Caractéristiques du MES

Nous avons maintenant compris l’importance des ME dans l’avancement de la recherche et du développement de produits. Mais la question qui se pose est : pour quoi le développement de ME diffère du développement de produits ? La réponse est dans l’analyse de leurs

caractéristiques spécifiques.

Les ME sont les produits du type « système ». La norme française (NF E 90.001) définit un système comme une association de sous-systèmes constituant un tout organique complexe destiné à remplir une fonction générale.

Selon la définition proposée par Joël de ROSNAY : « Un système est un ensemble d’éléments, en interaction dynamique, organisés en fonction d’un but » [ROSNAY 75]. « Il s’agit d’un ensemble identifiable assurant une fonction globale et doté d’une structure qui évolue dans le temps et dans un environnement pour une finalité » [TEIXIDO 98].

Fig.5.

Système

Influences de l’environnement Entrée de matière d’œuvre

Sortie de matière d’œuvre dotée de valeur ajoutée Frontière

Modélisation d’un système Source [TEIXIDO 98]

Dans le cas des MES, la matière d’œuvre n’est rien d’autre que le système physique à étudier dans son état initial et la finalité de cette matière d’œuvre est l’état final de celui-ci avec les résultats d’essais que l’on souhaite obtenir.

Dans l’industrie, on classe les ME avec les autres équipements industriels comme des machines spéciales ou des équipements de contrôle.

Les ME ont les caractéristiques des machines spéciales. Comme les machines spéciales, ils ne sont pas des produits grand public. L’utilisateur n’est pas le monsieur « tout le monde » mais il est bien défini : c’est l’expérimentateur.

Puisque l’utilisation est typiquement expérimentale, les normes de sécurité sont différentes de celles des produits grand public. Comme les machines spéciales, les MES doivent subir des contraintes spécifiques liées à une utilisation professionnelle.

Comme des machines spéciales, les ME ne sont pas des produits de grandes consommations. On les développe souvent de façon unitaire ou en petite série.

Mais, les ME sont des machines très spéciales. Les ME ne sont pas, pour de nombreuses raisons, des équipements industriels conventionnels comme les autres. Leurs caractérisations liées aux contextes d’utilisation et de développement sont très différentes. L’origine de cette différence réside dans l’objectif fondamental des MES

Selon la société APTE, avant le développement d’un produit quelconque, une analyse du besoin fondamentale s’impose. « La bête à corne » est le graphe symbolique de cette analyse. Nous sommes amenés à étudier la « bête à cornes » du MES. Dans notre cas elle peut

représenter comme sur la Fig. 6 Fig.6.

MES

A qui rend t-il service ? Sur quoi agit-il ? Dans quel but ?

Système physique phénomène à étudier Réaliser une expérimentation

Chercheurs expérimentateur

La « bête à cornes » du MES.

Différent des autres produits, le MES agit sur un système dont le comportement est inconnu au moment de sa conception. De plus, le résultat final de cette intervention, lui aussi, n’est qu’une supposition à valider par l’expérimentation.

En analysant plus en détail les différents éléments de cette « bête à cornes », nous constatons les points suivants :

La particularité du ME est liée à l’aspect imprévisible du phénomène à étudier. Le but de l’expérimentation est d’étudier un phénomène inconnu ou peu connu pour lequel l’évolution du phénomène et les interactions entre les différents paramètres réservent souvent des surprises. Un des points qui différencie les MES des équipements de contrôle, est lié à cette particularité. Elle entraîne aussi les principales difficultés qui caractérisent le développement des ME.

Les ME qui mettent en œuvre des essais sont dans certains cas comparables à des équipements de production qui eux mettent en œuvre des procédés.

Contrairement à un équipement de production qui est conçu pour transformer la matière d’œuvre de l’état initial à l’état final souhaité, un ME est conçu pour créer un phénomène sur cette matière d’œuvre, le maîtriser, et observer son évolution de l’état initial à l’état final (Fig. 7).

Fig.7. Facteurs d’entrés

État initial

État … ?

État …… ?

Facteurs d’entrés

État final ?

Facteurs d’entrés

MES

État initial

État final

État …

Procédé déterminée

Machine spéciale

Changement d’états du MES et de la machine spéciale

Pour les équipements industriels, c’est le résultat final qui est important. Tandis que dans le cas du ME, c’est le chemin de la transformation imposé par l’expérimentateur qui doit être respecté. Le résultat final est celui qu’on étudie et non pas celui que l’on impose. Par

exemple, une machine d’essais en cisaillement est différente d’une machine de découpe par cisaillement.

Dans le développement des équipements industriels qui met en œuvre un procédé nouveau, toutes les étapes du procédé doivent être testées avant la conception de l’équipement. Le développement des différents ME, associés aux tests, est souvent obligatoire dans la phase amont du développement de l’équipement.

Les ME ont un niveau de complexité très varié selon le besoin. Parfois on développe des ME pour essayer chaque étape d’un procédé ou chaque option d’un produit. Dans d’autres cas, on développe un MES pour tester tout un système dans son environnement complexe.

5

Conclusion

Ce chapitre présente les différents aspects qui constituent l’environnement des ME. Le développement des moyens d’expérimentation a une position très importante dans le « processus de la recherche et développement » qui va de la création de connaissances jusqu’aux produits. Le développement des moyens d’expérimentation fournit les matériels nécessaires pour réaliser les expérimentations dans les trois pôles d’activités de ce processus. Afin de mieux connaître les ME , nous tenons à étudier les expérimentations qui sont le but de développement des ME.

A chaque niveau d’avancement de la recherche et du développement, il y a un type d’expérimentation approprié. Nous avons donc identifié 4 types d’expérimentations différentes : expérimentation de l’observation (ou pour voir), expérimentation de

caractérisation, expérimentation de spécification et d’optimisation et expérimentation de validation.

Cette typologie de l’expérimentation nous a permis de classifier les MES aussi en quatre catégories comparables. Ce classement permet de mieux distinguer les caractéristiques des uns des autres. Il profitera à l’analyse du besoin fondamental des MES à développer. En fin, l’étude comparative entre le MES et d’autres produits industriels, en particulière les machines spéciales, nous a permis de révéler les caractères spécifiques de ceux-ci. Elle nous apporte les éléments nécessaires pour comprendre les difficultés de leur développement que nous présenterons dans le chapitre suivant.

chapitre 2

Etat de l’art sur le Développement des Moyens

d’Expérimentation

1

Introduction

Les études bibliographiques portant sur le sujet « développement de moyens

d’expérimentation » montrent que les ouvrages sur les études expérimentales sont nombreux mais qu’ils ne présentent pas le développement des ME associés.

En consultant les ressources de « science directe » [www.sciencedirecte.com], dans plus de deux mille articles qui citent les résultats d’expérimentation, nous ne trouvons que 36 articles qui expliquent leur déroulement. Seulement deux d’entre eux présentent l’aspect fonctionnel du ME associé à l’expérimentation. Aucun article n’aborde les travaux de développement des ME.

La plupart des chercheurs ne considèrent le ME que comme un support de l’expérimentation n’ayant qu’un rôle secondaire dans le travail de recherche (dossier 15 de l’enquête) [LUONG 01a]. Ils ne les évoquent que lorsqu’ils font l’analyse de leurs limites opérationnelles, sans remonter à la source des imprécisions ou des disfonctionnements liés au ME.

Le contexte concurrentiel de l’industrie et donc des laboratoires à son service, limite la communication aux résultats de la recherche. Les connaissances particulières, les savoir-faire à l’origine de ces résultats ne sont pas divulgués ; le développement des MES en fait partie. Les seuls documents trouvés, qui présentent des projets de développements de MES, sont les rapports de Projet de Fin d’Etude (PFE) de l’ENSAM pour lesquels nous avons une

autorisation d’accès.

Afin de mieux connaître le contexte de développement des MES et de déterminer les besoins de ce marché, nous avons réalisé une enquête auprès des laboratoires de recherche et de R&D. Une analyse plus concrète est réalisée à l’ENSAM sur quelques projets de développement de MES réalisés de 1997 à 2002. Ces travaux ont apporté les informations nécessaires à la définition de notre problématique de terrain expérimental.

Dans le document Conception des Moyens d'Expérimentation. Approche de Cohérence en Coût - Performance (Page 33-38)