Intégration des contraintes de désassemblage dans la conception modulaire de produits manufacturés. Contexte développement durable.

Taking into account of disassembly constraints in modular product design. Context of sustainable development.

• Auteur / Autrice : Hibo Said Chekh Waiss
• Direction : Michel Tollenaere, Peter Mitrouchev
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie Industriel : conception et production
• Date : Soutenance le 19/10/2017
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production (Grenoble ; 2008-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Sciences pour la conception, l'optimisation et la production (Grenoble)
• Jury : Président / Présidente : Samuel Gomes
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Vincent Cheutet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marc Sartor, Christian Mascle

Mots clés

Mots clés contrôlés

Conception technique

Transition écologique

Produits industriels

Mots clés libres

Contraintes de désassemblage

Conception modulaire

Développement durable

Conception intégrée

Disassembly constraints

Modular design

Sustainable devlopment

Integrated design

Résumé

Ce travail de thèse s’inscrit dans un contexte d’intégration des contraintes de désassemblage dans la conception modulaire des produits manufacturés. Ce contexte est caractérisé par une collaboration pluridisciplinaire où un nombre très important d’informations est utilisé, manipulé et échangé. Pour ce faire, la contribution de ce travail consiste en :• La définition d’un modèle multi-vues orienté désassemblage permettant une représentation et l’exploitation des informations associées aux domaines du produit et du processus de désassemblage et en conséquence, une aide à l’intégration.• La définition d’un cadre méthodologique permettant de prendre en compte les problématiques de désassemblage dès la phase préliminaire de conception modulaire de produits manufacturés. Ce cadre méthodologique vise à :o Faire intervenir les différents acteurs concernés par les problématiques de désassemblage au moment le plus opportun et en particulier lors de la phase de conception préliminaire.o Définir une architecture modulaire d’une famille de produits. Un algorithme dédié au développement des modules de composants qui sont utilisés dans la conception d’une famille de produits est proposé.o Générer les séquences de désassemblage en phase préliminaire de conception. Un algorithme de définition des séquences de désassemblage admissible d’une famille de produits prenant en compte l’architecture modulaire est proposé.o Faire une optimisation multi-objective des séquences de désassemblage admissibles pour identifier la séquence de désassemblage optimale en fonction des critères imposés (critères fonctionnels, géométriques,…).o Apporter un contexte de désassemblage à l’architecte produit et au concepteur. Les informations issues de la séquence de désassemblage sont considérées afin de définir un contexte de désassemblage qui servira de base aux concepteurs pour identifier la géométrie du produit.Le modèle et le cadre méthodologique sont validés par l’expérimentation sur différents produits. À titre d’exemple, ils sont illustrés sur la conception de différentes familles de produits.Mots clés : Modèle multi-vues, Conception modulaire, séquence de désassemblage, Optimisation multi-objective.

This thesis work fails with in context of the integration of disassembly constraints into the modular design of manufactured products. This context is characterized by a multidisciplinary collaboration where a large deal of information is used, handled and exchanged. To this end the contribution of this work is:• The definition of a multi-view model oriented disassembly allowing representation and exploitation of information associated with the areas of product and disassembly process and consequently integration assistance.• The definition of methodological framework allowing taking into account the disassembly issues from the preliminary phases of modular design of manufactured products. This methodological framework aims to:o Involve different stakeholders by disassembly issues at the most appropriate time and in particular during the preliminary design phase.o Define a modular products family. An algorithm dedicated to the development of the component modules that are used in the design of a family of products is proposed.o Generated disassembly sequences in the preliminary design phase. An algorithm for defining the eligible disassembly sequences of products by taking into account the modular architecture is proposed.o Perform a multi-objective optimization of the eligible disassembly sequences in order to identify the optimal one. The uncertainties inherent in the disassembly area as well as functional and geometric criteria are taken into consideration in order to find the optimal disassembly sequence thus providing a generic structure of a family of products.o Provide the disassembly context to the product architect and the product designer. The information from the disassembly sequence is considered to define a disassembly context as a basis for designers to identify the geometry of the product.The model and the methodological framework are validated by experiments on different products. They are illustrated in the design of different products family.Keywords: Multi-view model, Modular design, Disassembly sequence, Multi-objective Optimization.