Quand la conception devient innovante

La Chaire Théorie et Méthodes de la Conception Innovante de Mines ParisTech va être renouvelée à la fin du mois et ouverte à des PME. L’occasion de revenir sur l’histoire de la conception et de son évolution.

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Quand la conception devient innovante
La méthode KCP démocratise la Théorie C-K auprès des entreprises

La chaire Théorie et Méthodes de la Conception Innovante de Mines ParisTech, codirigée par Armand Hatchuel et Benoit Weil, a été créée en janvier 2009. Elle marquait une étape importante dans les recherches menées par les deux professeurs autour de l’ingénierie de la conception et de l’innovation, qu’ils avaient entreprises depuis 1994 et qui ont abouti à la formalisation de la Théorie C-K.

Cette chaire soutenait leurs travaux grâce à l’appui de 7 partenaires industriels (Dassault Systèmes ; RATP ; Renault ; SNCF ; STMicroelectronics ; Thales ; Valourec). Elle a permis d’explorer 4 axes de recherche : l’approfondissement de la Théorie C-K ; l’étude des formes d’organisation compatibles avec une approche de conception innovante ; l’étude psycho-cognitive du raisonnement créatif ; les conditions d’un développement innovant à l’échelle d’un écosystème. Mais cette chaire permet aussi de s’intéresser à ce qu’est la conception.

La conception regroupe l’ensemble des efforts collectifs faits pour créer un produit, un service, une technique ou une approche intellectuelle, répondant à un besoin de manière différente de l’existant. Dans le domaine industriel les travaux historiques montrent deux grandes approches du processus de conception : la conception réglée et la conception innovante.

De la révolution industrielle à la conception réglée

La conception réglée est issue de la révolution industrielle qui marqua le début du 19e siècle. L’apparition de la machine à vapeur, puis du machinisme et des chemins de fer, se traduisit, notamment en Grande-Bretagne, par la création des bureaux d’études, qui définissaient les futurs produits en essayant de dégager des règles de conception. L’école française fut plus scientifique avec le développement d’une science des machines et des connaissances nécessaires à leur création (mécanique, résistance des matériaux, cinématique, dynamique, thermodynamique…), ainsi que sur un enseignement de haut niveau pour les ingénieurs avec les Grandes Ecoles. Le pragmatisme allemand conduisit Ferdinand Jakob Redtenbacher à définir une approche de la conception mécanique basée sur des recettes et des abaques. Mais cette approche réglée paramétrique, si elle favorise la définition et la réutilisation de composants standard, est très dépendante des évolutions technologiques qui peuvent la rendre rapidement caduque.

Des développements qui aboutirent à la mise en place d’une approche linéaire connue sous le nom de Conception Systématique, constituée de quatre étapes : Définition fonctionnelle du besoin ; Définition conceptuelle fixant les physiques à employer ; Définition physico-morphologique matérialisant les grands organes ; Définition détaillée décrivant toutes les pièces et leur mode de production. Une approche qui aura une grande influence sur l’organisation même des entreprises, avec la création de grandes fonctions : marketing ; bureau d'études ; bureau des méthodes ; atelier.

Cette approche standardisée s’est peu à peu généralisée. Ce sont les japonais qui, ayant besoin de reconstruire rapidement leur industrie au sortir de la Secondee Guerre Mondiale, se lancèrent dans une stratégie différente de copie systématique des produits occidentaux, avec l’apport d’innovations ponctuelles.

Mais l’industrie a fortement évoluée avec l’arrivée du XXIe siècle (mondialisation, informatisation, accélération des marchés…) et les approches traditionnelles de la conception réglée ne sont plus suffisantes pour faire face à un besoin permanent et fort d’innovation.

La conception innovante change la donne

D’où les travaux de recherche sur des méthodes de conception innovantes permettant non plus d’améliorer et d’optimiser des produits existants, mais de formaliser des besoins et des réponses autour d’objets ‘‘désirables’’ mais ‘‘indécidables’’ dans l’état actuel des connaissances. C’est ce qui a abouti à Mines ParisTech à la Théorie C-K, utilisant la théorie des ensembles mathématiques, qui formalise les relations existant entre un espace de concept (C), regroupant les propositions indécidables, et un espace des connaissances (K pour Knowledge), regroupant les savoirs accessibles à un instant T aux concepteurs. Et c’est de l’expansion simultanée de ces deux espaces que nait l’innovation.

Une autre méthode de créativité, Triz, est née juste après-guerre en Union soviétique, de l’analyse systématique des brevets occidentaux. Elle fit réellement son apparition dans le monde occidental en 1992 avec la création de la société Invention Machine, qui commercialise des logiciels et du service autour de cette méthode.

Ces approches de la conception innovantes, bien que dérangeantes, commencent aujourd’hui à trouver leur place dans l’industrie, qu’il s’agisse de grands groupes industriels tel Thales qui a utilisé la théorie C-K et la méthode dérivée KCP pour créer son cockpit du futur, ou de petites structures telle l’Outil Malin qui crée grâce à cela de petits outils innovants.

Une tendance vers les PME qui est marquée. D’ailleurs le renouvellement pour 5 ans de la chaire Théorie et méthodes de la conception innovante de Mines ParisTech, qui aura lieu à la fin du mois, sera l’occasion d’accueillir 5 nouveaux partenaires, Airbus ; Ereie ; Helvetia ; Nutriset ; Urgo Viva Santé, dont 4 sont des PME.

Et ça, c’est nouveau !

Jean-François Prevéraud

Pour en savoir plus : http://cgs-mines-paristech.fr/tmci/

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