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Theses Year : 2016

Innovation through bio-inspired design : suggestion of a structuring model for biomimetic process and methods

Innovation par la conception bio-inspirée : proposition d'un modèle structurant les méthodes biomimétiques et formalisation d'un outil de transfert de connaissances

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Abstract

Biomimetics applies principles and strategies which stem from biological systems in order to facilitate technological design. Providing a high innovation potential, biomimetics could become a key process for various business. However, there are still a few challenges to overcome in order for the bioinspired design to become a sustainable approach. The work which has been carried out addresses this bioinspired design diffusion with two distinct focuses. First of all, they tend to standardize conceptual fields for bio-inspiration and biomimetic process models to enable the evaluation of tools supporting said design process. This methodological assessment, addressed from an objective and subjective point of view, results in the formalization of a structuring model, a classification tree which guides designers through the biomimetic process. Alongside the development of this methodological reference framework establishment, the work tends to overcome another obstacle of the bioinspired design implementation which is the interaction between biology and engineering. By developing a specific tool, the research studies offer a model which functionally describes biological systems without biological expertise prerequisites. The concatenation of these accomplishments addresses the main issue of these disciplinary fields: its development through the dissemination of its application to industrial innovation, in order to encourage the emergence of “biomimetic products” at the expense of “bio-inspired accidents”.
La bio-inspiration applique des principes et des stratégies issus de systèmes biologiques afin de faciliter la conception technologique. Doté d’un fort potentiel pour l’Innovation, la biomimétique, son pendant méthodologique, est en passe d’évoluer vers un processus clé pour les entreprises. Un certain nombre de freins demeurent cependant à lever afin que la conception bio-inspirée s’apparente à une démarche robuste et répétable. Les travaux réalisés abordent cette diffusion de la conception bio-inspirée selon deux axes distincts. Ils s’efforcent tout d’abord d’harmoniser champs conceptuels relatifs à la bio-inspiration et modèles de processus biomimétiques, en vue de rendre possible l’évaluation des outils supportant cette démarche de conception. Cette évaluation méthodologique, couverte selon l’angle objectif et subjectif, aboutit à la formalisation d’un modèle structurant, un arbre de classification, à même de guider les concepteurs biomimétiques à travers le processus biomimétique. En parallèle de l’établissement de ce cadre de référence méthodologique, les travaux s’évertuent à explorer un autre verrou inhérent à la démarche : l’interaction entre biologie et ingénierie. Les travaux tendent ainsi, par le développement d’un outil, à réduire l’une des barrières d’entrée de ce type d’approche, en proposant un modèle décrivant fonctionnellement les systèmes biologiques sans prérequis d’expertise biologique. La concaténation de ces réalisations aborde directement l’enjeu principal de ce champs disciplinaire : son essor par la dissémination de son application à l’innovation industrielle, en vue de favoriser l’émergence de « produits biomimétiques » au détriment des « accidents bio-inspirées ».
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Dates and versions

tel-01531185 , version 1 (01-06-2017)

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Cite

Pierre-Emmanuel Fayemi. Innovation par la conception bio-inspirée : proposition d'un modèle structurant les méthodes biomimétiques et formalisation d'un outil de transfert de connaissances. Génie mécanique [physics.class-ph]. Ecole nationale supérieure d'arts et métiers - ENSAM, 2016. Français. ⟨NNT : 2016ENAM0062⟩. ⟨tel-01531185⟩
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