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Catégorie : Innovation

  • Améliorer la production du secteur agricole avec les nouvelles solutions technologiques

    Améliorer la production du secteur agricole avec les nouvelles solutions technologiques

    L’industrie du numérique apporte des solutions qui peuvent aider à répondre aux enjeux environnementaux et alimentaires qui évoluent, auxquels est confronté l’ensemble des acteurs des filières agricoles et agro-alimentaires, y compris pour la production de l’alimentation humaine et animale. Cet article donne un aperçu sur l’apport du numérique sur certains aspects de la chaîne de valeur de la fourche à la fourchette (« farm to fork »), en particulier dans le secteur agricole.

    L’histoire de l’agriculture ne s’est pas faite sans à-coup. Loin d’être linéaire, elle est héritière d’une succession de révolutions. Nous pouvons citer deux révolutions de ruptures majeures :

    • Dans la période des -6000 ans en Europe, la révolution du Néolithique a permis la sédentarisation, au travers de l’introduction de l’agriculture et de l’élevage [1], ce qui a servi de tremplin à une explosion de la démographie.
    • Suite à la seconde guerre mondiale, l’État français a impulsé une révolution permettant, notamment, grâce à la mécanisation, de pouvoir subvenir aux besoins d’une population en très forte croissance : cela a permis une production de masse, forte en volume et faible en coût, et de rétablir une certaine souveraineté alimentaire [2].

    Aujourd’hui, la situation de notre production alimentaire doit soutenir un nouvel équilibre sous contraintes économiques et écologiques entre une production en quantité et une production de qualité :

    1- Une production en quantité :
    La croissance toujours soutenue de notre population nécessite le maintien des productions alimentaires de masse. En conséquence, nous devons répondre à des exigences de performances productives, tout en maintenant la compétitivité, et en profitant au mieux des innovations technologiques et organisationnelles [3, 4] :

    • Pression démographique : il faut nourrir une population grandissante. D’ici 2050, les projections indiquent que la population mondiale aura augmentée de 24 % [5].
    • Pression de marché : l’agriculture doit aussi être compétitive face à des marchés qui favorisent souvent des productions en provenance de pays tiers, non soumises aux mêmes conditions et contraintes telles que : sociales, économiques, environnementales de développement des productions (OGM [6], déforestation, emploi de produits phytosanitaires non autorisés en Europe [7], etc.).
    • Pression de volume : tout en ayant des surfaces cultivées parfois difficilement extensibles [8], voire réduites par l’augmentation de l’artificialisation des sols, des augmentations de volumes produits peuvent plafonner. Du moins, c’est ce que pointent certains analystes sur le territoire français [9].

    2- Une production de qualité :
    Le consommateur est aujourd’hui plus sensible à la qualité du produit qu’il achète et consomme. Il devient de plus en plus exigeant par rapport aux saveurs qui lui sont proposées (le goût), et dans le même temps accroît son exigence quant à sa sécurité alimentaire. Une importance toujours grandissante est apportée aux exigences de traçabilité du producteur au consommateur [10]. Nous pouvons citer d’autres attentes sociétales, qui participent au respect de l’environnement : l’accès à la traçabilité des aliments, la réduction de l’usage des pesticides et des pratiques concourant aux émissions de gaz à effet de serre1, objectif soutenu par des actions européennes [11], la réduction des émissions polluantes [12], l’encouragement de la biodiversité2 [13] et de la préservation des sols3, ou encore la garantie de l’accès à une eau non polluée [14, 15].

    Comme nous venons de l’expliciter, l’ensemble des acteurs du monde agricole (agriculteurs, coopératives, semenciers, instituts techniques, Chambres d’Agriculture, etc.) cherchent à répondre à ces contraintes de quantité et de qualité du marché. Mais dans le même temps, ils doivent tout d’abord dégager une marge suffisante afin de pouvoir sécuriser durablement leur production et le paiement de leurs charges (personnel, fonctionnement, administration, taxes, etc.).

    Cette production alimentaire montre une exposition au risque sous diverses formes, et entre autres à celle de la variabilité climatique4. Les risques climatiques sont récurrents, voire amplifiés localement. Nous sommes touchés par exemple par des chaleurs précoces et un déficit en eau [16]. Plus généralement, depuis plusieurs années, le secteur agricole a été de plus en plus impacté par des événements climatiques extrêmes [17, 18] : gelées de printemps, grêle, pluies sévères, inondations, sécheresses, provoquées entre autres par le changement climatique ; et qui ont entraîné une baisse des rendements en Europe. Ces risques ne compensent pas la durée de la saison de croissance en France qui devrait s’allonger [19].

    Est-ce que le monde agricole arrive à ce jour à diminuer l’exposition et l’impact de ces risques ?

    Différents moyens technologiques et organisationnels permettent aujourd’hui d’adresser ces problématiques. Nous pouvons citer entre autres technologies utiles, celles que nous jugeons nécessaire et prometteuses à ces domaines, que nous utilisons et développons :

    • L’IoT (Internet des objets) : il s’agit de capteurs, sondes et objets connectées à un réseau local ou au réseau internet.

    Dans le contexte qui nous intéresse, ces capteurs sont situés dans les parcelles agricoles pour, par exemple, piloter en temps réel et avec précision un système d’arrosage automatique. Ils peuvent également servir à mesurer les paramètres météorologiques de l’air, des niveaux d’azote, de phosphore et de potassium (NPK) dans les sols. En élevage, des sondes reliées par IoT peuvent également être utilisées pour prévenir lors des vêlages et surveiller les constantes vitales des animaux.
    La limite de déploiement de ces équipements est souvent associée au prix des capteurs pour l’IoT.
    En résumé, l’usage de ces objets communicants (IoT) fait gagner un temps considérable à son exploitant et permet de piloter en continu (et parfois même depuis un smartphone) son exploitation et d’optimiser ses productions tout en augmentant ses marges.

    • L’Intelligence Artificielle (IA) : il s’agit d’exploitation de modèles numériques à base de systèmes experts ou de systèmes connexionnistes imitants les ramifications des neurones humains et permettant des calculs en masse, très performants.

    Ces modèles commencent à être utilisés dans de nombreuses applications dans le secteur de l’agriculture. Cette technologie peut être utilisée par des quadrillages de drones aériens recueillant des images locales pour détecter précocement des maladies dans les cultures (les modèles IA auront appris à reconnaitre certaines formes de maladies du blé par exemple la septoriose du blé [20]).
    Des limites associées à ces modèles d’IA sont notamment la puissance de calcul et la consommation énergétique.
    En résumé, l’IA peut servir de base de connaissance à l’exploitant pour anticiper la gestion de ses parcelles, limiter et optimiser les apports d’intrants (produits phytosanitaires, fertilisants, eau), lui faire gagner du temps et réduire ses dépenses.

    Ces technologies fonctionnent de façon optimale avec un nombre important de données cohérentes et de qualité. Concernant les données, nous pouvons citer les données issues des images satellites : il s’agit d’images récoltées par des satellites couvrant certaines zones sur Terre à intervalle de temps régulier. Les images brutes sont interprétées pour délivrer différents types d’information locales (post-traitement).

    Les images satellites sont de plus en plus accessibles à tous, notamment via le programme COPERNICUS5. Pour donner un exemple concret, ce programme permet d’accéder à un indice permettant de quantifier le taux d’humidité dans les premiers centimètres de la couche des sols.

    Les limites associées à ce type de données peuvent être le coût (achat des données avec une très forte résolution spatiale -quelques mètres, coût en calcul pour interpréter les données), la connaissance (comment bien exploiter ces données pour éviter les mauvaises interprétations ?), l’accessibilité, la couverture géographique (est-ce qu’un nuage ne va pas cacher l’information recherchée sur ma parcelle #p et au temps t1 ?).

    En résumé, l’accès à des données satellitaires post-traitées, de qualité et périodique est très recherché pour un exploitant qui souhaite avoir un suivi régulier de l’ensemble de ses parcelles.

    Les couplages entre les technologies citées et les sources de données sont possibles et permettent d’enrichir la connaissance et de répondre à d’autres problématiques de terrain. Prenons l’exemple des drones ci-dessus. Les données d’imagerie géoréférencées par drones peuvent être complétées :

    • sur des périmètres plus larges mais avec des fréquences plus faibles par de l’imagerie satellitaire,
    • par des images acquises par des capteurs de proximité embarqués sur des automoteurs (tracteurs ou robots) et leurs matériels associés lors des interventions dans les parcelles ainsi que lors de phases d’observations piétonnes des agriculteurs,
    • Par des données collectées via des réseaux de capteurs communicants relevant du chapitre de l’IoT.

    Coupler des données de différentes natures et issues de technologies complémentaires, permet de couvrir tous les endroits des parcelles recherchées aux instants recherchés et ainsi de répondre à la problématique mais aussi de vérifier la cohérence des différentes données6.

    Un autre exemple : affiner les informations issues des images des drones (échelle très locale) aux images satellites (échelle parcellaire), et coupler le résultat avec des prévisions météorologiques, permet d’estimer le bilan hydrique et ainsi de prévoir en conséquence l’irrigation des cultures [21].

    Sachant que le nombre de « petites » exploitations n’est pas négligeable en France7, il s’agit de permettre l’accessibilité, l’usage de données adéquates et l’utilisation de technologies correspondantes.

    L’usage des nouvelles technologies va permettre d’initier une approche systémique qui s’appuiera sur la modélisation du secteur. L’hybridation de données massives et l’usage de l’IA vont permettre l’émergence de nouvelles solutions, plus écologiques, plus résilientes, plus sûres (traçabilité), plus sociales (locales), plus responsables et plus rentables (revenus des agriculteurs/éleveurs). Bien que l’effort ait été largement initié sur la dernière décennie, il reste encore de grandes marges d’évolution et d’application de ces technologies. Des efforts d’innovation et de formation auprès des différents acteurs de ce domaine sont encore nécessaires afin de pleinement profiter de leurs atouts. Le champ d’investigation est vaste et il nous appartient d’œuvrer à une agriculture numérique raisonnée.

    Jusqu’à présent, les politiques agricoles ont été relativement modestes vis-à-vis des enjeux climatiques mais un changement majeur est amorcé et les agriculteurs vont jouer un rôle essentiel dans la lutte contre le dérèglement climatique.

    Conséquence de la mondialisation, de nombreuses cultures ont été exportées hors de France ou d’Europe et les récentes crises ont mis en évidence des problèmes de résilience. La répercussion sur le prix des matières premières, des engrais et des semences touche toute la chaîne jusqu’au consommateur. La route de la « fourche à la fourchette » n’est pas un long fleuve tranquille…

    Les sols, source de vie 

    Pas de culture sans sol … il faut entre 1 000 et 10 000 ans pour constituer un sol, il est donc nécessaire d’en prendre soin. C’est pourquoi l’IRT SystemX lance un grand projet, intitulé Jumeau Numérique des Sols (JNS), dont l’objectif est de mettre les outils informatiques au service des sols et des cultures et surtout des agriculteurs. Ce projet apportera à la filière agricole les outils permettant d’appréhender dès aujourd’hui, l’agriculture de demain et d’apporter au bon sens paysan un éclairage plus précis permettant d’anticiper les crises et d’optimiser les rendements tout en prenant en compte les enjeux environnementaux et sanitaires. SystemX pourra apporter son expertise en ingénierie des systèmes complexes connectés, en hybridation de données multisources et IA pour apporter de nouveaux services à la filière agricole. Nos expertises en calcul scientifique et optimisation permettront à la composition d’un support de type jumeau numérique pour l’aide à la décision des differentes parties prenantes.

    Ce projet ne s’inscrit pas en rupture, bien au contraire il va faire le bilan de l’existant pour apporter une vue systémique et orientée cas d’usage. Ce projet est un accélérateur qui a pour vocation de fédérer les centres de recherche autour de la transformation numérique de l’agriculture et de servir l’intérêt général.

    C’est cette accélération qui va permettre de moderniser l’agriculture en apportant cette ultra précision indispensable à la gestion de l’eau et de la terre. C’est elle qui va apporter les bras manquants avec une mécanisation de haute précision. C’est encore elle qui va permettre la gestion du carbone dans les sols et la gestion des énergies produites. C’est elle qui va permettre l’évolution du secteur assurantiel et c’est toujours elle qui va apporter les réponses qualitatives aux consommateurs.

    Toutes ces technologies (IA, blockchain, cybersécurité, etc.) sont maîtrisées sur des sujets industriels, il s’agit maintenant d’en faire profiter les agriculteurs.

     

    1 Les émissions liées au secteur agricole représentent 19 % de ces émissions en France, soit 85 MteqCO2 (chiffres de 2019). Alors que le CO2compose 74 % des GES mondiaux, les principaux GES émis par le secteur agricole sont le méthane (CH4) et le protoxyde d’azote (N2O) qui représentent respectivement 45 % et 42%  des émissions agricoles [FR1].

    2 Les sols abritent ¼ de toutes les espèces vivant sur Terre. L’appauvrissement des sols pèsent et menacent cette biodiversité.

    3 Initiative internationale pour le stockage du carbone dans les sols – https://www.4p1000.org/fr

    4 La proportion dédiée à l’agriculture est limitée. Sur Terre, la moitié des terres immergées est utilisée pour l’agriculture, et ¼ de cette proportion est utilisée pour les cultures et le reste pour l’élevage [FAO1]. Les terres cultivées sont inégalement réparties en fonction des continents et des pays. Ici, nous nous focalisons sur Europe, où 40 % des terres sont utilisées à des fins d’agriculture [EUROSTAT].

    5 https://www.copernicus.eu/fr

    6 https://www.usinenouvelle.com/article/salon-de-l-agriculture-farmstar-couple-drones-et-satellites-pour-l-agriculture-de-precision.N1838342

    7 Cf. Recensement agricole 2020 AGRESTE, n°5, Déc.2021 ; www.agreste.agriculture.gouv.fr

  • Le numérique soutenable, une problématique systémique

    Le numérique soutenable, une problématique systémique

    Le numérique soutenable doit garantir un accès étendu et sans contraintes des services et données à l’ensemble des utilisateurs. Cette diffusion croissante est certes émancipatrice, mais représente un coût environnemental conséquent. Comment en maîtriser l’impact tout en en maximisant les bénéfices ?

    L’adoption croissante des outils numériques façonne l’économie et la société dans son ensemble. Elle ouvre la voie au progrès et à l’innovation en faveur du bien-être humain. Cependant, certaines de ses externalités doivent être maitrisées. A titre d’exemple, le secteur du numérique représente 8 à 10 % de la consommation électrique en Europe, et jusqu’à 4 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre. Ces émissions et cette consommation électrique sont d’autant plus préoccupantes que la tendance est à la forte augmentation des usages. Les prévisions de croissance du secteur sont de l’ordre de 8 % par an (rapport Cigref). D’après le dernier rapport du GIEC (publié le 28 février 2022), les effets de la crise climatique sont d’ores et déjà ressentis partout dans le monde (accès limité aux ressources en eau et en nourriture, plus grande mortalité et développement de nouvelles maladies, etc.). Un développement responsable et résilient s’impose donc aujourd’hui, et le secteur du numérique n’y échappe pas. Le cadre réglementaire évolue d’ailleurs en ce sens [cf. Loi du 8 novembre 2019, sur l’énergie et le climat et pour la neutralité carbone à horizon 2050, Loi française du 20 février 2020 sur l’anti-gaspillage, le recyclage des pièces détachées et l’obligation d’information sur la consommation des services numériques].

    Cet article propose une synthèse des enjeux environnementaux de la transformation numérique. Après un rappel de l’empreinte environnementale du secteur du numérique, nous présentons une synthèse des quelques programmes existants visant à réduire cette empreinte. Nous proposons dans une dernière partie un aperçu des grands verrous mentionnés dans la littérature et collectés durant différents ateliers organisés par l’IRT SystemX autour du numérique responsable.

     

    Un usage effréné des services et des équipements

    Si les outils numériques ont un rôle à jouer dans la transition écologique, l’intensification des usages soulève plusieurs questions quant aux impacts environnementaux et sociaux associés. En effet, l’augmentation massive des services numériques fait exploser les volumes de données créées, échangées et stockées. La Commission Européenne prévoit une augmentation de 530 % du volume mondial de données à horizon de 2025 par rapport à 2018. Cette augmentation s’accompagne d’investissements importants dans les infrastructures, les équipements, les réseaux et centres de données qui sont responsables d’une consommation énergétique non négligeable, et donc d’émissions de gaz à effet de serre (GES) de plus en plus importantes. Par ailleurs, il est important de rappeler que les émissions de GES représentent un indicateur environnemental parmi d’autres. Sur ces sujets, il est indispensable d’adopter une vision multicritère lors de l’évaluation des impacts générés couvrant l’épuisement des ressources naturelles, la production de déchets, la qualité des écosystèmes, la toxicité humaine. D’après le rapport publié en janvier 2022 par l’Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie (ADEME) et l’Autorité de régulation des communications électroniques, des postes et de la distribution de la presse (ARCEP), les équipements (écrans et téléviseurs) seraient responsables de 65 à 90 % des impacts environnementaux, où l’épuisement des ressources énergétiques fossiles, et abiotiques (métaux et minéraux), l’empreinte carbone et les radiations ionisantes sont les plus prédominants. Enfin, la phase de fabrication est la source majeure des impacts, avec notamment 78 % de l’empreinte carbone. (Communiqué de presse – Environnement (19 janvier 2022) (arcep.fr)

     

    Plusieurs mesures mais aucun référentiel commun

    Afin de mesurer et d’évaluer l’impact du numérique, plusieurs initiatives ont été entamées notamment par l’ADEME, le ShiftProject, l’Institut National de l’Economie Circulaire (INEC), l’Institut du Numérique Responsable (INR) ou encore GreenIT. Toutes se heurtent à la complexité du système numérique et à la modélisation des processus qu’il sous-tend sur l’ensemble des phases de son cycle de vie. Cela s’explique en partie par le manque de données, leur accessibilité et leur qualité. La multitude et la diversité des acteurs et des parties prenantes sont également des facteurs jouant sur la complexité de la démarche en plus des processus organisationnels.

    La figure ci-après retrace le cycle de vie d’un service numérique ; nous pouvons en distinguer clairement les phases de production et apprécier la complexité qu’il y aurait à insérer à chaque étape des mesures pour réduire l’impact environnemental du produit final.

    Cycle de vie d’un Service Numérique,
    Source : https://www.eco-conception.fr/static/eco-conception-de-service-numerique.html

    En raison de la diversité des acteurs, la virtualisation et la décentralisation des plateformes de déploiement, la multitude des usagers cibles, le volume croissant des données personnelles et de leurs traitements, le coût des transferts de données et des réseaux à hauts débits, les étapes ne sont pas forcément interdépendantes. Par exemple, le facteur usage est déterminant et peut influencer le profil énergétique d‘un service, même si ce dernier est éco-conçu en termes de complexité algorithmique et d’empreinte mémoire. De même des phases de maintenance inadaptées peuvent remettre en question un profil numérique éco-responsable et initialement peu gourmand en ressources.

    Enfin, se pose également la question de la portée géographique d’une telle évaluation d’impact. Quid des calculs qui sont réalisés sur des Clouds virtuels distants dans d’autres pays, sur des machines alimentées par des sources d’énergie non identifiées et des données transférées en flux tendu entre les équipements et les personnes ? Comment délimiter le système d’intérêt ?

    Aujourd’hui, malgré la multiplication des initiatives gouvernementales et européennes, il n’existe pas encore de référentiel commun dédié à l’évaluation de l’impact environnemental et social du numérique. Les méthodes d’Analyse de Cycle de Vie sont encore peu appliquées de manière holistique et se focalisent souvent sur une partie du système (e.g. usages des équipements numérique, centre de données).

    Cet article n’a pas vocation à être exhaustif sur les initiatives autour du numérique soutenable, ni à en redéfinir les paradigmes. Plusieurs travaux fondateurs réalisés par l’ADEME, l’ARCEP, et l’INR, nous serviront de socle pour bâtir notre approche systémique.

     

    Des ateliers partenaires et des problématiques communes

    L’institut de recherche technologique (IRT) SystemX est spécialisé dans les domaines du numérique et des systèmes complexes. Cette double compétence permet un accès privilégié aux acteurs structurants de l’industrie française de tous secteurs, ainsi qu’une proximité importante avec les institutions académiques et scientifiques. Les projets de R&D opérés par l’institut ont pour vocation de soutenir la recherche et l’innovation auprès de ces acteurs. Sur le sujet de l’impact environnemental du numérique, des ateliers de réflexion ont réuni des entreprises de services numériques, des opérateurs de mobilité, des énergéticiens, et des opérateurs de télécommunication. Pour tous, le numérique constitue un élément central de leurs activités actuelles et à venir.

    Les acteurs réunis ont manifesté une connaissance précise des initiatives déjà entreprises et une volonté de co-construire et d’adopter une solution efficace qui leur permettrait de répondre aux besoins suivants :

    • Poser un diagnostic systémique du bilan environnemental sur l’ensemble de leurs actifs numériques en matière d’usage de ressources, de GES.
    • Adopter une trajectoire numérique à faible empreinte environnementale et soutenable en appliquant des plans d’optimisation de la consommation énergétique de leurs systèmes et de ceux déployés chez leurs clients.
    • Evaluer la performance environnementale perçue grâce aux systèmes numériques.
    • Pouvoir comparer des organisations numériques différentes et faire un choix éclairé sur la base de métriques transparentes.
    • Sensibiliser les personnes (collaborateurs/clients) à l’impact de leurs usages numériques.

    Nous avons réalisé une esquisse des parties prenantes impliquées dans l’ensemble du système numérique afin de proposer à chacune une approche adaptée pour évaluer les impacts et proposer des actions efficaces pour les réduire. Ainsi, nous avons pu tracer des cas d’usage à plusieurs niveaux d’abstraction (figure ci-après) :

    Environnement et cas d’usage d’un système d’évaluation de la sobriété numérique

    En rapport avec leurs secteurs d’activité, les intervenants aux ateliers ont évoqué les domaines applicatifs spécifiques suivants :

    • Les actifs numériques d’une organisation (matériel + logiciel + cloud + usages).
    • La mobilité connectée (impacts environnementaux et sur le report de modalité).
    • Les villes et les territoires connectés.
    • L’impact énergétique de la couverture 5G.

    En conclusion, il y a un réel besoin d’une approche systémique outillée (ACV, éco-conception, métriques multi-niveau, indicateurs de circularité), basée sur une méthodologie normalisée, commune, et intelligible, qui soit facilement adoptable et duplicable. Il est également essentiel d’intégrer des métriques transparentes et pertinentes (GES, volumétrie des données, profils énergétiques, usage réseau, taux de recyclabilité, etc.).

     

    Conscients de la complexité du sujet et de la nécessité d’apporter une réponse complémentaire aux démarches existantes, l’IRT SystemX et CentraleSupélec s’associent pour lancer l’alliance CircularIT, dont l’objectif est d’articuler des compétences d’éco-conception, des approches d’analyse de cycle de vie et de circularité avec des compétences numériques et d’architecture système. L’ambition est de dimensionner les activités de cette alliance sur une base territoriale et industrielle concrète.

     

    Références :

  • Les approches d’idéation centrées sur les usages

    Les approches d’idéation centrées sur les usages

    Les approches de conception centrées sur les usages aident à innover sur des produits et services, en intégrant les attentes et problèmes des usagers au travers d’une scénarisation de cas d’usage. Dans ce cadre, cinq activités clés structurent l’approche du concepteur : la collecte de données d’usage, l’analyse des données, la génération d’idées pour de nouveaux produits et services, la construction de prototypes et la communication auprès des parties prenantes.
    Dans cet article, nous nous intéressons à la génération d’idées ou l’idéation, étape créative dont dépend fortement le succès de la conception innovante. Nous présentons trois outils utilisés à l’IRT SystemX pour d’accompagner les équipes de recherche dans la scénarisation de nouveaux cas d’usage : la Roue de Margolis, le modèle de Persona et le Customer Journey Map.

    Conception centrée sur les usages et idéation

    Les approches de conception centrées sur les usages (ou les usagers) mettent l’humain au centre de la conception de produits et services (Giacomin, 2015). Lors du développement de projets à caractère technologique, elles permettent de formaliser des scénarios d’usage à fort potentiel de création de valeur, qui peuvent être efficacement mis en évidence par cette famille d’approches.

    La phase de génération d’idées, également appelée « idéation », est au cœur des approches de conception centrées sur les usages et sur l’humain. Si le brainstorming reste l’un des outils les plus connus lors de cette phase il en existe bien d’autres, pouvant être avantageusement mobilisés par des équipes. La plateforme web The Design Exchange recense bon nombre de ces outils. Créée par des praticiens de la conception, elle intègre des cas d’études réels qui illustrent l’utilisation des méthodes. Cinq catégories d’activités structurent la présentation des méthodes de conception centrées usager :

    Catégories d’activités décrites sur la plateforme The Design Exchange

     

    La plateforme Designwithpeople présente également un ensemble de méthodes permettant à des concepteurs d’engager une démarche créative selon trois modalités d’interactions avec les personnes :

    • design for people, où le concepteur sollicite l’expertise d’usage de la personne,
    • design with people, où les personnes deviennent des participants actifs dans le processus de conception au côté des concepteurs,
    • design by people, où les concepteurs aident les personnes à être des acteurs de la conception.

    Trois exemples d’outils sont illustrés ci-dessous : la roue de Margolis, le Customer Journey Map et les personas. Ces outils permettent de générer collectivement des scénarios d’usage, c’est-à-dire de projeter des nouvelles technologies dans des contextes d’usages multiples en tenant compte de la vision des utilisateurs finaux.

    Caractérisation des modalités d’interaction pour trois outils d’idéation centrés sur les usages

     

    Identification collective de situations d’usage : la roue de Margolis

    La roue de Margolis est un outil d’animation mobilisé dans les démarches participatives, lorsqu’il est nécessaire de partager rapidement des sujets d’intérêt au sein d’une communauté ou d’un groupe, par exemple lors d’un montage de projet de R&D. Grâce au principe de transcription des idées par celui qui écoute (et non celui qui propose), une co-construction des problématiques est garantie au sein du groupe. En effet, chaque participant endosse successivement un rôle d’écoute et d’expression face à des questions qui rythment le sens de la rotation de la roue. Au fur et à mesure que la roue tourne, chaque participant se met face à un autre en étant soit à son écoute, soit en s’exprimant pour répondre à la question posée en un temps limité à trois minutes. Le choix des questions, particulièrement important, oriente les discours dans le sens d’une expression des pain points.

    À l’issue des trois tours, les participants contribuent activement à la transcription des problématiques qu’on leur a confiées sur des notes de couleurs. Puis chaque personne est invitée à en expliquer le contenu, qui est alors partagé avec l’ensemble du groupe. La dernière phase collective consiste en un regroupement des idées en grandes thématiques, sous la forme d’un diagramme d’affinité (ou affinity map).

    Partage de problématiques de mobilité à l’aide de la Roue de Margolis

    En conclusion, la roue de Margolis permet un brassage large et rapide des ressentis des participants sur un sujet donné, ainsi qu’une forme d’empathie et de co-création des enjeux car la restitution s’opère par celui qui écoute.

    Témoignages d’utilisateurs :

    « J’ai trouvé cette activité ludique et utile à la fois pour lancer le groupe (se mettre à l’aise, donner un rythme) et pour dégager des problématiques. Les questions sont évidemment clés pour que cette activité soit réussie, dans ce cas [..] ça a permis de générer des idées variées et pertinentes, qui introduisaient bien la suite. », Sabine Tréfond, SNCF, Experte en transport et mobilité urbaine

    « La première phase m’a permis d’avoir des avis réels sur différents types d’expériences vécues liées aux transports. Malheureusement les personnes avec lesquelles j’ai discuté n’étaient pas familières des transports en commun. J’ai trouvé que le fait d’inverser les rôles (que celui qui écoute retranscrit l’expérience) permet de bien retenir les expériences partagées. », Edouard Emberger, SpirOps, Expert en Intelligence Artificielle

    Génération d’expériences usagers archetypaux : le customer journey map et les personas

    Customer journey map

    Issu des approches de User Experience Design, le Customer Journey Mapping est un processus de description des expériences vécues par des clients (ou usagers) d’un ou plusieurs services (HM Government, 2007). Le but est de mieux comprendre ce qui conditionne les comportements et attitudes des personnes, afin de mieux concevoir les produits et services en adoptant le point de vue des usagers.

    Cette approche peut être associée à une observation discrète des usagers sur le terrain, dite de shadowing (Giacomin, 2015 – Daae and Boks, 2015), permettant de caractériser plus précisément les parcours de clients-types.

    Dans le domaine de la mobilité, un Customer Journey Map est une représentation graphique qui permet de construire le voyage d’un usager d’un point de départ à un point de destination et qui trace les diverses interactions que celui-ci peut avoir ainsi que les obstacles rencontrés. Les obstacles peuvent être des accidents de parcours, des éléments du contexte et permettent l’expression d’un « Pain Point ». Ces derniers sont résolus plus tard au cours du projet par des propositions techniques.

    « Cette phase est celle qui m’a le plus aidé. Elle m’a permis de voir les visions des autres participants concernant les fonctionnalités d’une future application de navigation. Nous nous sommes basés sur la Journey Map de la personne à mobilité réduite pour définir le premier POC (Proof of concept) de l’application. », Edouard Emberger, SpirOps, Expert en Intelligence Artificielle

    Devant la diversité des expériences possibles en fonction des profils des usagers, il est utile de pouvoir construire des Journey Maps pour plusieurs usagers-type, en exploitant le modèle de persona.

    Personas

    Un persona est un modèle d’usager fictif, qui est de plus représentatif d’une classe d’usagers, et dont l’utilité au cours d’un processus de conception en équipe a été démontrée (Cooper, 1999). Courante en design industriel, l’utilisation des personas permet notamment au concepteur de s’abstraire de sa propre expérience d’usage, de mieux cibler les problématiques de groupes d’utilisateurs-cibles, et enfin de concevoir des solutions de produits ou services en cohérence avec les modes de vie attachés aux personas.

    La construction des modèles de personas peut s’effectuer de manière purement qualitative, en précisant divers attributs : homme, femme ou enfant, âge, profession, lieu et mode de vie, style de consommation, valeurs-clés, etc.

    A titre d’exemple, nous illustrons ci-dessous quatre profils et personas adaptés à la recherche de solutions de « mobilité digitale pour tous » d’après (Keolis, 2016) :

    • mobilité dans la sérénité (Thierry, retraité),
    • mobilité agile (Léa, étudiante),
    • mobilité immersive (Kate et Tim, touristes),
    • mobilité humanisée (Marion, en fauteuil roulant, et Clara, en charge d’un jeune enfant en poussette).

    Quatre personas pour la mobilité digitale, d’après [Keolis, 2016]
    Le modèle de persona a été mis en œuvre lors d’un atelier sur la définition d’informations pour les voyageurs. L’utilisation des personas avait pour objectif de faire éprouver aux participants une empathie avec le voyageur, pour pouvoir exprimer les difficultés et satisfactions éprouvées. Cela a permis de faire émerger plusieurs cas d’usage en fin d’atelier.

     

    Au-delà des méthodes et outils

    Il existe de multiples méthodologies centrées sur les usages destinés à une meilleure formulation des besoins et à l’émergence de solutions innovantes. Les outils décrits permettent de générer collectivement des scénarios d’usage porteurs de valeur pour les futurs usagers.

    S’il est clair que la réussite d’un atelier d’idéation tient à une bonne connaissance des outils à déployer, d’autres facteurs doivent être réunis. Face au grand nombre d’outils d’idéation, il est d’abord essentiel de savoir sélectionner les outils élémentaires les plus adaptés aux besoins de l’atelier. Pour l’animateur, veiller à une articulation pertinente des différents outils permettra plus de fluidité dans la construction des idées. L’animateur doit également gérer le temps et montrer sa capacité d’écoute pour amener les participants à s’exprimer sans émettre de jugement ni influencer leur propos.

    Enfin la phase de préparation en amont de l’atelier d’idéation est essentielle. Des réunions régulières avec les parties prenantes du projet permettent une meilleure compréhension des enjeux ainsi que la composition des profils des futurs participants (profils techniques, managers, etc.). Lors de cette phase préparatoire, les animateurs peuvent collecter des éléments pouvant stimuler ou inspirer la réflexion des participants au cours des ateliers (par exemple verbatim d’usagers, profils de personas existants, publications sur des réseaux sociaux, etc).

     

    Références

    Cooper, A. (1999). The inmates are running the asylum. Indianapolis, IA: SAMS/Macmillan, 1999.

    Daae J., Boks C (2015).   A classification of user research methods for design for sustainable behaviour, Journal of Cleaner Production, Vol. 106, 680-689

    Giacomin, J.(2015). What Is Human Centred Design?The Design Journal,Vol. 17:4,606-623,DOI

    HM Government (2007). Customer Journey Mapping – Guide for Practitioners. [Online]

    Keolis (2016). Enquête Keoscopie. Un regard éclairé sur la mobilité. [Online]