Chapitre 3 • Problématique et Hypothèses
3.1 CONSTATS ISSUS DE L’ÉTAT DE L’ART
L’état de l’art présenté en Chapitre 2, permet d’aboutir à un certain nombre de constats. Ces constats abordent les manquements méthodologiques constaté dans la littérature selon une approche conceptuelle en trois phases imbriquées. Cette approche est découpée en niveau macroscopique, mésoscopique et microscopique.
La phase macroscopique représente le niveau d’abstraction méthodologique le plus élevé, à savoir, les démarches biomimétiques. La phase mésoscopique aborde les processus biomimétiques, processus nécessaires à l’implémentation des démarches biomimétiques susmentionnées. La phase microscopique, aborde les outils biomimétique, cheville ouvrière des processus. Cette troisième et dernière phase, constitue ainsi le degré d’abstraction méthodologique le moins élevé.
L’ensemble des constats est synthétisé par la Figure 3.1.
Figure 3.1 – Constats et niveaux d’analyse de l’approche méthodologique de la conception bio-inspirée
3.1.1 Niveau macroscopique
Au niveau macroscopique, dix freins quant à l’implémentation de l’approche problem-driven sont recensés dans la littérature [Vincent et al., 2006, Helms et al., 2009, Yen et al., 2014, Wanieck, 2016]. Sur ces dix freins, sept d’entre eux (i.e. accès aux connaissances biologiques, identification de modèles biologiques, compréhension des modèles biologiques, adéquation de l’analogie, abstraction des systèmes biologiques, transfert de connaissances, évaluation des modèles biologiques) sont liés au caractère interdisciplinaire de l’approche.
Lever les freins à la collaboration entre concepteurs et biologistes semble donc constituer un levier pertinent afin de réduire la complexité de l’implémentation de l’approche biomimétique problem-driven.
Chapitre 3 • Problématique et Hypothèses
3.1.2 Niveau mésoscopique
La Figure 2.59, synthétisant les processus biomimétiques problem-driven existant, met un avant l’existence d’une grande disparité au sein de ces derniers. Cette disparité, si elle est pertinente afin que l’approche biomimétique problem-driven dispense des moyens de mettre en adéquation spécificités de conception et processus existants, rend difficile, en contrepartie la compréhension globale de l’existant, complexifiant la sélection, par les concepteurs, du processus le plus pertinent vis-à-vis des spécificités et contraintes de conception susmentionnées.
Harmoniser ces processus constituerait donc une voie de recherche d’intérêt dans l’idée de rendre ces différents processus plus accessibles aux concepteurs.
3.1.3 Niveau microscopique
Avec un rythme moyen de production d’environ deux outils par an, il existe aujourd’hui plus de cinquante-trois outils facilitant l’implémentation de la conception bio- inspirée (voir section 2.5.3). Les outils produits se déversent aujourd’hui au sein de cette boite à outil biomimétique de manière non-structuré, générant pour cette dernière une organisation complexe (cf. Figure 2.61). Cette complexité apparente tend à rendre difficile pour tout concepteur biomiméticien d’être capable d’identifier le bon outil à utiliser au bon moment, sans ce que dernier n’ait une connaissance fine de l’ensemble de ces outils.
Une simplification, par la proposition d’une méthode facilitant la sélection des outils, serait donc à même, en structurant la boite à outils biomimétique, de faciliter l’implémentation des approches biomimétiques problèmes-driven et donc de favoriser l’essor de la thématique.
3.1.4 Synthèse des constats issus de l’état de l’art
3.2 FORMULATION DE LA PROBLÉMATIQUE
Les constats tirés de l’analyse de l’état de l’art initial se subdivisent en deux volets principaux, l’un portant sur l’ensemble des supports méthodologiques (i.e. processus et outils biomimétiques), l’autre sur le défi inhérent d’interface entre domaines de connaissance distance, à savoir, dans le contexte de la recherche, l’ingénierie et la biologie.
3.2.1 Premier volet
Compte tenu du caractère unique de chaque projet de conception, la nécessité de sélectionner sa démarche de conception en fonction de spécificités du projet est centrale. Face à la diversité des processus biomimétiques ainsi que des outils biomimétiques, l’enjeu quant à leur sélection est prépondérant dans la génération de gains ou de pertes relatifs à leur usage. Malgré des travaux portant sur l’angle méthodologique de la conception bio- inspirée, il n’existe aujourd’hui pas de réponse adaptée permettant une facilitation de la sélection de méthodes dans le cadre de l’implémentation de démarches biomimétiques.
Chapitre 3 • Problématique et Hypothèses
3.2.2 Deuxième volet
Les présentations faites de l’ingénierie de la conception (voir section 2.2) et des sciences du vivant (voir section 2.4) dénotent de différences significatives. Dans les faits, ces différences transitent au niveau individuel : ingénieurs et biologistes ne possèdent pas le même langage, ne partagent pas la même compréhension d’un système, n’ont pas le même entendement d’une démarche industrielle, etc. Bien que centrale et inhérente à la biomimétique, l’interface Ingénierie-Biologie ne possède à ce jour, que peu de moyens visant à la faciliter, aussi bien de façon structurée que structurante.
3.2.3 Intitulé de la problématique
De par les deux volets abordés, les présents travaux tendent à distancier la biomimétique de l’art de la créativité, et l’idée « démiurgique » de la bio-inspiration.
La problématique abordée par les travaux de recherche est formalisée de la façon suivante : « Comment s’approprier les méthodes biomimétiques et faciliter leur déploiement pour
la conception de produits innovants ? »
Elle tend donc à analyser comment le processus de recherche, d’analyse et d’intégration de connaissances liées à la mise en place d’une démarche de conception bio- inspirée peut être supporté par l’intermédiaire d’outils/méthodes.
3.3 APPROCHE MÉTHODOLOGIQUE
L’empreinte des méthodologies sur l’innovation a déjà été abordée à plusieurs reprises. Franke et al. [2009], par exemple ont démontré que succès d’innovation et structuration des processus étaient corrélés positivement ; Schöfer [2015] a identifié l’impact des méthodes sur processus de résolution de problème ainsi que sur la génération des idées. Les méthodes, en structurant et formalisant le processus de conception et donc de l’innovation, constituent un indicateur de maturité, maturité faisant aujourd’hui défaut au domaine que forme la biomimétique. Les méthodes sont donc à même d’être un facteur clé dans l’implémentation de la biomimétique, comme abordé par Herrera-Hernandez et al. [2009] pour la conception générale. Il semble donc justifié, compte tenu du positionnement des travaux de recherche, que ces derniers se concentrent sur les fondements et moyens méthodologiques favorisant l’essor de la biomimétique dans l’industrie.
3.4 HYPOTHÈSES
Suite à la formalisation de la problématique de recherche, un certain nombre de problèmes constituant cette question de recherche ont pu être identifiés. Ces problèmes abordent différents angles de la biomimétique et sont investigués par les présents travaux selon deux hypothèses. La première hypothèse revêt un intérêt particulier pour l’incarnation de la démarche biomimétique (processus et outil). La deuxième hypothèse aborde une étape spécifique du processus, celle de l’interface entre ingénierie et biologie.
Chapitre 3 • Problématique et Hypothèses
3.4.1 Première Hypothèse
3.4.1.1 Formulation de la première hypothèse
La première hypothèse est relative à la difficulté pour les concepteurs biomimétiques novices à aborder la conception bio-inspirée, aboutissant à la formulation suivante :