu ............................................................................ 75 3.2.1.4 Exemple de structuration d’une solution technique .................................... 77 3.2.2 Qualification d’une solution technique .............................................................. 79 3.2.2.1 Identification des comportements physiques .............................................. 79 3.2.2.2 Critères de pertinence d’une solution technique ........................................ 81 3.2.2.2.1 Critères technologiques .......................................................................... 81 3.2.2.2.2 Critères économiques ............................................................................. 83 3.2.2.2.3 Critères de qualification société, marketing ........................................... 85 3.3 Structuration des connaissances : construction d’une base de connaissances ....... 87 3.3.1 Construction de la base des verbes .................................................................... 88 3.3.1.1 Analyse des bases de verbes existantes ....................................................... 88 3.3.1.2 Identification des classes primaires de la base de verbes selon une vision énergétique ................................................................................................................... 92 3.3.1.2.1 Fonctions de composants ........................................................................ 92 3.3.1.2.1.1 Classe de fonction "Convertir" liée au composant convertisseur ................ 93 3.3.1.2.1.2 Classe de fonction "transmettre" liée au composant transmetteur ............ 93 3.3.1.2.1.3 Classe de fonction "Fournir, Stocker" liée au composant source ................ 94 3.3.1.2.2 Fonctions d’interaction composants/référence ...................................... 94 3.3.1.2.3 Fonctions de contrôle/commande ........................................................... 95 3.3.1.3 Qualification des classes primaires uploads/Litterature/ these-ammar.pdf