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N°: 2009 ENAM XXXX Arts et Métiers ParisTech – Campus de Paris Laboratoire Conc

N°: 2009 ENAM XXXX Arts et Métiers ParisTech – Campus de Paris Laboratoire Conception de Produits et Innovation 2015-ENAM-0038 École doctorale n° 432 : Sciences des Métiers de l’ingénieur présentée et soutenue publiquement par Pathum BILA-DEROUSSY le 2 décembre 2015 Approche systémique de la créativité : outils et méthodes pour aborder la complexité en conception amont 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 ” Directrice de thèse : Carole BOUCHARD T H È S E Jury M. Bernard YANNOU, Professeur, LGI, CentraleSupélec Président Mme Nathalie BONNARDEL, Professeur, PsyCLE, Aix-Marseille Université Rapporteur Mme Amandine PASCAL, Maître de Conférences, LEST, Aix-Marseille Université Examinateur Mme Carole BOUCHARD, Professeur, LCPI, Arts et Métiers ParisTech Examinateur Mme Saran DIAKITE KABA, Head of User Experience Innovation, PSA Peugeot Citroën Invitée Mme Frédérique PAIN, Design Research & Innovation Director, Strate-Ecole de Design Invitée « À l’origine de la vie, il s’est créé une sorte de boucle, une sorte de machinerie naturelle qui revient sur elle-même et qui produit des éléments toujours plus divers qui vont créer un être complexe qui sera vivant. Le monde lui-même s’est autoproduit de façon très mystérieuse. La connaissance doit avoir aujourd’hui des instruments, des concepts fondamentaux qui permettront de relier. » Edgar Morin, 1995. 2 3 Remerciements Mes remerciements s'adressent tout d’abord aux professeurs Bernard YANNOU et Nathalie BONNARDEL pour avoir accepté d'être les rapporteurs de mon travail. Je remercie également Amandine PASCAL, Maitre de conférences, pour avoir accepté d’être examinateur de cette thèse. Je remercie le professeur Améziane AOUSSAT pour m’avoir accueilli au sein du Laboratoire de Conception de Produits et Innovation (LCPI). Je remercie tout particulièrement le professeur Carole BOUCHARD pour avoir encadré cette thèse tout au long des trois ans. Pour sa contribution à la rigueur de mon travail, et son soutien dans les périodes difficiles. Je n'aurais pas réalisé cette thèse si Saran DIAKITE KABA ne m'avait pas accueillie, tout d’abord en master de recherche puis en thèse, au sein de l’entité User eXperience Innovation (UXIN) du groupe PSA Peugeot Citroën. Son entité a constitué un environnement propice pour mener un véritable travail de recherche-action. Je remercie Dominique SCIAMMA pour m’avoir donné l’envie de faire une thèse en design, et m’avoir accueilli à Strate-Ecole de Design pour y mener des expérimentations. Je remercie également Frédérique PAIN, pour avoir co-suivi mon travail en y apportant le regard de la recherche issue d’une école de design. Enfin, je remercie tous les collaborateurs que j’ai pu croiser de près ou de loin tout au long de cette thèse, mes collègues, et amis. Je remercie mes collègues chez PSA, les UXINers d’hier et d’aujourd’hui, pour leur implication dans mon travail d’expérimentation notamment, et pour tous les bons moments passés avec eux. Je remercie mes collègues doctorants du labo LCPI, et particulièrement la team du Bureau 38, ma « teammate » de thèse Paula… et les produits antidépressifs Haribo©. Je remercie mes amis de Strate (Alumni !), pour les bons moments « off » entre Stratos, qui m’ont permis de « sortir la tête de l’eau », et de tenir le coup. Enfin je remercie ma famille, mes chers parents et ma sœur, pour avoir supporté mes humeurs et tenu le coup à distance, et ma grand-mère pour le goût des lettres classiques et modernes qu’elle a su me transmettre. A mon Maine Coon « Iron », qui est entré dans ma vie grâce à cette thèse, et qui je l’espère, m’accompagnera encore de nombreuses années. 4 5 Table des matières INTRODUCTION GENERALE: Objectif et Problématique ................................................................................................................ 9 Méthodologie de recherche ............................................................................................................. 10 Originalité et Apports ...................................................................................................................... 11 Structure du document .................................................................................................................... 12 PREMIER CHAPITRE:Contexte, positionnement et enjeux Introduction du premier chapitre : .................................................................................................. 17 1.1 Contexte ...................................................................................................................................... 18 1.1.1 Contexte industriel ............................................................................................................................... 18 1.1.2 Contexte académique ........................................................................................................................... 21 1.1.3 Contexte méthodologique................................................................................................................... 24 1.2 Positionnement ..........................................................................................................................28 1.2.1 Paradigme systémique.......................................................................................................................... 28 1.2.2 Sciences de la conception .................................................................................................................... 30 1.2.3 Créativité en conception ..................................................................................................................... 32 1.3 Enjeux ........................................................................................................................................34 1.3.1 Enjeux économiques............................................................................................................................ 34 1.3.2 Enjeux scientifiques ............................................................................................................................. 35 1.3.3 Enjeux sociétaux ................................................................................................................................... 35 Synthèse du premier chapitre ..........................................................................................................37 SECOND CHAPITRE:Etat de l'art Introduction du deuxième chapitre ................................................................................................. 41 2.1 Approche systémique .................................................................................................................43 Introduction de l’approche systémique ...................................................................................................... 43 2.1.1 Principes fondamentaux ...................................................................................................................... 43 2.1.2 Systèmes complexes ............................................................................................................................. 45 2.1.3 Modélisation systémique ..................................................................................................................... 48 Conclusion de l’approche systémique ........................................................................................................ 54 6 2.2 Conception amont ..................................................................................................................... 55 Introduction de la conception amont ......................................................................................................... 55 2.2.1 Cognition en conception ..................................................................................................................... 55 2.2.2 Processus de conception ..................................................................................................................... 58 2.2.3 Productions ............................................................................................................................................ 60 2.2.4 Approches systémiques de la conception ......................................................................................... 62 Conclusion de la conception amont ............................................................................................................ 63 2.3 Créativité en conception ............................................................................................................ 65 Introduction de la créativité en conception ............................................................................................... 65 2.3.1 Cognition et psychisme ........................................................................................................................ 65 2.3.2 Processus de créativité ......................................................................................................................... 80 2.3.3 Facteurs influents .................................................................................................................................. 83 2.3.4 Approches systémiques de la créativité ............................................................................................. 92 Conclusion de la créativité en conception .................................................................................................. 96 Synthèse du deuxième chapitre ...................................................................................................... 98 Introduction .................................................................................................................................................... 98 A l’échelle Macroscopique : environnement ........................................................................................... 100 A l’échelle Mésoscopique : individu ......................................................................................................... 101 A l’échelle Microscopique : objet .............................................................................................................. 103 Conclusion .................................................................................................................................................... 104 TROISIEME CHAPITRE:Modélisation théorique Introduction du troisième chapitre ................................................................................................ 109 3.1 Construction d’un pré-modèle .................................................................................................. 110 3.1.1 Principes de modélisation ................................................................................................................. 110 3.1.2 Représentation synchronique et diachronique .............................................................................. 111 3.1.3 Topologie systémique ....................................................................................................................... 113 3.2 Problématique de recherche..................................................................................................... 117 3.2.1 Constats ............................................................................................................................................... 117 3.2.2 Problématique .................................................................................................................................... 117 3.3 Hypothèses de modélisation .................................................................................................... 119 3.3.1 Hypothèse générale ........................................................................................................................... 119 3.3.2 Hypothèse 1 : outils ........................................................................................................................... 120 3.3.3 Hypothèse 2 : formats ....................................................................................................................... 120 3.3.4 Hypothèse 3 : processus ................................................................................................................... 120 Synthèse du troisième chapitre ...................................................................................................... 121 7 QUATRIEME CHAPITRE:Expérimentation Introduction du quatrième chapitre .............................................................................................. 125 4.1 Pré-expérimentations ............................................................................................................... 129 4.1.1 Objectif ................................................................................................................................................ 129 4.1.2 Structure ............................................................................................................................................... 129 4.1.3 Protocole.............................................................................................................................................. 132 4.1.4 Résultats ............................................................................................................................................... 134 4.1.5 Discussion ........................................................................................................................................... 138 4.2 Expérimentation 1 : « outils » ................................................................................................... 139 4.2.1 Objectif ................................................................................................................................................ 139 4.2.2 Structure ............................................................................................................................................... 139 4.2.3 Protocole.............................................................................................................................................. 140 4.2.4 Résultats ............................................................................................................................................... 144 4.2.5 Discussion ........................................................................................................................................... 149 4.3 Expérimentation 2 : « formats » ............................................................................................... 151 4.3.1 Objectif ................................................................................................................................................ 151 4.3.2 Structure ............................................................................................................................................... 151 4.3.3 Protocole.............................................................................................................................................. 153 4.3.4 Résultats ............................................................................................................................................... 155 4.3.5 Discussion ........................................................................................................................................... 160 4.4 Expérimentation 3 : « processus » ........................................................................................... 163 4.4.1 Objectif ................................................................................................................................................ 163 4.4.2 Structure ............................................................................................................................................... 163 4.4.3 Protocole.............................................................................................................................................. 164 4.4.4 Résultats ............................................................................................................................................... 168 4.4.5 Discussion ........................................................................................................................................... 175 4.5 Expérimentation 4 : « transverse » ........................................................................................... 178 4.5.1 Objectif ................................................................................................................................................ 178 4.5.2 Structure ............................................................................................................................................... 178 4.5.3 Protocole.............................................................................................................................................. 178 4.5.4 Résultats ............................................................................................................................................... 179 4.5.5 Discussion ........................................................................................................................................... 182 Synthèse du quatrième chapitre .................................................................................................... 184 Synthèse de la démarche ............................................................................................................................. 184 Validation des hypothèses .......................................................................................................................... 185 Discussion concernant les protocoles expérimentaux ........................................................................... 185 8 CINQUIEME CHAPITRE:Apports, limites et perspectives Introduction du cinquième chapitre .............................................................................................. 191 5.1 Apports ..................................................................................................................................... 192 5.1.1 Industriels ............................................................................................................................................ 192 5.1.1.1 Méthode de conception systémique ........................................................................................ 192 5.1.1.2 Outils de conception systémique ............................................................................................. 195 5.1.1.3 Diffusion et formation .............................................................................................................. 197 5.1.2 Scientifiques ........................................................................................................................................ 197 5.1.2.1 Modèle systémique ..................................................................................................................... 197 5.1.2.2 Méthode de recherche ............................................................................................................... 203 5.1.2.3 Sciences du design ...................................................................................................................... 205 5.1.3 Sociétaux ............................................................................................................................................. 208 5.1.3.1 Enseignement du design ........................................................................................................... 208 5.1.3.2 Innovation collaborative ........................................................................................................... 209 5.1.3.3 Création et société ...................................................................................................................... 210 5.2 Limites ...................................................................................................................................... 212 5.2.1 Du contexte ........................................................................................................................................ 212 5.2.2 De la méthode .................................................................................................................................... 212 5.2.3 De l’objet de recherche ..................................................................................................................... 213 5.3 Perspectives .............................................................................................................................. 214 5.3.1 Court terme ......................................................................................................................................... 214 5.3.2 Moyen terme ....................................................................................................................................... 214 5.3.3 Long terme .......................................................................................................................................... 215 Synthèse du cinquième chapitre .................................................................................................... 216 CONCLUSION GENERALE: Références bibliographiques ......................................................................................................... 219 Index des figures ........................................................................................................................... 236 Index des tableaux ........................................................................................................................ 239 Production scientifique ................................................................................................................. 240 Annexes .......................................................................................................................................... 241 9 INTRODUCTION GENERALE:Objectif et Problématique Cette thèse de doctorat est le fruit de trois années de recherche menées conjointement, au sein du Laboratoire LCPI (Laboratoire Conception de Produits et Innovation) d’Arts et Métiers ParisTech d’une part, et au sein de la DRIA (Direction Recherche Innovation & technologies Avancées) du groupe PSA Peugeot Citroën d’autre part. La thèse s’intitule : « Approche systémique de la créativité : outils et méthodes pour aborder la complexité en conception amont ». Ancré au sein des sciences de la conception, ce travail se donne pour objectif de modéliser la créativité afin de définir des méthodologies adaptées à sa stimulation dans un contexte industriel complexe et systémique. Ce travail est issu d’un double constat. Le premier constat concerne le contexte d’application de nos travaux. Quels que soient les domaines, écologiques, économiques, technologiques, politiques et sociaux… les problèmes auxquels nous sommes confrontés aujourd’hui sont de plus en plus complexes. Ils nécessitent l’invention de nouveaux modèles de pensée, de nouvelles méthodes permettant de les considérer dans leur ensemble, avec leur complexité et leur dynamique propre. Les concepteurs sont également de plus en plus concernés par ces problématiques complexes. Souvent les solutions ne peuvent être visualisées, étant donné qu’elles sont constituées d'un mélange multi-facettes de produits, de services et de systèmes, et que le processus pour y arriver peut être mal défini, non structuré et spécifique au contexte. Pour s’attaquer à ce type d’enjeux, plusieurs auteurs de cette discipline reconnaissent qu’il uploads/Science et Technologie/ bila-dero-ussy.pdf