Démarche de conception produit

Introduction

La démarche de conception produit structure la naissance d'un objet technique, du besoin exprimé à la production. Elle articule créativité, ingénierie, écologie et faisabilité économique.

Étapes normalisées (NF X 50-127)

1. Analyse du besoin — bête à cornes (à qui, sur qui, pour quoi ?).
2. Cahier des charges fonctionnel (CdCF, NF EN 16271) — fonctions de service, fonctions techniques, critères et niveaux.
3. Analyse fonctionnelle externe — pieuvre, milieux d'utilisation, fonctions principales/contraintes.
4. Recherche de concepts — créativité (brainstorming, TRIZ, biomimétisme).
5. Étude préliminaire — pré-dimensionnement, choix architectural, matrice de sélection multicritère.
6. Étude détaillée — CAO 3D, calculs, plans de définition (NF EN ISO 128).
7. Prototypage et essais — mock-up, prototype fonctionnel, tests utilisateur.
8. Industrialisation — gamme de fabrication, DMOS.
9. Vie série et fin de vie — SAV, retro-ingénierie, économie circulaire.

Outils de spécification

• Diagramme bête à cornes : à qui ? sur qui/quoi ? dans quel but ?
• Diagramme pieuvre : identification des fonctions à partir des milieux extérieurs.
• FAST (Function Analysis System Technique) : décomposition fonction → solutions techniques.
• SADT / SysML : modélisation systémique.

Cahier des charges fonctionnel

Doit comporter : contexte, besoins des utilisateurs, fonctions (FS1, FS2…), critères d'appréciation, niveaux visés, flexibilité (F0-F3), contraintes réglementaires.

Innovation

• TRIZ (Théorie de Résolution des Problèmes Inventifs) : 40 principes.
• Design Thinking (Stanford d.school) : Empathize → Define → Ideate → Prototype → Test.
• Biomimétisme : peau requin, structure alvéole, morphologie oiseau (label Ceebios).
• Lean start-up : MVP (produit minimum viable), pivot rapide.

Contraintes et arbitrages

• Triangle magique : coût / délai / qualité (impossible d'optimiser les trois).
• Contraintes normatives : CE, RoHS, REACH, DEEE.
• ACV en amont : matériaux, procédés, fin de vie.

Exemple : trottinette électrique

• Bête à cornes : « Permettre à un citadin de se déplacer sur 5-10 km en ville proprement. »
• Pieuvre : utilisateur, chaussée, météo, sac à dos, normes NF R 30-013.
• FS1 : Permettre le déplacement (24 km/h max). Critère : autonomie ≥ 25 km, poids ≤ 15 kg.
• FS2 : Assurer la sécurité (éclairage, freinage double).
• Concepts explorés : cadre alu vs magnésium ; batterie amovible vs fixe.
• Prototypage : impression 3D FDM pour poignée, tests EMC.