The impact of scenarios and personas on requirement elicitation : an experimental study

THÈSE
Pour obtenir le grade de
DOCTEUR DE L’UNIVERSITÉ DE GRENOBLE
Spécialité : Génie Industriel
Arrêté ministériel : 7 août 2006



Présentée par
Emine Serap Arikoglu


Thèse dirigée par Eric Blanco et
codirigée par Franck Pourroy

préparée au sein du Laboratoire G-SCOP
dans l'École Doctorale Ingénierie, Matériaux, Mécanique,
Energétique, Environnement, Procédés, Production


Impact des approches « scénario » et
« persona » sur l’élicitation des
exigences : une étude expérimentale


Thèse soutenue publiquement le 7 Février 2011
devant le jury composé de :
Mr, Jean François, Boujut
Professeur, Grenoble INP, Président
Mme, Margarata, Norell Bergendahl
Professeur, the Royal Institute of Technology Stockholm, Rapporteur
Mme, Janet, McDonnell
Professeur, University of the Arts of London, Rapporteur
Mr, Samuel, Gomes
Professeur, Université Technologique de Belfort Montbéliard, Rapporteur
Mr, Eric, Blanco
Maître de conférences, HDR, Grenoble INP, Membre
Mr, Franck, Pourroy
Maître de conférences, UJF, Membre

tel-00625785, version 1 - 22 Sep 2011

tel-00625785, version 1 - 22 Sep 2011
Acknowledgement
Pursuing a Ph.D. project at University of Grenoble was a magnificent as well as
challenging experience to me. In all these years, many people were instrumental directly or
indirectly in shaping up my research project. It was hardly possible for me to finalize my
doctoral work without the precious support of these personalities. It is a pleasure for me to
acknowledge some of those people.
First of all, I would like to express my deep and sincere gratitude to my supervisors,
Eric Blanco and Franck Pourroy, who complemented each other wonderfully well. Their wide
knowledge and their logical way of thinking have been of great value for me. I feel deeply
grateful and privileged to have been their student, not only because of their rich scientific input
to my research work, but also because of their never-ending kindness.
I also want to thank to the dissertation committee members; Margareta Norell
Bergendahl, Janet McDonnell, Samuel Gomes and Jean François Boujut for their time, interest,
helpful comments and insightful questions.
The members of the G-SCOP have contributed immensely to my personal and
professional time in Grenoble. I always felt like a part of a big family. I am especially grateful
for the collaborative design group, which has been a source of good advice and collaboration as
well as friendships. I have experienced that we can progress our research work by sharing our
knowledge. I especially want to thank to Guy Prudhomme for being there whenever I need.
I also want to thank IdMRC laboratory to accept me as a member for a six months
period, and Région Rhone-Alpes for founding this period. In particular, I want to thank Ben
Hicks, who made significant contributions to my experiments and dissertation report during my
stay in Bath.
I would like to thank Nadège Toussier, who as a good friend, giving me opportunity to
run my experiments in University of Compiègne and sharing her best suggestions.
I would like to acknowledge all the subjects included in this study without whose
cooperation, this study would not be completed. I'm grateful to all of them.
My time at Grenoble was made enjoyable in large part due to the many friends and
groups that became a part of my life. I cannot list them all here, but they know that they count
so much for me and without their presence I could not finish this work.
Lastly, I would like to thank my family for all their love and encouragement. I thank to
them for being with me, not just this last time, but always in my life.

1
tel-00625785, version 1 - 22 Sep 2011

2
tel-00625785, version 1 - 22 Sep 2011








“Science is the most reliable guide for civilization, for life, for
success in the world. Searching a guide other than the science is meaning
carelessness, ignorance and heresy”
M. Kemal Ataturk

3
tel-00625785, version 1 - 22 Sep 2011

4
tel-00625785, version 1 - 22 Sep 2011
Résumé en Français
Contexte de Recherche:
La problématique centrale de la thèse est l‘évaluation de l‘impact de démarches utilisant
la formulation de scénarios et de personnages sur les phases d‘expression des besoins en
conception innovante. La méthodologie de recherche mise en œuvre est une démarche
empirique qui s‘appuie sur l‘analyse de situations de conception. Au cours du doctorat, un
protocole expérimental mis en œuvre a été dupliqué trois fois dans des laboratoires partenaires.
Cette recherche aboutit à un mémoire de thèse qui présente plusieurs contributions :
 La première contribution se situe autour de la méthodologie de recherche proposée. Le
protocole d‘étude empirique mis en place est original, il s‘appuie sur l‘état de l‘art des
réflexions de la communauté et sur ces démarches de recherche, et proposes des
éléments nouveaux à cette réflexion en conciliant approches quantitatives et
qualitatives.
 La seconde contribution porte sur la caractérisation de l‘impact des méthodologies
étudiées sur la construction d‘une représentation partagée du problème de conception et
de la formalisation des exigences de conception.
 Enfin la troisième contribution porte sur l‘analyse des interactions dans les activités de
conception étudiées. Les analyses identifient et qualifient les impacts des méthodes
étudiées sur le contenu des interactions dans les phases amont de la conception.
Mots-clés: Conception basée sur les scénarios, personnages, développement de produit
nouveaux, définition des exigences, connaissance partagée, expérimentations.
Chapitre 1-Introduction
Dans le cas actuel, en regardant le changement rapide des environnements de
production, la capacité de satisfaire les besoins des utilisateurs est un avantage important pour
les entreprises. En conséquence, la modernisation des entreprises conduit à créer de nouvelles
organisations de conception qui permettent de concevoir des produits qui sont guidés par les
besoins des utilisateurs. Cette thèse se focalise sur l‘activité de définition de ces besoins, leur
appréhension, leur communication entre les concepteurs, et leur transformation en une liste
d‘exigences à satisfaire par un produit nouveau.

5
tel-00625785, version 1 - 22 Sep 2011

Pour définir les besoins, les concepteurs se focalisent de plus en plus sur les utilisateurs.
Leur diversité est considérée, comme leur âge, leurs connaissances, leur sexe, etc. Plusieurs
approches de conception placent les utilisateurs au centre du processus, quand les autres les
intègrent directement dans le processus de conception. La conception centrée utilisateur (UCD)
permet aux utilisateurs d‘exprimer leurs besoins, leurs préférences et de partager leurs savoir-
faire (Kyng 1994). Ainsi, les concepteurs sont capables d‘évaluer le produit aussi tôt que
possible dans le processus de production. D‘un autre coté, dans la conception participative (PD),
les utilisateurs ne sont pas seulement la source d‘information, mais participent aussi à la prise de
décisions (Schuler and Namioka 1993).
Pourtant, ces approches montrent leurs limites dans la capacité des utilisateurs à
imaginer des solutions techniques faisables. De plus, pendant le développement de produits
nouveaux (NPD), puisqu‘il n‘y a pas de produit existant ou d‘utilisateur identifiable, il est
difficile de réunir des informations utilisateur et d‘assurer une représentation des besoins par les
différents acteurs de la conception (Redstrom 2008). Cela montre que les équipes de conception
ont besoin de renouveler leur manière d‘appréhender le produit.
D‘un autre coté, chaque concepteur a une représentation plus ou moins partielle, plus ou
moins bonne, de l‘usage du produit qu‘il développe. En effet, il est parfois difficile dans le
processus de conception d‘avoir une connaissance partagée des utilisateurs finaux et de leurs
exigences (Hey et al. 2007), ce qui semble pourtant nécessaire pour le succès du produit
(Cooper and Kleinschmidt 1993). Il en résulte un écart dans lequel la valeur du produit a été
dissoute.
Pour résoudre ces problèmes, des méthodes existent et peuvent être utilisées en tant que
support pour les concepteurs. Mais l‘adéquation et l‘efficacité des différentes méthodes ne sont
pas connues correctement. La conception basée sur les scénarios (SBD)