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N° d"ordre : 1995.33

Ecole Nationale Supérieure d"Arts et Métiers

Centre de Paris

THÈSE

PRÉSENTÉE POUR OBTENIR LE GRADE DE

DOCTEUR

DE

L" ECOLE NATIONALE SUPERIEURE

D"ARTS ET MÉTIERS

Spécialité : GÉNIE INDUSTRIEL

PAR

Rémy GAUTIER

QUALITE EN CONCEPTION DE PRODUITS NOUVEAUX

"Proposition d"une méthode de fiabilisation du processus de management de l"information" Soutenue le 8 décembre 1995, devant le jury d"examen : Mme C. GUIDAT, Professeur, ENSGSI de Nancy .......................... Rapporteur MM. A. BARREAU, Professeur, ISTIA d'Angers .......................... Rapporteur G. GAUTHERIN, Professeur ............................................... Examinateur Y.BERTRAND, Président de l"I.S.D.F.................................. Examinateur J.Y. MOALIC, Responsable Qualité Ariane IV, CNES........... Examinateur R. DUCHAMP, Professeur .................................................. Directeur de thèse P. TRUCHOT, Maître de Conférence ................................... Examinateur L"ENSAM est un Grand Etablissement composé de sept centres : AIX-EN-PROVENCE - ANGERS - BORDEAUX - CHÂLONS-SUR-MARNE - CLUNY - LILLE - PARIS

Ref : these.doc - Rémy GAUTIER - ENSAM - Labo CPN - Màj : 08/07/2004 2- REMERCIEMENTS -

Ce travail est le résultat d'une recherche développée au Laboratoire Conception de Produits Nouveaux de l'Ecole Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (Ecole Nationale

Supérieure d'Arts et Métiers). Il a été réalisé avec la collaboration de diverses entreprises

telles que le Centre d'Etudes du Bouchet, les entreprises du Groupement d'intérêt de recherche

S.I.R., B-MARLY.

Je remercie Monsieur le Professeur Guy GAUTHERIN, Directeur Général de l'ENSAM, de m'avoir permis de mener cette action de recherche dans son établissement et d'avoir accepté de participer au jury de thèse. Je remercie Monsieur le Professeur Robert DUCHAMP, Responsable du Laboratoire Conception de Produits Nouveaux et Directeur de ce travail, pour m'avoir fait confiance, alors

que j'étais jeune ingénieur, en me confiant la responsabilité de projets industriels d'envergure.

Ils ont grandement contribué à ma formation pratique d'ingénieur. C'est aussi lui qui m'a

convaincu de prolonger mes réflexions par un travail de recherche, auquel j'ai pris goût et qui

oriente aujourd'hui ma vie professionnelle vers l'enseignement et la recherche. Qu'il soit assuré de ma plus profonde reconnaissance. Je remercie Madame le Professeur Claudine GUIDAT, Directeur de l'Ecole Nationale

Supérieure en Génie des Systèmes Industriels de l'INPL de NANCY, pour l'intérêt qu'elle a

manifesté pour mon travail, pour ses conseils, et pour avoir accepté de juger ce travail en tant

que rapporteur. Je remercie Monsieur le Professeur Alain BARREAU, du Centre de Recherche en Qualité et Sûreté de Fonctionnement de l'ISTIA d'ANGERS, pour son aide et ses encouragements. Je lui suis reconnaissant d'avoir accepté d'être rapporteur de ce travail. Je remercie Monsieur Yves BERTRAND, Ingénieur Général de l"Armement,

Président de l"Institut de Sûreté de Fonctionnement, d"avoir accepté d"être examinateur de ce

travail. J"ai beaucoup appris pendant l"année passée dans son service Qualité et Méthode de la

D.G.A., alors que j"étais jeune ingénieur ignorant tout de la Qualité. Je remercie Monsieur Jean Yves MOALIC, Responsable Qualité du lanceur Ariane

IV, au CNES. Sa collaboration active et chaleureuse à l"animation du Mastère Spécialisé en

Management de la Qualité, à l"ENSAM, me donne toujours, depuis dix ans, le goût pour la Qualité. Je lui suis reconnaissant d'avoir accepté d'être examinateur de ce travail. Je remercie Monsieur Patrick TRUCHOT, Maître de conférence du Laboratoire Conception de Produits Nouveaux de l'ENSAM, pour son aide, son enthousiasme réconfortant

et sa générosité de coeur et d'esprit. Je lui suis reconnaissant d'avoir accepté d'être

examinateur de ce travail. Je remercie chacun des membres de l'équipe du Laboratoire Conception de Produits Nouveaux de l'ENSAM, et tout particulièrement Améziane AOUSSAT et Marc LE COQ pour leur amitié, leur aide et leur soutien.

Ref : these.doc - Rémy GAUTIER - ENSAM - Labo CPN - Màj : 08/07/2004 3 Je remercie chacun des membres du secrétariat du Laboratoire Conception de Produits

Nouveaux et tout particulièrement Monsieur Bernard AUBAGUE, pour leur disponibilité et leur soutien logistique. Je remercie tous ceux de l'ENSAM, des différentes entreprises, de la SERAM, qui de près ou de loin ont contribué à ce que ce travail se fasse. Merci enfin à Claudine, mon épouse, à Maxime et Lysa, mes enfants, pour leur amour et leur compréhension.

Ref : these.doc - Rémy GAUTIER - ENSAM - Labo CPN - Màj : 08/07/2004 4REMERCIEMENTS

SOMMAIRE

INTRODUCTION GENERALE

1ère PARTIE : INTRODUCTION - PROBLEMATIQUE

LA QUALITE EN CONCEPTION DE PRODUITS NOUVEAUX :

" du contrôle de la définition du produit ... à la maîtrise du processus de conception »

1. INTRODUCTION - L"INNOVATION : UNE ACTIVITE SOURCE DE

PROBLEMATIQUES POUR LA RECHERCHE EN GENIE INDUSTRIEL__________ 15

1.1. Innover : une volonté stratégique de prise de risques________________________________16

1.2. Etudier l"innovation : des approches variées_______________________________________19

1.3. L"innovation : une activité source de problématiques pour la recherche en génie industriel20

2. CONCEVOIR DES PRODUITS NOUVEAUX : UNE ACTIVITE COMPLEXE _____ 24

2.1. L"activité de conception de produit industriel : définition____________________________25

2.2. L"activité de conception : caractéristiques générales ________________________________27

2.3. Modélisations d"un produit_____________________________________________________28

2.3.1. L"approche composants _____________________________________________________________29

2.3.2. L"approche fonctionnelle____________________________________________________________29

2.4. Définition d"un produit nouveau_________________________________________________33

2.5. Les démarches de conception de produit nouveau__________________________________37

2.5.1. Les démarches " Cartésiennes » : linéaires, séquentielles.___________________________________37

2.5.2. Les démarches systémiques : simultanéité et globalité._____________________________________38

2.5.3. La démarche CPN-ENSAM : une démarche " prescriptible ». _______________________________40

2.6. Méthodes et outils de la conception de produits nouveaux____________________________44

3. CONCEVOIR DES PRODUITS NOUVEAUX : UNE ACTIVITE QUI SE GERE____ 45

3.1. Définition de la gestion de projet ________________________________________________46

3.2. Gestion de projet : méthodes et outils_____________________________________________46

3.2.1. Gérer les tâches : l"Organigramme technique ____________________________________________46

3.2.2. Gérer le temps : la planification_______________________________________________________49

A. Planning de GANTT________________________________________________________________50 B. planification par réseaux_____________________________________________________________51 (a) Méthode PERT : Program Evaluation and Review Technic_______________________________51 (b) Méthode des potentiels ___________________________________________________________52 (c) Planning aléatoire._______________________________________________________________53

3.2.3. Gérer les moyens : les plans de charges_________________________________________________54

3.2.4. Gérer les coûts ____________________________________________________________________55

3.2.5. Le "cost-control" __________________________________________________________________57

Ref : these.doc - Rémy GAUTIER - ENSAM - Labo CPN - Màj : 08/07/2004 54. CONCEVOIR POUR LE CLIENT, DANS L"INTERET DE L"ENTREPRISE : UNE

EXIGENCE DE QUALITE__________________________________________________ 58

4.1. La qualité : une définition normalisée ____________________________________________60

4.2. La qualité : histoire d"une pratique industrielle ____________________________________62

4.2.1. Du contrôle du résultat...____________________________________________________________62

4.2.2. ... à la maîtrise du processus__________________________________________________________65

4.3. L"assurance qualité en conception : des référentiels normalisés pour donner confiance, tout

en restant créatif._________________________________________________________________66

4.4. La qualité par la prévention, le retour d"expérience et la transmission du savoir-faire ____68

5. UNE RESPONSABILITE DE CHEF DE PROJET : LE MANAGEMENT DES

RISQUES PROJET ________________________________________________________ 68

5.1. Définitions du risque __________________________________________________________69

5.2. Le management des risques projet _______________________________________________70

5.2.1. L'identification ____________________________________________________________________71

5.2.2. L'évaluation ______________________________________________________________________74

5.2.3. La classification ___________________________________________________________________74

5.2.4. Le traitement _____________________________________________________________________74

5.3. Conclusion___________________________________________________________________75

6. LA PROBLEMATIQUE - "MANAGER LA QUALITE D"UN PROCESSUS

COMPLEXE, A RISQUE : LA CONCEPTION DE PRODUITS NOUVEAUX "_______ 76

6.1. De la nécessité d"une démarche qualité en Conception de Produits Nouveaux ___________76

6.2. Qualité et Conception de Produits Nouveaux : les possibilités de synergie.______________77

6.3. La problématique de notre recherche : "qualité en Conception de Produits Nouveaux : la

maîtrise du processus par la maîtrise des risques" _____________________________________80

7. HYPOTHESES ET DEMARCHE DE RECHERCHE.__________________________ 81

Ref : these.doc - Rémy GAUTIER - ENSAM - Labo CPN - Màj : 08/07/2004 62 ème PARTIE :

MODELISATION THEORIQUE ET EXPERIMENTALE

du processus de conception de produits nouveaux

8. CARACTERISATION DU PROCESSUS DE CONCEPTION DE PRODUITS

NOUVEAUX______________________________________________________________ 87

8.1. Analyse fonctionnelle du système d"innovation de l"entreprise ________________________89

8.2. Décomposition du système d"Innovation en sous-systèmes : __________________________94

8.3. Analyse fonctionnelle du sous-système de conception de produits nouveaux_____________95

8.4. Conclusion___________________________________________________________________96

9. DE L"IMPORTANCE DE L"INFORMATION ET DE LA COMMUNICATION DANS

LE MANAGEMENT DES RISQUES PROJET__________________________________ 97

9.1. Théorie de l"information et de la communication : généralités ________________________97

9.2. Qualités des informations _____________________________________________________101

9.3. Définition d"un système d"information___________________________________________102

9.4. Le traitement de l"information _________________________________________________103

9.5. Les pathologies des systèmes d"information_______________________________________105

10. SYNERGIE ENTRE QUALITE ET GESTION DE PROJET : VALIDATION

EXPERIMENTALE_______________________________________________________ 106

10.1. Critères de choix des projets pour validation____________________________________106

10.2. Le projet NMA _____________________________________________________________109

10.2.1. Un projet ambitieux dans un environnement complexe___________________________________109

10.2.2. La qualité : une approche globale du management de projet_______________________________110

10.2.3. La gestion des risques projet : coûts, délais, performances techniques _______________________116

10.2.4. La gestion des risques dans le cadre d'un réseau client-fournisseur : importance de la communication

et de l'information _____________________________________________________________________121

10.2.5. Conclusion sur le projet NMA______________________________________________________125

10.3. Le projet SIR ______________________________________________________________129

10.3.1. Les différents domaines de complexité _______________________________________________129

10.3.2. Une structure originale de circulation de l'information : le Groupement de Recherche __________133

10.3.3. Le management du projet SIR ______________________________________________________134

10.3.4. Apport des Méthodes Qualité dans le projet SIR________________________________________138

10.3.5. Conclusion sur le projet SIR _______________________________________________________139

11. CONCLUSION. _______________________________________________________ 141

11.1. Définition d"un modèle de processus de Conception de Produits Nouveaux ___________141

11.2. La prise en compte implicite des risques projet comme facteur caché de définition de

11.3. Nécessité de fiabiliser le processus de management de l"information en Conception de

Produits Nouveaux ______________________________________________________________143

Ref : these.doc - Rémy GAUTIER - ENSAM - Labo CPN - Màj : 08/07/2004 73 ème PARTIE :

PROPOSITION D"UNE METHODE DE MANAGEMENT DES RISQUES

PROJET

SYNTHESE ET CONCLUSION

12. ETUDE DES METHODES DE LA SURETE DE FONCTIONNEMENT DES

SYSTEMES INDUSTRIELS (SDF) __________________________________________ 147

12.1. SDF : Historique____________________________________________________________148

12.2. SDF : Concepts_____________________________________________________________148

12.3. SDF : Démarches ___________________________________________________________149

12.4. Les méthodes pour la maîtrise des risques et l"analyse des défaillances_______________150

12.4.1. L'Analyse Préliminaire de Risque (A.P.R.) ____________________________________________151

12.4.2. HAZOP _______________________________________________________________________151

12.4.3. L"A.M.D.E.C. __________________________________________________________________152

A. Objectif_________________________________________________________________________152 B. Démarche _______________________________________________________________________152 C. Avantages de l'A.M.D.E.C. _________________________________________________________153 D. Limites de l'A.M.D.E.C.____________________________________________________________154

12.4.4. L"Analyse par Arbre de Défaillances_________________________________________________154

A. Objectif_________________________________________________________________________154 B. Démarche _______________________________________________________________________154 C. Avantages _______________________________________________________________________157 D. Limites _________________________________________________________________________157

12.4.5. Analyse par les Réseaux de Petri ____________________________________________________157

A. Objectif_________________________________________________________________________157 B. Démarche _______________________________________________________________________157 C. Avantages _______________________________________________________________________158 D. limites__________________________________________________________________________159

12.5. Conclusion : choix des méthodes transposables à notre application __________________159

13. PROPOSITION D"UNE METHODE DE MANAGEMENT DES RISQUES PROJET :

L"A.D.I.P. _______________________________________________________________ 160

13.1. Démarche préventive ________________________________________________________160

13.2. Démarche corrective ________________________________________________________163

13.3. PROPOSITION d"un concept d"AMDEC PROJET ______________________________163

13.3.1. A.M.D.E.C. des Fonctions (Processeurs)______________________________________________164

13.3.2. Définition des fonctions de traitement d'information_____________________________________164

13.3.3. Modes de défaillance _____________________________________________________________167

13.3.4. Recherche des causes : ___________________________________________________________168

13.3.5. Recherche des effets :_____________________________________________________________168

13.3.6. Criticité________________________________________________________________________168

A. Définition _______________________________________________________________________168 B. Principe de la notation _____________________________________________________________169 C. Appréciation de la criticité __________________________________________________________170

13.4. Exemple d"application de L"A.M.D.E.C. projet à un modèle générique ______________172

13.4.1. Analyse fonctionnelle du processus de traitement d"information d'un modèle générique_________172

13.4.2. A.M.D.E.C. du Modèle générique (extrait) ____________________________________________174

Ref : these.doc - Rémy GAUTIER - ENSAM - Labo CPN - Màj : 08/07/2004 814. APPLICATION DE LA METHODE SUR DES CAS INDUSTRIELS____________ 175 14.1. Projet B.MARLY ___________________________________________________________175

14.1.1. Analyse prévisionnelle des risques __________________________________________________175

14.1.2. Démarche corrective des risques ____________________________________________________186

14.1.3. Conclusion du projet B-MARLY. ___________________________________________________193

14.2. Projet SRP : Simulateur Interactif de Gestion des Risques Projet ___________________195

14.2.1. Analyse prévisionnelle des risques __________________________________________________195

14.2.2. Conclusion sur le projet SRP _______________________________________________________205

15. CONCLUSION SUR LA "METHODE DE GESTION DES RISQUES PROJET"

PROPOSEE _____________________________________________________________ 206

15.1. Champ d"application ________________________________________________________206

15.2. Apport de la méthode________________________________________________________207

15.2.1. Démarche préventive et corrective___________________________________________________207

15.2.2. Outil de communication___________________________________________________________207

15.2.3. Participation à la démarche Qualité __________________________________________________207

15.3. Limites de la méthode _______________________________________________________208

15.3.1. Limites liées au type de management de projet _________________________________________208

15.3.2. Limites liées au niveau d"expertise des évaluateurs, dans le cadre d'un travail de groupe ________208

15.3.3. Limites liées aux concepts d'A.P.R. et d"A.M.D.E.C. ____________________________________209

15.3.4. Limites liées à une approche empirique_______________________________________________209

15.3.5. Importance du dossier d"accompagnement ____________________________________________210

15.3.6. Lourdeur d'un traitement manuel sous forme papier _____________________________________210

16. PERSPECTIVES DE RECHERCHES_____________________________________ 211

17. CONCLUSION GENERALE ____________________________________________ 212

Ref : these.doc - Rémy GAUTIER - ENSAM - Labo CPN - Màj : 08/07/2004 9

INTRODUCTION GENERALE

1. LE CHAMP DE LA PROBLEMATIQUE : LA CONCEPTION DE PRODUITS

NOUVEAUX ; DU CONTROLE DE LA DEFINITION DU PRODUIT A LA MAITRISE

DU PROCESSUS DE CONCEPTION

La conception de produits nouveaux est une activité complexe qui consiste à traduire une perception de besoins latents ou/et exprimés, en un produit support de services, pour des

utilisateurs identifiés. Quand elles sont associées à ces activités de conception, les démarches

qualité contribuent à assurer que le produit résultant aura un ensemble de caractéristiques lui

conférant l'aptitude à satisfaire les besoins de ces utilisateurs.

L'histoire de la qualité est liée à celle de l'industrie. Longtemps limitée aux fonctions

de production, la qualité est devenue, depuis une dizaine d'années, une fonction s'intégrant

dans une vision systémique de l'entreprise. La mise en place de démarches Qualité dansquotesdbs_dbs18.pdfusesText_24

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