Outils d'aide à la décision pour la sélection des filières de valorisation des produits de la déconstruction des systèmes en fin de vie : application au domaine aéronautique

THÈSE


En vue de l'obtention du

DOCTORAT DE L ’UNIVERSITÉ DE TOULOUSE

Délivré par Institut National Polytechnique de Toulouse
Discipline ou spécialité : Systèmes Industriels


Présentée et soutenue par GODICHAUD Matthieu
Le 22 avril 2009

Titre : Outils d’aide à la décision pour la sélection des filières de valorisation
des produits de la déconstruction des systèmes en fin de vie : application au
domaine aéronautique
JURY
M. LAMOURI Samir – Professeur d’Université à SUPMECA Paris – Rapporteur
M. RIANE Fouad – Professeur à Facultés Universitaires Catholiques de Mons – Rapporteur
M. CRAYE Etienne – Professeur d’Université à l’Ecole Centrale Lille – Membre
M. IUNG Benoît – Professeur d’Université l’Université Henri Poincaré de Nancy – Membre
M. PERES François – Maître de Conférences HDR à l’ENIT – Directeur de thèse
M. TCHANGANI Ayeley – Maître de Conférences à l’Université Paul Sabatier – Co-encadrant
M. FOURNADET Philippe – TARMAC AEROSAVE – Membre Invité

Ecole doctorale : Ecole Doctorale Systèmes
Unité de recherche : Laboratoire Génie de Production
Directeur(s) de Thèse : PERES François







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Avant-propos


Ce travail a été réalisé au Laboratoire Génie de Production de l’Ecole Nationale de Tarbes au sein de
l’équipe Production Automatisée. Plusieurs personnes y ont contribué et l’ont rendu possible. Je tiens
à les remercier avant de commencer ce mémoire.

En premier lieu je tiens à remercier M. Daniel Noyes, professeur à l’ENIT et directeur du LGP, pour
m’avoir accueilli au sein du laboratoire et pour m’avoir offert les conditions de travail idéales, tant
matérielles que morales, tout au long de cette thèse.

Je tiens particulièrement à remercier mon directeur de thèse M. François Pérès, Maître de Conférences
– HDR à l’ENIT, pour ses qualités humaines et d’écoute d’une part et, d’autre part, pour son soutien
continu et infaillible dans toutes les situations et les périodes de doute qui m’a toujours apporté la
motivation nécessaire à l’aboutissement de cette thèse. Il a su m’accordé l’autonomie tout en
m’apportant des conseils avisés et des éclairages toujours pertinents pour aller dans les bonnes
directions. Je remercie également M. Ayeley Tchangani, co-encadrant de cette thèse et Maître de
Conférences à l’ENIT, tout particulièrement pour ces compétences scientifiques qu’il a su me
communiquer au travers de nos différents échanges.

Plusieurs personnes ont contribués à la finalisation de cette mémoire, lesquels je tiens à remercier. Il
s’agit de M. Samir Lamouri, Professeur à SUPMECA, et M. Fouad Riane, Professeur aux Facultés
Universitaires Catholiques de Mons, pour avoir accepté de rapporter ce travail et pour avoir pris de
leur temps pour me proposer leur vision des problématiques traitées qui m’ont permis d’améliorer ce
travail. Je remercie également M. Etienne Craye, Professeur à l’Ecole Centrale Lille, et M. Benoît
Iung, Professeur à l’Université Henri Poincaré de Nancy, d’avoir accepté de participer à mon jury et
pour leurs questions pertinentes.

Je remercie également l’ensemble de mes collègues de travail au sein du Laboratoire Génie de
Production pour m’avoir fourni, chacun à leur manière, un environnement convivial propice au bon
déroulement et à l’aboutissement de ce travail.

Enfin, je tiens à remercier ma famille et mon entourage qui m’ont soutenus tous au long de ces années
et dans tous mes projets.






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Table des matières
Table des matières
Liste des figures....................................................................................................................................... 9
Liste des tableaux .. 11
Introduction générale ............................................................................................................................. 13
I – La déconstruction des systèmes en fin de vie : cadre général .......................... 17
1. Contexte de la déconstruction des systèmes en fin de vie 17
1.1. Le développement durable ..................................................................................................... 17
1.2. Cadre législatif ....................................................... 18
1.3. Logistique inverse .................................................................................. 22
2. Déconstruction des systèmes en fin de vie .................... 28
2.1. Les systèmes en fin de vie ...................................................................................................... 28
2.2. Projet de déconstruction ......... 34
2.3. Processus de déconstruction ... 35
3. Conclusion ..................................................................................................................................... 37
II – Etat de l’art et démarche de définition d’une trajectoire de déconstruction ... 39
1. Typologie des plans de désassemblage et de déconstruction ........................................................ 39
1.1. Vue produit ............................................................................................. 39
1.2. Vue planification .................... 40
1.3. Classification des plans de désassemblage ............................................................................. 40
2. Démarche de définition d’un plan ................................. 42
2.1. Analyse et description d’un système en fin de vie ................................................................. 43
2.2. Spécification du process de désassemblage............ 51
2.3. Optimisation d’un plan de désassemblage.............................................................................. 58
3. Synthèse et conclusion .................................................. 70
III – Identification et structuration d’une démarche d’analyse des incertitudes en déconstruction ...... 75
1. Structuration du problème de détermination d’une trajectoire de déconstruction ......................... 75
1.1. Description du problème ........................................................................................................ 75
1.2. Analyse des éléments d’une trajectoire .................. 77
1.3. Représentation générique d’une trajectoire ............ 78
2. Identification des incertitudes en déconstruction .......................................................................... 79
2.1. Variables « produit » .............................................. 80
2.2. Variables « contexte » ............ 85
2.3. Variables « activité » .............................................................................. 89
2.4. Variables « performance » ..................................... 92
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Table des matières

2.5. Ensemble des variables d’analyse du problème ..................................................................... 93
3. Modélisation des incertitudes ........................................ 93
3.1. Approche probabiliste ............ 94
3.2. Réseaux bayésiens et diagrammes d’influence ...................................................................... 97
3.3. Obtention des données probabilistes .................................................................................... 101
4. Conclusion ................................................................... 102
IV – Modélisation des trajectoires de déconstruction : principe et approche statique ........................ 103
1. Modélisation du problème : rappels ............................................................ 103
1.1. Représentation des trajectoires de déconstruction ................................ 104
1.2. Optimisation ......................................................................................... 105
1.3. Conclusion ............................................................ 107
2. Modélisation de processus industriels par réseaux bayésiens ..................... 107
2.1. Trajectoire et processus ........................................................................................................ 108
2.2. Modélisation d’une activité .. 108
2.3. Caractérisation des variables ................................................................................................ 109
2.4. Spécification de l’enchaînement des activités ...... 110
3. Optimisation des trajectoir