Stratégies de conception et de production durables appliquées aux pièces métalliques découpées au laser : vers une aide à la décision multicritère combinant les performances technico-économiques et environnementales.

Les changements récents de nos sociétés, induits par les avancées technologiques, nécessitent l’intégration d’un nombre croissant d’indicateurs de performance pour maintenir la compétitivité industrielle. Pour atteindre cet objectif, les entreprises se concentrent sur des améliorations multicritères basées sur le triptyque « coût – qualité – délai ». Dans le cadre de cette thèse, les travaux sont consacrés à l’évaluation de la performance de pièces métalliques découpées au laser. Une revue de la littérature montre une prédominance des travaux centrés sur l’optimisation de la qualité des pièces, en particulier avec les lasers CO₂ de première génération, au détriment d’approches intégrant des dimensions économiques et environnementales. Pourtant, dans le contexte actuel, marqué par le Green Deal et la neutralité carbone à l’horizon 2050, l’évaluation des impacts environnementaux des  procédés  énergivores  devient incontournable. Les choix effectués dans 
les premières étapes de conception de pièces conditionnent jusqu’à 80 % des coûts et des impacts environnementaux futurs, alors même qu’ils sont pris dans un contexte d’informations limitées. Ce paradoxe rend crucial le développement d’indicateurs exploitables dès la conception, afin d’accompagner les bureaux d’études dans leurs arbitrages précoces et d’orienter les décisions. Cette thèse s’inscrit dans cette dynamique, en proposant une démarche structurée d’évaluation multicritère de la performance  de  pièces  métalliques découpées au laser dès la conception.

Une première contribution porte sur l’évaluation de la qualité de découpe, avec le développement d’un indicateur unique permettant de mettre en évidence l’influence directe des choix de conception sur la qualité obtenue. Une seconde contribution  propose  une  analyse environnementale à double échelle : celle du procédé, pour identifier des alternatives plus sobres, et celle de la pièce, afin de fournir un indicateur exploitable dès la conception. Enfin, dans une perspective de déploiement industriel, les indicateurs de qualité et environnementaux sont intégrés dans un outil multicritère rassemblant l’ensemble des indicateurs élaborés dans la thèse. Cet outil permet de comparer différents scénarios de conception et de mettre en évidence des compromis de performance globale. Il représente une première étape vers une aide à la décision intégrée, spécifiquement adaptée au contexte industriel étudié. Toutes les contributions ont été appliquées à des pièces métalliques industrielles, dans le cadre d’une entreprise de la métallurgie soucieuse de maîtriser ces indicateurs de performance dès la conception de ses produits. En réunissant ces différentes contributions, cette thèse démontre qu’il est possible de transformer la conception en un véritable levier stratégique de performance globale et de durabilité industrielle.

Mots clés : évaluation de la performance ; aide à la conception ; analyse multicritère ; analyse environnementale ; qualité de découpe ; procédés de fabrication