Thèse de doctorat

Le département « Ingénierie Mécanique et Conception » (IMC site ENSAM) du laboratoire « Institut de Mécanique et d'Ingénierie Bordeaux » (I2M, CNRS UMR 5295) dispose de compétences en créativité technique, innovation, conception, optimisation et dans l'intégration et l'appropriation de ces compétences en milieu industriel. En particulier, l'équipe s'appuie sur une connaissance fine et approfondie des méthodes de conception et d'optimisation des systèmes. Ces méthodes interviennent souvent sur différentes échelles de conception (micro, méso et macro) et sont capables, en même temps, de prendre en compte des phénomènes multi-physiques. La maîtrise de ces stratégies constitue le socle de l'innovation. Le laboratoire d 'Electronique, d'Informatique et de l'Image (Le2i) est un laboratoire de recherche sous tutelle de l'Université de Bourgogne, du CNRS, ainsi que, pour l'équipe d'immersion virtuelle située à Chalon-sur-Saône, d'Arts et Métiers Paris Tech. Il couvre un large spectre d'activités au sein de trois départements, Informatique, Electronique et Vision. L'institut image développe des techniques d'immersion multi-sensorielle pour l'interaction avec la maquette numérique. La problématique centrale des travaux est relative à la recherche de l'adéquation entre la perception (au sens des facteurs humains) et le rendu (au sens des technologies à mettre en œuvre) dans un contexte applicatif. Cette thématique est développée autour de deux axes de recherche : maquette virtuelle interactive et couplages multi-sensoriels. En conception de produits, l'étape de conception dite architecturale permet d'aboutir à une description précise des caractéristiques du produit, telles que les dimensions ou le choix de composants. Parmi les nombreuses solutions potentielles, il est nécessaire d'effectuer un choix et de pouvoir le justifier de manière rigoureuse. Ce choix s'appuie sur des préférences exprimées par les décideurs en fonction de plusieurs objectifs de conception. Ce choix peut aussi intégrer la présence de solutions de référence, pouvant par exemple être issues de projets antérieurs, ou d'études préliminaires. Dans ce but, des travaux de recherche ont été réalisés dans l'équipe IMC de l'institut de mécanique de Bordeaux. Une méthode d'aide à la décision en vue de sélectionner une solution de conception a été présentée; nommée méthode OIA (Observation-Interprétation-Agrégation). Cette méthode emploie deux types de modèle, l'un pour formaliser le comportement objectif du produit (Observation), l'autre pour les préférences subjectives du concepteur (Interprétation). Dans ces préférences, nous incluons le comportement attendu du produit, la satisfaction du concepteur ainsi que les compromis intrinsèquement réalisés lors du processus de conception. Ces compromis sont réalisés au travers de stratégies de conception et de logiques de pondérations (Agrégation). La méthode OIA est employée pour qualifier les solutions de conception en termes de performance et de confiance (pour évaluer la solution par rapport à une solution de référence). Cette démarche bien qu'efficace est limitée à l'ensemble des connaissances formalisées au sein d'un modèle analytique. Dans ce cas-là, l'exploration du domaine des solutions à travers des algorithmes d'optimisation est possible, mais n'offre que des degrés de liberté limités aux décideurs. Ceux-ci ne choisissent pas de manière ergonomique la manière de se déplacer au sein de l'espace des possibles. L'idée dans ce travail est donc d'aider les décideurs à prendre des décisions lors d'activités de conception en utilisant des outils performants de réalité virtuelle qui permettent de prendre en compte des préférences non formalisées sous forme analytique. L'objectif de la thèse proposée ici est de coupler les compétences des deux laboratoires présentés ci-dessus afin de proposer un outil d'aide à la décision en conception au sein d'un environnement virtuel immersif. Plus précisément, l'hypothèse est qu'un environnement de travail favorisant la collaboration multi-métiers permet de faciliter la conception d'un produit complexe. Pour cela, l'ambition de ce travail est de développer un environnement virtuel collaboratif guidé par des règles de conception.