Conception inventive

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Introduction de la thématique

Depuis près de deux décennies, le mot clé « innovation » est un élément central du discours de tout dirigeant qui souhaite afficher son ouverture vers l’avenir. Dans une étude récente, IBM a interviewé 750 chefs d’entreprises influents et 65% d’entre eux reconnaissent que l’ère de l’innovation va imposer une reconstruction quasi-totale de l’entreprise dans les années qui viennent. L’innovation s’invite aussi dans les discours des responsables de tous bords tant au niveau politique que managérial. Mais seules des descriptions macroscopiques de l’innovation sont faites et rarement des éléments scientifiques de l’ordre de l’ingénierie sont apportés en solution aux changements nécessaires que l’innovation induit en termes de renouveau des outils et des méthodes pour les concepteurs.
Les sciences de la conception se consacrent à l’étude, l’évolution et l’invention de nouveaux modes de conception, fondés en théorie. Plusieurs sociétés savantes fédèrent les scientifiques de cette discipline (Design Society, CIRP Dn ou l’ASME-DETC). C’est au sein de ce champ disciplinaire que nous positionnons les travaux issus de ce thème avec la particularité de nous focaliser sur les phases amont du processus de conception et de contribuer de façon plus marquante aux situations inventives qu’à celles communément appelées « routinières ».
Les travaux associés à ce thème ont consisté dans un premier temps à comprendre les évolutions sociétales et leurs incidences sur les outils et méthodes de l’entreprise. Focalisés par ceux dédiés aux équipes projets des départements R&D, nous avons mis en évidence les limites des approches actuelles et proposé de nouvelles démarches orientées « invention » pour mieux servir le déploiement d’une stratégie d’entreprise dans le contexte de l’innovation. Le thème de la Conception Inventive se concentre donc sur l’étude et l’élaboration de nouveaux modes de conception, destinés aux systèmes complexes ou non, dans le contexte de la rupture. Par rupture, nous entendons « lorsque des éléments de connaissance distants du domaine où le problème se pose s’imposent pour qu’une solution possible émerge ».
Deux sous-thèmes viennent l’alimenter :

  1. Formalisation et Optimisation des phases inventives en conception : Qui se propose d’identifier les zones non formelles de l’activité amont de l’innovation (les phases inventives) et par la construction d’outils et de méthodes fondés sur des théories issues du domaine des sciences de la conception ou d’autres théories, en accroître la robustesse.
  2. Développement des démarches de conception inventive pour des systèmes complexes : Qui aborde les limites des modèles actuels utilisés en conception inventive pour pouvoir exploiter des données numériques (par exemple issues de plans d’expériences) et étendre leur application à des systèmes complexes (par exemple les systèmes de production dans le contexte de l’usine 4.0, les systèmes énergétiques pouvant aller jusqu’à l’échelle de la ville).

Les verrous abordés consistent à apporter des réponses scientifiquement fondées au manque d’efficience du « processus Innovation ». Elles sont actuellement de trois ordres :

  • Les métriques de l’activité innovante sont inexistantes (absence de normes, indicateurs existants contestés) et cet état de fait rend ambiguë le souhait de toutes les entreprises d’entrer en logique de performance. Il nous faut donc construire ces nouvelles métriques afin d’aider le processus Innovation à entrer en logique d’amélioration continue.
  • La complexité croissante des produits et systèmes techniques qui nous entourent a pour incidence sur l’activité de conception que cette dernière produise de moins en moins les effets qu’en attendent les entreprises. Cette complexité s’explique par l’accroissement de la multidisciplinarité des systèmes et l’accélération du progrès scientifique et technique. Les verrous que représentent les incidences de cette complexification sur l’activité de conception nous ont conduits à mener des recherches visant à construire de nouveaux outils, de nouvelles méthodes qui abordent l’activité de conception sous de nouveaux aspects plus sensibles à la consignation des informations expertes en amont des projets, en leur représentation axiomatique, algorithmique et ontologique pour mieux aider la décision dans des contextes hypercontraints.
  • Enfin la production de concepts lors de projets d’innovation reste ancrée dans des logiques de créativité innée ne reposant essentiellement que sur l’individu et ses capacités cognitives intrinsèques.

Mais le contexte décrit plus haut en matière de complexification rend les pratiques créatives classiques de moins en moins productrices de valeur. Les traditionnels Brainstormings sont de plus en plus contestés et cela nous a amené à identifier qu’un verrou d’importance existe et consiste à répondre à la question du comment outiller l’introduction, dans les schémas de réflexion des concepteurs, d’informations scientifiques et techniques qui font sens dans le contexte d’une problématique industrielle et qui sortent du cadre de ce que sait un groupe de personnes. Extraire, représenter, manipuler et produire de la connaissance en conception à partir d’éléments d’information collectés par interview ou text mining dans le but d’alimenter le pipeline de l’innovation notamment dans les phases amont de ce dernier nous apparaît donc un axe essentiel.
Parmi les indicateurs de résultats des travaux de ce thème, les 12 dernières thèses sur ce sujet auront produit une cinquantaine d’articles dans des revues de rang A, 21 brevets internationaux, et plus d’1 M€ de contrat scientifique et techniques avec des entreprises de plusieurs secteurs industriels. Nous avons obtenu une reconnaissance internationale lors de la création du Working Group 5.4 de l’IFIP dont nous assurons la coordination et le dépôt d’un logiciel nous a permis de contribuer à la création d’une start-up incubée localement et aujourd’hui SAS qui en assure la distribution (www.time-to-innovate.com). La reconnaissance par nos pairs de notre apport s’est aussi soldée par une invitation de deux des membres de cette équipe à intégrer des comités de lecture de revues de rang A en tant que références internationales scientifiques de ce domaine.