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La semaine de Jean-François Prevéraud

Une chaire pour la conception innovante

Industrie et  Technologies
Quinze ans après les premiers travaux sur la théorie C-K de la conception, l'Ecole des Mines de Paris vient de créer une chaire de la conception innovante. La méthode rôdée auprès de quelques industriels est maintenant opérationnelle. Il reste à l'outille



J'ai participé cette semaine au lancement de la Chaire de recherche et d'enseignement sur les théories et méthodes de la conception innovante, qui a été créée à l'Ecole des Mines de Paris, avec le soutien de Dassault Systèmes, la RATP, Renault, Thalès et Vallourec.

Comme l'a souligné Benoît Legeait, directeur de l'école : « l'ouverture de cette chaire n'aurait pas été possible sans l'effort de recherche mené depuis une quinzaine d'années par l'équipe dirigée par Armand Hatchuel et dont les résultats aussi bien scientifiques que pratiques sont largement reconnus ». En effet, cette équipe a créé en 1994 un programme de recherche et d'enseignement en ingénierie de la conception qui a permis, notamment, de développer la théorie C-K.

Comme le remarque Armand Hatchuel : « Les théories de la conception accompagnent l'évolution scientifique et les batailles de l'innovation. De la conception réglée, née en Allemagne au milieu du 19e siècle, en passant par la naissance du design industriel au début du 20e, jusqu'à la montée en puissance actuelle de la simulation virtuelle et de l'optimisation, permises par l'augmentation des capacités informatiques, toutes étaient adaptées aux défis que les industriels devaient relever ».

Les défis contemporains, tels la rupture et le renouvellement de la définition conceptuelle des objets et des services, par exemple le Velib qui est un système de transport en commun individuel, ou encore le renouvellement rapide des connaissances et des métiers, ainsi que la mise en place de méthodologies de travail collaboratives (alliances, pôles de compétences et d'innovation...), imposent la mise en place de nouvelles méthodes de conception.

Les fondements de C-K

C'est tout l'enjeu de la théorie C-K qui analyse les rapports entre concepts (C) et connaissances (K), plutôt que de concilier créativité et méthodes classiques de conception. « A quoi reconnaît-on un projet de conception innovante ? A ce qu'il débute par un concept, c'est-à-dire, un objet inconnu et dont l'existence est indécidable, sur lequel il faut raisonner rigoureusement avec les connaissances disponibles. C'est cette piste qui nous a conduit au modèle de la double expansion C-K aux nombreuses propriétés ».

En effet, le passage d'un concept inconnu et indécidable à un objet connu et décidable nécessite une double expansion des concepts et des connaissances. Autrement dit, il faut utiliser deux leviers inversés en même temps, afin de doter de nouveaux attributs le concept et de tenter d'en déduire de nouvelles connaissances ou, inversement, chercher des connaissances en espérant qu'elles fourniront de bons attributs pour définir le concept.

« Cette double expansion est la condition nécessaire pour que se forme un objet nouveau ayant une définition en rupture en C et utilisant des connaissances nouvelles de K. Ainsi, la conception innovante n'est ni la génération de bonnes idées, ni la recherche de connaissances, mais l'effet potentiel de leur interaction ! Celle-ci provoque une explosion arborescente des concepts et une croissance en archipel des connaissances. Tout projet d'innovation est donc confronté à la nécessité de piloter cette double expansion et d'en tirer tout le parti possible ».

Des travaux qui s'appuient sur des fondements mathématiques novateurs, tel le Forcing découvert en 1963 par le professeur Paul Cohen et qui lui ont valu depuis la médaille Fields. Pour Armand Hatchuel, la théorie C-K est un forcing, non sur des nombres ou des ensembles, mais sur des structures de connaissances.

Cette théorie C-K peut et doit s'adapter aux besoins des entreprises. Elle est par exemple à l'origine de recherches sur de nouvelles méthodes de gestion et de pilotage de projets innovants, mais elle est aussi devenue sous le nom de KCP la méthode d'entreprise de la RATP, en permettant de faire intervenir dans un projet un grand nombre d'experts et de non-experts. Enfin, Thalès en a fait, lui aussi, une méthode d'entreprise sous le nom i-deck.

Quatre voies de développement

« Cette chaire est une aide précieuse qui intervient au bon moment pour consolider, amplifier et prolonger tous ces résultats dans quatre directions », estime Armand Hatchuel. 

 

  • - Approfondissement et consolidation des fondements mathématiques et logiques de la théorie C-K : outre la consolidation des théorèmes de la théorie, nous examinerons la possibilité de développer des outils d'acquisition de connaissances différents "C-driven" et nous mettrons la théorie C-K à l'épreuve de programmes de recherche pure ;
  • - Etude des méthodes collaboratives de l'innovation : la méthode KCP ouvre un large panorama d'évolutions et d'enrichissements à valider avec rigueur selon les secteurs industriels ; il faudra aussi comparer la méthode KCP avec d'autres méthodologies et développer des outils de gestion, d'évaluation et de pilotage des projets innovants ;
  • - Bases culturelles, neuropsychologiques de la conception innovante : cet axe est particulièrement exploratoire pour nous, mais il nous permettra de mieux comprendre les difficultés à la fois psychologiques et collaboratives dans un contexte d'innovation forte ;
  • - Théorie de la conception et théorie économique de l'innovation : il faudra modéliser économiquement les fonctions de conception et de croissance de l'entreprise par la conception innovante, afin de définir des moyens d'évaluation des performances de la conception innovante et de nouveaux modes de financement.


Une collaboration internationale

Cette chaire s'appuie aussi sur plusieurs partenariats scientifiques. Au plan international il existe une forte relation avec le groupe Design Theory de la Design Society, qui regroupe des universités et écoles telles celles de Stanford, Carnegie Mellon, la faculté d'ingénierie de Tel Aviv, Centrale, ou l'INPG, autour du volet mathématiques et de l'étude de la créativité des ingénieurs.

Au sein de ParisTech, cette chaire s'inscrit directement dans le cadre du Pimrep, le réseau cordonnant l'ensemble des aspects touchant au management de l'innovation. Enfin, des partenariats avec des neuropsychologues du développement et de la création (Université Sorbonne, et Université Descartes) seront bientôt lancés. Cela permettra de mieux expérimenter et comprendre les rapports entre théorie de la conception et théorie de la création, ainsi que d'élargir les premières recherches menées autour du design.

Le professeur Yoram Reich, de la faculté d'ingénierie de Tel Aviv et co-président du groupe Design Theory de la Design Society, est venu illustrer ces partenariats en expliquant pourquoi il y a un besoin pour une théorie de la conception et quel peut être son apport à la créativité des ingénieurs. « Le fait de disposer d'un ensemble de connaissances, à la fois concis et transférable, nous permettra de comprendre, expliquer, prédire et même peut-être contrôler certains phénomènes en sortant du traditionnel schéma conception/essai/erreur/modification, qui est long et coûteux ». Il ne s'agit pas, pour le moment de modéliser l'intégralité de la conception, mais d'éclairer certains points à forte valeur ajoutée et difficiles à explorer sans une théorie solide.

Selon lui l'intérêt principal de la théorie C-K est de clarifier la logique qui permet à l'aide de nouveaux concepts d'étendre les connaissances et réciproquement. Elle atteint un niveau de description formel et une clarté conceptuelle qui permettent de l'utiliser comme un langage de modélisation dans d'autres méthodes de créativité (Infused Design, Asit, n-dim...). Elle permet aussi d'apporter un statut "scientifique et légitime" à des concepts qui autrement paraîtraient fous. Enfin, elle permet de faire des prédictions qui peuvent être évaluées par des plans d'expériences.

La complémentarité X-Mines

Christophe Midler, responsable de la chaire Management de l'innovation à l'Ecole Polytechnique et coordinateur du réseau Pimrep ParisTech, est venu évoquer les contribution des théories de la conception au management de l'innovation.

« L'augmentation de la variété des produits au sein d'une même famille, l'accélération de leurs cycles de vie, la modification déstabilisante de leur identité, la multiplication des projet et la radicalité des ruptures innovantes, créent des exigences et des tensions fortes sur les performances créatives des entreprises. Et la crise ne fait qu'amplifier ces phénomènes. Pour placer l'innovation au cÅ“ur de la stratégie des entreprises, il est indispensable de faire évoluer et de réorganiser les rôles, les processus et les métiers de la conception, ainsi que les relations entre les acteurs traditionnels de la conception : recherche, marketing, ingénierie, design. C'est pourquoi il est important de modéliser l'activité et les raisonnements de création collective, afin de les rationaliser et de les "outiller". C'est ce qui permettra de replacer l'innovation au cÅ“ur de la stratégie des entreprises ».

Il estime aussi que le "modèle de la décision" a montré ses limites pour piloter les stratégies "d'expansion". Pour lui la théorie CK apporte "un vocabulaire et une grammaire" permettant de rendre compte des processus créatifs et de "cartographier" des trajectoires créatives jusqu'ici mystérieuses. « D'un côté centrée sur les stratégies et les dimensions organisationnelles dans les entreprises, de l'autre sur les théories de la conception, nos approches sont fortement complémentaires ».

Former les BE à l'innovation

Vincent Chapel, ancien élève de l'Ecole des Mines, disciple d'Armand Hatchuel, qui a effectué sa thèse en validant la théorie C-K chez Téfal, puis qui l'a appliqué en créant la start-up Avanti spécialisée dans l'outillage, avant d'en faire l'outil phare de son cabinet de conseil en conception innovante pour PME, est venu apporter sa vision des enjeux de cette chaire pour les PME, ainsi que faire quelques constatations et propositions :

 

  • - Quand on est petit, on n'est pas pour autant innovant ! Et innover dans une PME exige autant de préparation et de méthodes que dans une grande ; or la vraie croissance des PME, pour passer de toute petite à moyenne passe par l'innovation ;
  • - Il y a une culture de la conception et une vision de la technique au bureau d'études, qu'il faut analyser scientifiquement et faire évoluer car elle pèse sur les PME. Les formations de techniciens de BE, sont des formations au dimensionnement et à la validation, pas à l'innovation, or ils sont nécessairement sur le chemin critique... tout passe par eux ;
  • - Le discours de la créativité sans une méthodologie de conception scientifiquement explicitée est totalement contre-productif, en outre il occulte l'effort de connaissances techniques et de connaissances des usages ;
  • - Il est essentiel que de grandes entreprises contribuent à légitimer les méthodes de la conception innovante, car la diffusion dans les PME a besoin de grands exemples ;
  • - La théorie C-K est un cadre théorique essentiel, mais de la même façon qu'il a fallu l'adapter via la méthode KCP, il faut certainement travailler à des méthodes adaptées aux PME ;
  • - Il faut aussi mettre en place des processus d'accès très rapide à l'expertise, qu'il s'agisse de technologie ou d'étude des usages, c'est probablement une nouvelle vision des centres techniques comme centre d'aide à l'innovation qu'il faut favoriser...


Des industriels convaincus

Les industriels participants sont venus expliquer leur intérêt pour cette chaire. Ainsi Pascal Daloz a expliqué que Dassault Systèmes travaille avec Armand Hatchuel autour de la théorie C-K depuis 2001, car il entend bien intégrer des outils d'aide à la conception innovante collaborative dans ses logiciels de conception.

Cyril Condé, le directeur de l'innovation de la RATP, a illustré l'utilisation de la théorie dans l'innovation au service de la mobilité, notamment dans sa capacité à intégrer l'humain. Il a insisté sur le fait que KCP est devenu une méthode d'entreprise pour le transporteur.

Christian Delaveau, responsable R&D chez Thalès, a lui aussi insisté sur l'intérêt de méthodologie d'aide à la conception innovante surtout dans les secteurs high-tech et estimé que l'utilisation de la théorie C-K avait aidé son groupe à remporter le contrat de l'avionique de l'A350. Il estime qu'il reste maintenant à développer l'outillage de la méthode pour en faciliter le déploiement.

Yves Dubreil, directeur Innovation Synthèse Automobile de Renault, estime que le travail collaboratif est indispensable entre les acteurs venant de multiples horizons : ingénierie ; marketing ; design. Par contre, il faut laisser suffisamment d'élasticité homogène dans leurs relations. C'est ce que peuvent apporter des méthodologies de conception innovantes.

Enfin, Alain Dieulin, directeur R&D de Vallourec, estime que C-K a déjà permis d'évaluer en interne les capacités de son groupe à innover. C'est aussi une bonne méthode pour assurer un bon équilibre entre l'exploration de concepts et l'approfondissement de projets.

Dernier intervenant, Luc Rousseau, Directeur Général des Entreprises au Ministère de l'Economie, de l'Industrie et de l'Emploi. Il a rappelé le rôle fondamental de l'innovation pour accroître la compétitivité des entreprise, déplorant au passage que l'effort moyen de R&D des entreprises ne soit que de 1,3 % de leur chiffre d'affaires contre 2 % pour l'ensemble des pays industrialisés. « Nous ne serons jamais vainqueurs de la bataille des coûts. Il faut donc que nos entreprises se focalisent sur la valeur ajoutée et doivent pour cela innover. D'où l'intérêt pour de nouvelles méthodes de conception innovante. Mais celle-ci doivent être abordables au plus grand nombre, car seulement 8 % des jeunes créateurs d'entreprises sont diplômés ».

A la semaine prochaine.

Pour en savoir plus : http://www.ensmp.fr

Jean-François Prevéraud, journaliste à Industrie & Technologies et l'Usine Nouvelle, suit depuis plus de 27 ans l'informatique industrielle et plus particulièrement les applications destinées au monde de la conception (CFAO, GDT, Calcul/Simulation, PLM...). Il a été à l'origine de la lettre bimensuelle Systèmes d'Informations Technologiques, qui a été intégrée à cette lettre Web hebdomadaire, dont il est maintenant le rédacteur en chef.


 

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