Vision globale du produit conçu

4.1.1.1 Critères globaux de conception

Les critères globaux interviennent et sont utilisés dans les situations de vie initiales du produit lorsque qu'il évolue sous la forme d'artefact, c'est-à-dire depuis l'expression du besoin jusqu'à son industrialisation.

Ils apparaissent et sont définis lors de l'analyse fonctionnelle externe sous la forme de fonctions contraintes. Ils s'expriment par ce que le CdCF appelle les critères d'appréciation, leur niveau exprime les valeurs limites.

4.1.1.2 Maîtrise des coûts et de la valeur

▪ Définitions - Coût :

Charge ou dépense supportée par un intervenant économique par la suite de la production ou de l'utilisation d'un produit ou de l'ensemble des deux.

Les coûts intègrent toutes les dépenses engagées pour la conception et la réalisation du produit. Lors de l'analyse de conception d'un produit, on peut prendre en compte aussi les coûts d'utilisation voire de destruction.

Durant la conception, le coût d'un produit est un critère d'évaluation insuffisant selon Lonchampt et al.; la valeur est préférable [Lon 02].

- Valeur :

Jugement porté sur la base des attentes et des motivations de l'utilisateur. Il est exprimé par une grandeur qui croît lorsque, toutes choses égales par ailleurs, la satisfaction du besoin de l'utilisateur augmente et/ou que la dépense afférente au produit diminue.

La valeur intègre généralement un coût monétaire : COUT BESOIN DU ON SATISFACTI VALEUR=

On peut définir un autre classement pour l'expression de la valeur de réalisation d'une fonction : - Valeur d'usage : Jugement lié à la partie fonctionnelle;

- Valeur d'estime : Jugement lié aux satisfactions subjectives;

- Valeur d'échange : Jugement économique lié aux dépenses générées par comparaison avec un autre produit rendant un service équivalent.

- Coûts non récurrents (CNR) :

Les coûts non récurrents sont les coûts de développement d'un produit pour l'amener à la phase de production. Pendant la phase des CNR, le projet coûte à l'entreprise et ne rapporte pas.

Ces coûts concernent toutes les phases de la conception, ils s'arrêtent à la première phase de production et à la fabrication du premier outillage opérationnel.

- Coûts récurrents (CR) :

Les coûts récurrents sont les coûts de production d'un produit. Ils sont donc liés à l'obtention du produit définitif et vendu.

Durant cette phase, le produit commence à être vendu et l'amortissement commence. La Figure 34 récapitule les positions des différents coûts de développement dans le déroulement du projet.

Figure 34: Diagramme des coûts d'un développement. - Coûts objectifs (CO) :

Ce sont les coûts prévus de réalisation du produit, d'éléments du produit ou d'une fonction. Ces coûts sont fixés au début du développement et parfois révisés en cours d'étude. Ils sont fixés en fonction de l'histoire de l'entreprise et à partir des tableaux d'analyse fonctionnelle. On conçoit alors avec ces coûts objectifs.

Ils constituent la base des discussions avec les fournisseurs. En fin de projet, ils constitueront les coûts réels (coûts récurrents) des composants du produit

Rentabilité Temps écoulé CNR CR Début de pro duction et de vent e Temps de retour Amortiss ement

(approvisionnement matière, fabrication outillage et main d'oeuvre, montage). L'emballage est aussi un composant.

Ils permettent de fixer le prix de vente du produit ou alors ils sont fixés à partir du prix de vente acceptable par le marché.

La fixation des coûts objectifs peut prendre en compte le coût global de possession pour l'utilisateur :

- coût d'achat pour l'utilisateur (prix de vente);

- coût d'utilisation (énergie, main d'oeuvre, consommables, etc.);

- coût de maintenance (curative, préventive, pièces de rechange, stockage, etc.); - coût d'adaptation;

- coût d'indisponibilité (matériel de réserve, location matériel de rechange); - coût de destruction.

▪ Conception à coûts objectif

La fixation des coûts objectifs donne des références au concepteur et oriente ses choix.

L'analyse de la valeur propose de classer des coûts liés au juste nécessaire et au non demandé. La notion de juste nécessaire correspond à la réalisation des fonctions de service, nous la prolongeons par la notion de caractéristiques structurantes.

Le concepteur fixe au préalable les coûts de réalisation de chaque fonction concernée. ▪ Rendement de conception

Le rendement de conception est un outil de pertinence :

solution la de Coût ) tes structuran fonctions ( nécessaire juste du coût conception de ndement Re =

On remarque que dans ce cas, la référence est constituée par la somme des coûts des fonctions concernées.

L'analyse de la valeur cherche améliorer ce rendement et à dépasser la valeur minimum de 0,6. Cette référence constitue un critère de conception.

Lorsqu'il s'agit de conception innovante, les nouvelles idées peuvent aussi remettre en cause les valeurs "juste nécessaires" qui sont associées aux concepts initiaux.

▪ Evolution de la notion de coût

La notion de coût peut s'élargir et concerner d'autres coûts que les coûts monétaires et ainsi prendre en compte des paramètres faisant référence à des notions de :

- Temps : Il s'agit des temps relatifs aux opérations de fabrication, de montage mais aussi des temps liés à l'utilisation du produit (temps de mise en température, temps d'arrêt, etc.). Les temps de démontage après obsolescence du produit interviennent aussi dans le chapitre éco-conception.

- Energie : L'énergie concernée est en premier lieu l'énergie consommée lors des situations de vie importantes. Cette vision énergétique peut aussi concerner les situations de vie liées à la réalisation du produit depuis la conception jusqu'à l'industrialisation (consommations des procédés de fabrication et de toute l'intendance autour du produit). L'Analyse de Cycle de Vie (ACV) permet d'aller encore plus loin et d'intégrer alors les coûts énergétiques de fin de vie et de production des matériaux utilisés [Rou 00].

L'analyse en terme d'utilisation des ressources énergétiques propres [Sav 00] [Tre 03] constitue un indicateur important de conception. En effet, l'évolution des produits passe par un fonctionnement autarcique, comme pour les véhicules hybrides par exemple. De surcroît, aussi bien dans le secteur automobile que dans le secteur aéronautique, on va vers la disparition de la notion de servitude, c'est-à-dire que l'énergie nécessaire aux fonctions contraintes et au fonctionnement des systèmes de confort ne pourra plus être soutirée au moteur mais devra être issue d'un stockage ou se régénérer elle-même.

- Masses : Les masses du système constituent des paramètres pertinents. Pour qualifier sa conception, le concepteur doit s'intéresser à la notion de masse des bruts. Le ratio entre masse du système et masse des bruts devient un ratio pertinent puisqu'il traduit la masse de matière générée lors des opérations de fabrication (copeaux, jets de coulée, masselottes, chutes de tôles, etc.). Il faut aussi parler des masses ou débits de produit entrants lors du fonctionnement ou des diverses situations de fabrication et des masses ou débits de déchets formés qui constituent un indicateur classique en éco-conception.

- Volumes occupés par le produit : Les volumes occupés relèvent de la même analyse que les masses. Cependant on peut lier l'optimisation des différents emballages à la minoration des volumes.

- Sûreté de fonctionnement : La sûreté de fonctionnement est abordée dans le §4.1.3.

4.1.1.3 Développement durable et éco-conception

La notion d'éco-conception [Ven 97] peut se définir à une échelle locale et à une échelle globale :

L'échelle locale implique l'environnement proche du produit, elle concerne les possibilités de nuisance sonore et odoriférante, d'action sur les milieux extérieurs environnants et la production de déchets.

L'échelle globale va faire intervenir la maîtrise des ressources énergétiques, l'implication dans les changements climatiques (effet de serre, trou dans la couche d'ozone).

L'ADEME qui s'est vu confier la tâche de susciter l'apparition de produits écologiques, a édicté des conseils en direction des concepteurs [ADE 01]. On peut en déduire les attitudes que doit avoir le concepteur :

- Connaître et optimiser les flux de matière et d'énergie;

- Anticiper et respecter au moindre coût les réglementations environnementales; - Diminuer les risques, les situations de crise et les contentieux;

- Répondre aux attentes naissantes du marché en terme d'éco-conception; - Accroître la confiance du consommateur.

▪ Critères d'éco-conception

On retrouve dans les préconisations de l'éco-conception les variables critères déjà mentionnées [ADE 01] :

- Masse vierge entrant dans la composition du produit;

- Kilomètres parcourus par les pièces, les sous-ensembles jusqu'à l'assemblage; - Energie spécifique des matériaux entrant dans composition du produit; - Consommation énergétique du produit lors de son utilisation;

- Masse des matériaux entrant dans la composition du produit pour lesquels il n'y a pas de filière de valorisation;

- Estimation de la durabilité du produit; - Temps de démontage;

- Volume des emballages. ▪ Indicateurs environnementaux

La méthode la plus connue pour évaluer les impacts environnementaux est l'Analyse des Cycles de Vie (ACV) [SET 93][Sau 96][Jan 00]. Elle consiste à évaluer les risques au travers d'indicateurs pertinents des dommages causés [Goe 95] :

- Accidents mortels : dégradation de la couche d'ozone, métaux lourds, substance cancérigène, etc. ;

- Dégradation de la santé : smog d'été (composés volatiles), smog d'hiver (poussière), etc.;

- Dégradation de l'écosystème : pesticides, effet de serre, atmosphère acide,

eutrophisation de l'eau, etc.

Les références [ISO 02][SET 93] proposent des grilles d'évaluation concernant ces indicateurs. L'ADEME, propose un bilan carbone autour des indicateurs traduisant l'effet de serre [Jan 02].

Des normes sont même mises en place et fixent par exemple des seuils à respecter pour l'industrie automobile : les constructeurs doivent, à l'échelle 2012, proposer des véhicules n'émettant que 120 grammes de CO2 au kilomètre. Cette gageure oblige les industriels à qualifier chaque choix technologique au travers de cet indicateur [Rou 00].

▪ Démontage, démantèlement

Les nouveaux produits doivent être facilement démontés et permettre rapidement le tri des différents matériaux ou la purge des différents fluides sans volume de rétention. On doit aussi éviter les pollutions intempestives car certains fluides ou métaux sont maintenant interdits (le mercure par exemple).

Les outils de l'analyse fonctionnelle permettent de traduire cette situation de vie, en particulier l'organigramme technique dans sa version étendue, c'est-à-dire comprenant les milieux extérieurs récupérables.

Le concepteur s'attache à définir en terme fonctionnel les prescriptions de facilité de démontage. Ces contraintes vont s'ajouter aux contraintes d'interface entre blocs fonctionnels classiquement définies à chaque niveau de l'organigramme technique.

Ces contraintes vont se traduire par l'utilisation ou l'interdiction d'éléments d'interface, par la préconisation d'outils de démontage et la réduction de leur nombre.

▪ Recyclage, valorisation du produit usagé

La valorisation du produit usagé peut se voir sous différentes formes avec leurs critères associées :

- La réutilisation de blocs fonctionnels : le critère peut être un ratio faisant intervenir les blocs fonctionnels récupérés et l'ensemble des blocs fonctionnels d'un niveau défini. La base peut être le nombre, le coût monétaire des blocs neuf ou à la revente, la masse. - La réutilisation de composants élémentaires : même type de critère que ci-dessus. - La réutilisation de matériaux ou fluides : même type de critère que ci-dessus.

- La réutilisation de composants transformés : même type de critère que ci-dessus mais en tenant compte, en minoration, des effets de transformation (coût, masse, etc.).

- La transformation en énergie thermique : le critère est le contenu énergétique lié aux masses et au pouvoir calorifique de chaque matériau combustible.