UNE NOUVELLE DÉFINITION DE L’INGÉNIERIE
De l’ingénierie du calcul à l’ingénierie des systèmes vivants, évolutifs et augmentés par l’intelligence artificielle
Pendant longtemps, l’ingénierie a principalement été associée à une logique relativement linéaire :
calculer.
dimensionner.
concevoir.
construire.
Cette approche reste évidemment fondamentale.
Une pompe doit être dimensionnée.
Une canalisation doit être calculée.
Une structure doit être vérifiée.
Un échangeur doit être dimensionné.
Une installation électrique doit être conçue.
Une machine doit être fabriquée.
Mais cette vision devient progressivement insuffisante lorsque l’on travaille avec des systèmes complexes.
Car un système réel ne s’arrête pas au moment où le chantier se termine.
Il fonctionne.
Il vieillit.
Il se dégrade.
Il est utilisé par des humains.
Il rencontre des conditions différentes de celles prévues.
Il consomme.
Il produit.
Il interagit avec son environnement.
Il génère des données.
Il rencontre des événements imprévus.
Il est maintenu.
Il est modifié.
Il apprend de son fonctionnement.
Et parfois, il doit être profondément transformé.
L’ingénierie doit donc elle aussi évoluer.
Elle peut être définie comme un cycle beaucoup plus large :
COMPRENDRE → MESURER → MODÉLISER → DÉCIDER → CONCEVOIR → CONSTRUIRE → MESURER → MAINTENIR → APPRENDRE → AMÉLIORER → ÉVOLUER.
Cette nouvelle approche ne remplace pas l’ingénierie classique.
Elle l’élargit.
Elle ajoute au calcul :
le réel.
À la conception :
l’expérience.
Au modèle :
la mesure.
À la technologie :
le vivant.
À l’automatisation :
l’intelligence humaine.
Et au fonctionnement :
la capacité d’évolution.
1. L’INGÉNIERIE NE S’ARRÊTE PAS À LA MISE EN SERVICE
Une erreur fréquente consiste à considérer que l’ingénierie se termine lorsque l’installation est construite.
Dans la réalité, c’est souvent à ce moment qu’une nouvelle phase commence.
Une machine peut fonctionner différemment de la simulation.
Un bâtiment peut présenter des comportements thermiques inattendus.
Un réseau hydraulique peut révéler des déséquilibres.
Une exploitation agricole peut réagir différemment aux conditions climatiques.
Une installation industrielle peut être utilisée différemment de ce qui avait été imaginé.
Le système réel devient alors une source d’information.
L’ingénierie doit revenir vers lui.
2. DU PROJET AU CYCLE DE VIE
L’ingénierie traditionnelle peut être représentée ainsi :
BESOIN
↓
CALCUL
↓
DIMENSIONNEMENT
↓
CONCEPTION
↓
CONSTRUCTION
↓
MISE EN SERVICE
Cette chaîne est nécessaire.
Mais elle peut être prolongée :
UTILISATION
↓
MESURE
↓
MAINTENANCE
↓
RETOUR D’EXPÉRIENCE
↓
ANALYSE
↓
AMÉLIORATION
↓
ÉVOLUTION
↓
NOUVELLE CONCEPTION
L’ingénierie devient alors un processus continu.
3. UNE NOUVELLE DÉFINITION
On peut proposer une définition élargie :
L’INGÉNIERIE EST LA CAPACITÉ À COMPRENDRE, MODÉLISER, CONCEVOIR, CONSTRUIRE, MESURER, EXPLOITER, MAINTENIR ET FAIRE ÉVOLUER DES SYSTÈMES RÉELS SOUS CONTRAINTES, EN INTÉGRANT LES DONNÉES, L’EXPÉRIENCE, L’INCERTITUDE, LES INTERACTIONS HUMAINES ET, LORSQUE CELA EST PERTINENT, LE VIVANT ET L’INTELLIGENCE ARTIFICIELLE.
Cette définition est beaucoup plus large.
Elle peut s’appliquer à :
- une machine ;
- une usine ;
- un bâtiment ;
- un réseau hydraulique ;
- un système énergétique ;
- un jardin ;
- une ferme ;
- une entreprise ;
- une infrastructure ;
- une ville ;
- un territoire.
4. L’INGÉNIERIE DEVIENT SYSTÉMIQUE
Un équipement isolé est rarement réellement isolé.
Une pompe dépend :
- de son alimentation ;
- de son réseau hydraulique ;
- de sa régulation ;
- de son environnement ;
- de sa maintenance ;
- de ses utilisateurs.
Une chaudière dépend :
- de son combustible ;
- de son circuit hydraulique ;
- de son automatisme ;
- de ses émetteurs ;
- de ses conditions d’utilisation.
Un arbre dépend :
- du sol ;
- de l’eau ;
- du climat ;
- des autres végétaux ;
- des organismes du sol ;
- de son environnement.
Une entreprise dépend :
- de ses clients ;
- de ses fournisseurs ;
- de ses compétences ;
- de son financement ;
- de ses données ;
- de son environnement réglementaire.
L’ingénierie moderne doit donc regarder :
le système, ses interfaces, ses flux, ses dépendances et son environnement.
5. COMPRENDRE AVANT DE CALCULER
Le calcul n’est jamais une fin en soi.
Avant de calculer, il faut savoir :
ce que l’on cherche à faire.
Quelle fonction ?
Quelles contraintes ?
Quel environnement ?
Quel niveau de service ?
Quelle durée de vie ?
Quelle stratégie de maintenance ?
Quels risques ?
Quelle évolution future ?
Quels utilisateurs ?
Quels flux ?
Quelles dépendances ?
Une formule parfaitement appliquée à un mauvais problème produit simplement une réponse précisément fausse.
6. MESURER AVANT DE CONCLURE
L’ingénierie moderne doit également accepter une règle simple :
ce qui n’est pas mesuré est difficile à connaître réellement.
Cela ne signifie pas que tout doit être instrumenté.
Il faut mesurer ce qui permet de décider.
Selon le système :
- température ;
- pression ;
- débit ;
- humidité ;
- niveau ;
- énergie ;
- vibration ;
- qualité ;
- concentration ;
- production ;
- consommation ;
- rendement ;
- comportement.
La mesure transforme une perception en donnée exploitable.
7. MODÉLISER AVANT DE TRANSFORMER
Un modèle permet d’explorer une situation avant d’engager des ressources importantes.
Il peut être :
- physique ;
- mathématique ;
- hydraulique ;
- thermique ;
- énergétique ;
- mécanique ;
- biologique ;
- économique ;
- géographique ;
- climatique ;
- numérique.
La modélisation permet de poser :
« Que se passerait-il si… ? »
Cette question est essentielle pour l’ingénierie.
8. LE JUMEAU NUMÉRIQUE COMME EXTENSION DE L’INGÉNIERIE
Le jumeau numérique pousse cette logique plus loin.
Il cherche à maintenir une représentation numérique d’un système réel.
Cela peut concerner :
- une machine ;
- une usine ;
- un bâtiment ;
- un réseau ;
- une ferme ;
- un territoire ;
- un jardin agroclimatique.
Le jumeau numérique peut associer :
modèle + données + historique + état actuel + scénarios.
Il devient alors un outil d’ingénierie dynamique.
9. L’INGÉNIERIE ET L’INCERTITUDE
L’ingénieur ne travaille presque jamais avec une connaissance parfaite.
Il existe :
- des incertitudes de mesure ;
- des variations de matériaux ;
- des variations climatiques ;
- des comportements humains ;
- des approximations de modèle ;
- des évolutions économiques ;
- des changements réglementaires ;
- des événements imprévus.
La question n’est donc pas :
« Comment supprimer toute incertitude ? »
C’est impossible.
La bonne question est :
« Comment concevoir un système qui reste acceptable malgré une part d’incertitude ? »
10. LES MARGES DE CONCEPTION
La marge n’est pas nécessairement une inefficacité.
Elle peut être une protection.
Une marge mécanique.
Une marge thermique.
Une marge hydraulique.
Une marge électrique.
Une marge de stockage.
Une marge de puissance.
Une marge financière.
Une marge de temps.
Une marge de compétence.
La marge devient une composante de la robustesse et de la résilience.
11. L’INGÉNIERIE ET LA RÉSILIENCE
Une ingénierie véritablement moderne doit intégrer la question :
« Que se passe-t-il si le scénario prévu n’arrive pas ? »
Et également :
« Que se passe-t-il si un équipement tombe en panne ? »
« Que se passe-t-il si la ressource devient indisponible ? »
« Que se passe-t-il si la demande augmente ? »
« Que se passe-t-il si le climat évolue ? »
« Que se passe-t-il si la technologie devient obsolète ? »
L’ingénierie devient alors directement liée à la résilience.
12. CONCEVOIR POUR LE MODE DÉGRADÉ
Un système réellement bien conçu ne doit pas seulement fonctionner dans son état nominal.
Il doit parfois pouvoir fonctionner :
en mode réduit.
en mode secours.
en mode manuel.
en mode temporaire.
en mode reconstruction.
Cette logique est particulièrement importante pour les infrastructures critiques.
13. L’INGÉNIERIE DE MAINTENANCE
La maintenance ne doit pas être ajoutée après la conception.
Elle doit participer à la conception.
Il faut demander dès le départ :
- Comment accéder à l’équipement ?
- Comment diagnostiquer ?
- Comment remplacer ?
- Comment nettoyer ?
- Comment mesurer ?
- Comment réparer ?
- Quelles pièces seront nécessaires ?
- Qui pourra intervenir ?
- Combien de temps prendra l’intervention ?
Un système difficile à maintenir est souvent un système mal conçu.
14. MAINTENABILITÉ, RÉPARABILITÉ, ÉVOLUTIVITÉ
Trois propriétés deviennent particulièrement importantes.
Maintenabilité
La capacité à maintenir le système en fonctionnement.
Réparabilité
La capacité à restaurer le fonctionnement après une défaillance.
Évolutivité
La capacité à modifier le système lorsque les besoins changent.
Un système moderne devrait être conçu avec ces trois dimensions dès l’origine.
15. L’INGÉNIERIE DES INTERFACES
Une grande partie des problèmes réels apparaît aux interfaces.
Entre :
- mécanique et électricité ;
- hydraulique et automatisme ;
- logiciel et matériel ;
- bâtiment et équipement ;
- agriculture et hydrologie ;
- industrie et environnement ;
- fournisseur et exploitant ;
- ingénieur et technicien.
Chaque interface doit donc être considérée comme une zone d’ingénierie.
16. L’INGÉNIEUR NE CONÇOIT PLUS SEULEMENT DES OBJETS
L’ingénierie évolue également parce que les systèmes deviennent de plus en plus intégrés.
On ne conçoit plus seulement :
une pompe.
On conçoit :
un système hydraulique.
On ne conçoit plus seulement :
une chaudière.
On conçoit :
un système énergétique.
On ne conçoit plus seulement :
un arbre.
On peut concevoir :
un microclimat.
On ne conçoit plus seulement :
un bâtiment.
On peut concevoir :
un système bioclimatique.
Cette évolution change profondément le métier.
17. L’INGÉNIERIE DU VIVANT
L’une des évolutions les plus intéressantes concerne l’intégration du vivant.
Traditionnellement, l’ingénierie travaille principalement avec :
- matériaux ;
- machines ;
- énergie ;
- information.
Mais les systèmes vivants fonctionnent également comme des systèmes complexes.
Ils présentent :
- des flux ;
- des interactions ;
- des cycles ;
- des rétroactions ;
- des adaptations ;
- des échanges ;
- des mécanismes de régénération.
Il devient donc possible de parler d’une véritable :
INGÉNIERIE DES ÉCOSYSTÈMES.
18. LE JARDIN COMME SYSTÈME D’INGÉNIERIE
Dans une approche OMAKËYA, un jardin peut être considéré comme une infrastructure vivante.
Il possède :
une hydrologie.
une thermodynamique.
une biologie des sols.
une architecture végétale.
des flux de matière.
des flux d’énergie.
des flux d’eau.
des flux de biomasse.
des flux d’information.
Il peut donc être observé, mesuré, modélisé, conçu et amélioré.
Mais avec une différence fondamentale :
le vivant évolue.
19. L’INGÉNIERIE NE CONTRÔLE PAS TOUJOURS : ELLE ACCOMPAGNE
Avec une machine, l’ingénieur peut chercher à contrôler précisément le comportement.
Avec un écosystème, cette logique doit être nuancée.
On peut créer des conditions.
On peut favoriser.
On peut orienter.
On peut protéger.
On peut mesurer.
On peut corriger.
Mais on ne contrôle jamais totalement le vivant.
L’ingénierie des systèmes vivants devient donc une ingénierie de :
conditions.
flux.
interactions.
contraintes.
opportunités.
20. AGROCLIMATOLOGIE ET INGÉNIERIE
L’agroclimatologie constitue un terrain privilégié pour cette nouvelle ingénierie.
Il faut comprendre simultanément :
- climat ;
- sol ;
- eau ;
- végétation ;
- biodiversité ;
- exposition ;
- vent ;
- ombrage ;
- évapotranspiration ;
- stockage ;
- production.
Une ferme résiliente n’est donc pas simplement une collection de plantes.
C’est un système conçu pour fonctionner dans un environnement climatique donné et progressivement changeant.
21. L’ARBRE COMME ÉQUIPEMENT CLIMATIQUE VIVANT
Un arbre peut être considéré comme un élément d’infrastructure agroclimatique.
Il peut :
- produire de l’ombre ;
- modifier le microclimat ;
- influencer les flux d’eau ;
- produire de la biomasse ;
- créer un habitat ;
- contribuer à la structure du paysage ;
- participer au stockage de carbone ;
- fournir des ressources alimentaires.
Dans cette perspective, planter un arbre n’est plus uniquement un acte horticole.
Cela peut devenir une décision d’ingénierie écologique.
22. LA HAIE COMME INFRASTRUCTURE
Une haie peut également avoir plusieurs fonctions :
- réduction du vent ;
- biodiversité ;
- filtration ;
- ombrage ;
- production ;
- séparation ;
- corridor écologique ;
- influence microclimatique.
La même structure peut donc remplacer ou compléter plusieurs équipements techniques.
C’est l’une des grandes leçons de l’ingénierie biomimétique :
une fonction peut parfois être obtenue par un système vivant plutôt que par un équipement mécanique.
23. L’EAU COMME SYSTÈME D’INGÉNIERIE
L’eau illustre parfaitement la nouvelle approche.
Il faut :
comprendre
→ le cycle de l’eau ;
mesurer
→ précipitations, niveaux, débits, humidité ;
modéliser
→ ruissellement, stockage, infiltration ;
décider
→ priorités et volumes ;
concevoir
→ réservoirs, mares, noues, réseaux ;
construire
→ infrastructures ;
mesurer
→ fonctionnement réel ;
maintenir
→ équipements ;
apprendre
→ événements réels ;
améliorer
→ architecture.
C’est déjà une ingénierie dynamique.
24. L’INGÉNIERIE DES FLUX
Cette approche conduit à une notion centrale :
L’INGÉNIEUR NE DOIT PAS SEULEMENT REGARDER LES OBJETS. IL DOIT REGARDER LES FLUX.
Eau.
Énergie.
Matière.
Information.
Argent.
Biomasse.
Compétences.
Ces flux traversent les systèmes.
Les maîtriser permet souvent de comprendre les dépendances réelles.
25. L’INGÉNIERIE DES DÉPENDANCES
Un système fonctionne parce qu’il possède des ressources.
Mais il dépend également d’autres systèmes.
Une usine dépend du réseau électrique.
Une ferme dépend du climat et de l’eau.
Une entreprise dépend de ses fournisseurs.
Un bâtiment dépend de ses équipements.
Un logiciel dépend de son infrastructure.
Une personne dépend de ses compétences et de son environnement.
L’ingénierie doit donc identifier :
ce qui est indispensable.
26. L’INGÉNIERIE DES RESSOURCES
À l’inverse, il faut identifier ce qui est disponible.
Ressources locales.
Ressources renouvelables.
Ressources humaines.
Ressources matérielles.
Ressources financières.
Ressources biologiques.
Ressources informationnelles.
La meilleure solution n’est pas toujours celle qui utilise le plus de technologie.
Elle peut être celle qui utilise intelligemment les ressources déjà disponibles.
27. L’INGÉNIERIE DE LA SOBRIÉTÉ
Une ingénierie moderne doit aussi poser une question simple :
« Avons-nous réellement besoin de cette capacité ? »
Réduire le besoin peut être plus efficace que produire davantage.
Un bâtiment mieux conçu peut nécessiter moins de chauffage.
Un sol mieux géré peut nécessiter moins d’irrigation.
Une installation mieux régulée peut consommer moins.
Une architecture logicielle mieux conçue peut nécessiter moins de ressources.
La sobriété devient donc une dimension de l’ingénierie.
28. L’INGÉNIERIE ET L’IA
L’intelligence artificielle transforme également le métier d’ingénieur.
Elle peut aider à :
- analyser des données ;
- comparer des configurations ;
- rechercher des anomalies ;
- produire des scénarios ;
- automatiser certains calculs ;
- générer des variantes ;
- analyser des documents ;
- assister la rédaction technique ;
- explorer des solutions ;
- aider au diagnostic.
Mais l’IA ne supprime pas la nécessité de comprendre le système.
Au contraire.
Plus les outils deviennent puissants, plus l’ingénieur doit savoir :
quelle question poser.
29. L’INGÉNIEUR AUGMENTÉ
On peut alors définir l’ingénieur augmenté comme la combinaison :
COMPÉTENCE HUMAINE
EXPÉRIENCE
DONNÉES
MESURE
MODÈLES
OUTILS NUMÉRIQUES
IA
RETOUR D’EXPÉRIENCE
JUGEMENT
L’IA devient un multiplicateur.
Elle n’est pas le fondement de la compétence.
30. L’IA NE REMPLACE PAS LE RÉEL
Une IA peut expliquer le fonctionnement d’une pompe.
Mais elle ne remplace pas nécessairement l’ingénieur qui a :
- vu l’installation ;
- observé les vibrations ;
- compris les contraintes ;
- parlé au technicien ;
- analysé l’historique ;
- constaté les anomalies.
Une IA peut proposer une architecture.
Mais la réalité devra encore l’accepter.
C’est pourquoi :
LE RÉEL RESTE LE JUGE FINAL.
31. L’INGÉNIERIE PAR LA DONNÉE
La donnée transforme également le cycle d’ingénierie.
Avant :
concevoir → construire → exploiter.
Désormais :
concevoir → construire → mesurer → analyser → corriger → améliorer.
La donnée permet de refermer la boucle.
Le système réel devient une source permanente d’information pour la prochaine version.
32. LE RETOUR D’EXPÉRIENCE DEVIENT UNE DONNÉE D’INGÉNIERIE
Un technicien qui remarque :
« Cette vanne se comporte toujours différemment lorsque la température descend »
possède une information précieuse.
Une IA peut l’aider à la structurer.
Un capteur peut permettre de la mesurer.
Un modèle peut chercher à l’expliquer.
Une modification de conception peut ensuite être testée.
Le savoir empirique peut ainsi rejoindre le savoir scientifique et technique.
33. L’INGÉNIERIE ET L’EXPÉRIMENTATION
Un système complexe ne peut pas toujours être entièrement prédit.
Il faut alors expérimenter.
Hypothèse.
↓
Prototype.
↓
Test.
↓
Mesure.
↓
Analyse.
↓
Correction.
↓
Nouveau test.
L’expérimentation n’est pas un échec de l’ingénierie.
Elle est l’un de ses outils les plus puissants.
34. LE PROTOTYPE COMME OUTIL DE CONNAISSANCE
Un prototype ne sert pas uniquement à vérifier si un produit fonctionne.
Il sert à découvrir :
- ce que l’on ne savait pas ;
- ce qui avait été mal modélisé ;
- ce qui avait été oublié ;
- comment les utilisateurs réagissent ;
- quelles contraintes apparaissent.
Le prototype produit donc de la connaissance.
35. L’INGÉNIERIE APPRENANTE
On peut alors parler d’une :
INGÉNIERIE APPRENANTE.
Elle possède une boucle :
CONCEVOIR
↓
CONSTRUIRE
↓
MESURER
↓
UTILISER
↓
OBSERVER
↓
APPRENDRE
↓
AMÉLIORER
↓
RECONCEVOIR
Cette boucle est l’équivalent technique d’un système vivant qui s’adapte à son environnement.
36. UNE INGÉNIERIE QUI APPREND DE SES ERREURS
L’erreur n’est pas nécessairement un échec définitif.
Elle peut révéler :
- une hypothèse incorrecte ;
- une donnée insuffisante ;
- une mauvaise interface ;
- un besoin mal compris ;
- un modèle incomplet ;
- une contrainte inconnue.
L’important est de transformer l’erreur en information.
37. L’INGÉNIERIE ET LA COMPLEXITÉ
Les systèmes modernes deviennent de plus en plus interconnectés.
Une installation industrielle peut intégrer :
- mécanique ;
- hydraulique ;
- thermique ;
- électrique ;
- automatisme ;
- informatique ;
- cybersécurité ;
- maintenance ;
- énergie ;
- environnement.
L’ingénieur doit donc être capable de dialoguer avec plusieurs disciplines.
Il ne peut plus seulement connaître son composant.
Il doit comprendre son environnement.
38. DE L’INTERDISCIPLINARITÉ À LA TRANSDISCIPLINARITÉ
L’interdisciplinarité consiste à faire travailler plusieurs disciplines ensemble.
La transdisciplinarité va plus loin.
Elle cherche à comprendre le problème indépendamment des frontières traditionnelles entre métiers.
L’eau, par exemple, peut simultanément être :
un problème hydraulique.
un problème énergétique.
un problème agricole.
un problème climatique.
un problème économique.
un problème territorial.
L’ingénierie devient alors une capacité à relier ces dimensions.
39. L’INGÉNIERIE COMME PONT ENTRE LES MONDES
L’ingénieur devient progressivement un traducteur.
Il doit pouvoir comprendre :
le scientifique.
le technicien.
l’utilisateur.
le fournisseur.
le décideur.
le financier.
le biologiste.
le climatologue.
le spécialiste IA.
Cette capacité relationnelle devient stratégique.
40. L’INGÉNIERIE ET L’HUMAIN
Un système parfaitement calculé peut échouer s’il est impossible à utiliser.
Il faut donc considérer :
- ergonomie ;
- sécurité ;
- compréhension ;
- formation ;
- habitudes ;
- motivation ;
- erreurs humaines ;
- maintenance.
L’utilisateur fait partie du système.
41. L’INGÉNIERIE ET LA RESPONSABILITÉ
Plus les systèmes deviennent puissants, plus les décisions d’ingénierie peuvent avoir des conséquences importantes.
L’ingénieur doit donc considérer :
- sécurité ;
- environnement ;
- ressources ;
- coût ;
- conséquences ;
- maintenance ;
- fin de vie ;
- risques ;
- responsabilité.
La performance technique ne suffit pas.
42. L’ÉCOCONCEPTION COMME INGÉNIERIE DU CYCLE COMPLET
Une ingénierie moderne doit également considérer :
extraction → fabrication → transport → utilisation → maintenance → réemploi → fin de vie.
Le meilleur système n’est pas nécessairement celui qui fonctionne parfaitement pendant sa phase d’utilisation.
Il faut considérer son cycle de vie complet.
43. L’INGÉNIERIE CIRCULAIRE
Les déchets d’un système peuvent parfois devenir les ressources d’un autre.
Chaleur fatale.
Eaux récupérées.
Sous-produits.
Biomasse.
Matériaux.
Données.
Compétences.
La pensée systémique permet d’identifier ces boucles.
L’ingénierie ne cherche alors plus seulement à optimiser chaque sous-système.
Elle cherche à optimiser les interactions.
44. L’INGÉNIERIE ET L’AUTONOMIE SPHÉRIQUE
L’ingénierie peut devenir l’un des outils permettant de construire l’autonomie sphérique.
Elle identifie :
les flux.
les dépendances.
les ressources.
les contraintes.
les alternatives.
Elle permet ensuite de concevoir des systèmes capables de réduire certaines dépendances critiques.
L’objectif n’est pas l’isolement.
C’est :
augmenter la capacité d’action tout en restant connecté au monde.
45. L’INGÉNIERIE ET LA RÉSILIENCE
Une bonne ingénierie doit également produire des systèmes capables de fonctionner lorsque tout ne se passe pas comme prévu.
Elle doit donc intégrer :
- redondance ;
- diversité ;
- réserves ;
- modularité ;
- maintenance ;
- réparation ;
- modes dégradés ;
- observation ;
- apprentissage.
L’ingénierie devient ainsi une discipline centrale de la résilience.
46. UNE NOUVELLE CHAÎNE DE VALEUR
La nouvelle ingénierie peut être représentée ainsi :
COMPRENDRE
↓
MESURER
↓
MODÉLISER
↓
DÉCIDER
↓
CONCEVOIR
↓
CONSTRUIRE
↓
EXPLOITER
↓
MESURER
↓
MAINTENIR
↓
APPRENDRE
↓
AMÉLIORER
↓
ADAPTER
↓
ÉVOLUER
↓
RECONCEVOIR
Ce n’est plus une ligne.
C’est une boucle.
47. LES 12 QUESTIONS DE LA NOUVELLE INGÉNIERIE
Pour analyser n’importe quel système :
1. Que cherche-t-on réellement à accomplir ?
Définir la fonction.
2. Dans quel environnement ?
Identifier les contraintes.
3. Quels sont les flux ?
Eau, énergie, matière, information, argent, biomasse, compétences.
4. Quelles sont les dépendances ?
Identifier ce qui peut bloquer le système.
5. Que peut-on mesurer ?
Identifier les variables critiques.
6. Que peut-on modéliser ?
Identifier les phénomènes prévisibles.
7. Quels scénarios doivent être envisagés ?
Explorer l’incertitude.
8. Quelle architecture répond au besoin ?
Concevoir le système.
9. Comment le construire et le maintenir ?
Intégrer le cycle de vie.
10. Comment vérifier son fonctionnement réel ?
Mesurer.
11. Comment apprendre ?
Capitaliser le retour d’expérience.
12. Comment le faire évoluer ?
Prévoir l’avenir dès aujourd’hui.
48. LES DIX PRINCIPES DE LA NOUVELLE INGÉNIERIE
1. Comprendre avant de calculer
Le problème doit être correctement défini.
2. Mesurer ce qui est réellement important
La donnée doit servir la décision.
3. Modéliser sans confondre modèle et réalité
Le modèle est une représentation.
4. Concevoir le système, pas seulement ses composants
Les interactions sont essentielles.
5. Intégrer l’incertitude
Prévoir des marges et des scénarios.
6. Concevoir pour la maintenance
Un système doit pouvoir durer.
7. Concevoir pour l’évolution
Les besoins futurs sont inconnus.
8. Utiliser la technologie comme moyen
La technologie doit répondre à une fonction.
9. Intégrer le vivant lorsque cela est pertinent
L’écosystème peut devenir une partie de la solution.
10. Apprendre du réel
Le fonctionnement réel doit enrichir l’ingénierie.
49. UNE INGÉNIERIE À PLUSIEURS ÉCHELLES
Cette nouvelle définition fonctionne à différentes échelles.
1 m²
Un système végétal.
10 m²
Un jardin.
100 m²
Un espace productif.
1 000 m²
Un écosystème jardin-verger.
1 hectare
Une ferme ou un système agroclimatique.
10 hectares
Un système agricole complexe.
Une usine
Un système industriel.
Une ville
Un système territorial.
Un territoire
Un système de systèmes.
La logique reste la même :
comprendre → mesurer → modéliser → concevoir → construire → mesurer → apprendre → évoluer.
50. UNE INGÉNIERIE À PLUSIEURS HORIZONS
La même logique fonctionne également dans le temps.
Aujourd’hui
Résoudre le problème.
1 an
Optimiser.
5 ans
Maintenir et adapter.
10 ans
Transformer.
30 ans
Anticiper les changements structurels.
2050–2100
Concevoir avec plusieurs futurs possibles.
L’ingénierie devient donc également une discipline de prospective.
51. L’INGÉNIERIE DU FUTUR
L’ingénierie du futur ne sera probablement pas uniquement celle qui produit les calculs les plus complexes.
Elle sera aussi celle qui sait :
- poser les bonnes questions ;
- relier les disciplines ;
- exploiter les données ;
- comprendre le terrain ;
- intégrer le vivant ;
- travailler avec l’IA ;
- gérer l’incertitude ;
- apprendre du fonctionnement réel ;
- faire évoluer les systèmes.
La puissance technique augmentera.
Mais la capacité à donner du sens aux résultats restera essentielle.
52. L’INGÉNIEUR AUGMENTÉ PAR L’IA, PAS REMPLACÉ PAR L’IA
L’intelligence artificielle peut accélérer certaines tâches.
Mais elle ne remplace pas automatiquement :
la responsabilité.
l’expérience.
le jugement.
la relation avec le terrain.
la connaissance du contexte.
la capacité à arbitrer.
la responsabilité professionnelle.
Le futur ne sera donc pas nécessairement :
IA contre ingénieur.
Il peut devenir :
INGÉNIEUR + IA + MESURE + MODÈLES + EXPÉRIENCE + RÉEL.
53. LE VRAI AVANTAGE COMPÉTITIF
Dans un monde où de nombreuses personnes pourront générer rapidement :
- des calculs ;
- des textes ;
- des schémas ;
- des hypothèses ;
- des variantes ;
la valeur se déplacera vers la capacité à :
vérifier.
expérimenter.
dimensionner correctement.
construire.
mettre en service.
mesurer.
maintenir.
corriger.
assumer.
Le réel redevient un avantage compétitif.
54. L’INGÉNIERIE COMME BOUCLE DE CONNAISSANCE
Chaque projet peut produire de nouvelles connaissances.
Un dimensionnement produit des hypothèses.
La construction produit des contraintes réelles.
La mise en service produit des mesures.
L’exploitation produit de l’expérience.
La maintenance produit des historiques.
Les incidents produisent des enseignements.
Les améliorations produisent de nouvelles solutions.
La connaissance revient ensuite dans les projets suivants.
L’ingénierie devient ainsi une machine collective d’apprentissage.
55. DEMETER-FB : DE LA CONNAISSANCE À L’INGÉNIERIE
Cette vision s’inscrit directement dans l’architecture DEMETER-FB.
COMPRENDRE
→ connaissances, sciences, systèmes.
MESURER
→ métrologie, capteurs, IoT, données.
MODÉLISER
→ simulation, SIG, jumeaux numériques.
DÉCIDER
→ arbitrage, stratégie, scénarios.
CONCEVOIR
→ ingénierie, architecture, écoconception.
CONSTRUIRE
→ équipements, technologies, habitat, industrie, agriculture.
AUTONOMISER
→ maîtrise des ressources et réduction des dépendances.
RÉSISTER ET S’ADAPTER
→ résilience.
APPRENDRE
→ compétences, formation, retour d’expérience.
ÉVOLUER
→ innovation, expérimentation, prospective.
L’ingénierie n’est donc plus une famille isolée.
Elle traverse l’ensemble du système.
56. L’ÉCOSYSTÈME DEMETER-FB
Cette logique peut également relier les différents univers du projet.
DEMETER-FB
→ comprendre, rechercher, structurer les connaissances.
EXAFLUIDS
→ ingénierie, dimensionnement, conception.
ENVIROFLUIDES
→ équipements, fluides, solutions techniques.
SITIMP
→ distribution et accès aux équipements et solutions.
OMAKËYA
→ agroclimatologie, écosystèmes résilients, autonomie, ingénierie du vivant.
APONA-MFB
→ formation, transmission et développement des compétences.
L’objectif n’est pas de juxtaposer ces activités.
Il est de créer une boucle.
CONNAISSANCE
→
INGÉNIERIE
→
SOLUTION
→
UTILISATION
→
MESURE
→
RETOUR D’EXPÉRIENCE
→
FORMATION
→
NOUVELLE CONNAISSANCE.
57. UNE INGÉNIERIE QUI REJOINT L’AUTONOMIE
L’ingénierie permet de transformer les ressources en capacités.
Elle peut transformer :
l’eau
en autonomie hydrique.
l’énergie
en autonomie énergétique.
les données
en capacité de décision.
les compétences
en autonomie technique.
la biodiversité
en résilience écologique.
l’IA
en capacité d’analyse augmentée.
l’expérience
en connaissance transmissible.
L’ingénierie devient alors un outil de construction de capacité.
58. UNE INGÉNIERIE QUI REJOINT LA RÉSILIENCE
Elle permet également de construire des systèmes capables de :
- supporter ;
- continuer ;
- réparer ;
- apprendre ;
- adapter ;
- transformer.
La résilience devient une propriété à concevoir.
Elle n’est plus seulement une conséquence heureuse du système.
59. UNE INGÉNIERIE QUI REJOINT L’APPRENTISSAGE
Un système bien instrumenté devient capable d’enseigner quelque chose à ceux qui l’exploitent.
Une usine produit des données.
Un bâtiment produit des données thermiques.
Une ferme produit des données agroclimatiques.
Un jardin produit des observations biologiques.
Une entreprise produit des données économiques.
L’ingénierie peut transformer ces données en connaissance.
60. UNE INGÉNIERIE QUI REJOINT L’ÉVOLUTION
La conception finale n’est jamais réellement finale.
Un système peut être :
version 1.
Puis :
version 2.
Puis :
version 3.
Chaque version intègre :
- nouvelles données ;
- nouvelles contraintes ;
- nouvelles technologies ;
- nouvelles compétences ;
- nouveaux besoins ;
- nouveaux retours d’expérience.
L’ingénierie devient donc une discipline évolutive.
61. VERS UNE INGÉNIERIE DES SYSTÈMES VIVANTS ET APPRENANTS
La prochaine étape peut être encore plus ambitieuse.
Il ne s’agit plus seulement de concevoir :
des systèmes intelligents.
Mais :
des systèmes capables d’observer leur environnement, mesurer leur état, apprendre de leur fonctionnement, adapter certaines décisions et évoluer avec leur contexte.
Cela peut concerner :
- bâtiments ;
- usines ;
- fermes ;
- jardins ;
- réseaux ;
- infrastructures ;
- territoires.
62. L’INGÉNIERIE COMME CAPACITÉ À RELIER
Finalement, la nouvelle ingénierie ressemble beaucoup à la nouvelle définition de l’autonomie.
Elle ne consiste pas seulement à maîtriser un domaine.
Elle consiste à relier :
science
- données
- mesure
- modèles
- technologies
- humain
- vivant
- économie
- environnement
- expérience
- IA.
C’est cette capacité de connexion qui permet de traiter les systèmes complexes.
63. UNE MÊME INGÉNIERIE POUR DES MONDES DIFFÉRENTS
La même logique peut être appliquée à une pompe industrielle et à un jardin.
Cela peut sembler étrange.
Mais considérons les questions fondamentales.
Quel est le besoin ?
Quels sont les flux ?
Quelles sont les ressources ?
Quelles sont les contraintes ?
Quelles sont les dépendances ?
Que peut-on mesurer ?
Que peut-on modéliser ?
Comment concevoir ?
Comment construire ?
Comment maintenir ?
Comment apprendre ?
Comment évoluer ?
Les objets sont différents.
La méthode peut être étonnamment proche.
64. UNE POMPE ET UN ARBRE
Une pompe possède :
- une fonction ;
- des conditions de fonctionnement ;
- des ressources ;
- des flux ;
- des contraintes ;
- des indicateurs ;
- des modes de défaillance ;
- une maintenance ;
- une durée de vie.
Un arbre possède :
- une fonction écologique ;
- des conditions de croissance ;
- des ressources ;
- des flux ;
- des contraintes ;
- des indicateurs biologiques ;
- des risques ;
- des besoins d’accompagnement ;
- une trajectoire de développement.
Ils ne sont évidemment pas équivalents.
Mais la pensée systémique permet de développer une méthode commune d’observation.
C’est précisément là que l’ingénierie du vivant devient intéressante.
65. L’INGÉNIERIE N’EST PLUS SEULEMENT UNE SCIENCE DU FAIRE
Elle devient aussi une science :
de l’observation.
de la décision.
de l’adaptation.
de l’apprentissage.
de la transformation.
Le calcul reste essentiel.
Mais il devient une partie d’une boucle beaucoup plus large.
66. LA NOUVELLE FORMULE DE L’INGÉNIERIE
On peut finalement reformuler l’ingénierie ainsi :
COMPRENDRE → MESURER → MODÉLISER → DÉCIDER → CONCEVOIR → CONSTRUIRE → MESURER → EXPLOITER → MAINTENIR → APPRENDRE → AMÉLIORER → ADAPTER → ÉVOLUER.
Puis :
RECOMMENCER.
Parce qu’un système vivant, industriel, économique ou territorial n’est jamais véritablement terminé.
67. FAQ — LA NOUVELLE INGÉNIERIE
Qu’est-ce que la nouvelle ingénierie ?
C’est une approche qui élargit l’ingénierie classique au cycle complet du système : compréhension, mesure, modélisation, décision, conception, construction, exploitation, maintenance, apprentissage et évolution.
Est-ce que cette approche remplace l’ingénierie traditionnelle ?
Non. Elle la complète. Les calculs, le dimensionnement, la mécanique, l’électricité, l’hydraulique et les autres disciplines restent indispensables.
Pourquoi intégrer la mesure ?
Parce que la mesure permet de confronter les hypothèses de conception au fonctionnement réel.
Pourquoi intégrer l’IA ?
L’IA peut accélérer l’analyse, la détection d’anomalies, la comparaison de scénarios et certaines tâches de conception. Elle doit cependant rester un outil d’intelligence augmentée.
Pourquoi intégrer le vivant ?
Parce que certains systèmes environnementaux et agroclimatiques peuvent remplir des fonctions qui étaient auparavant considérées uniquement sous l’angle technique.
L’ingénierie peut-elle réellement concevoir le vivant ?
Elle peut concevoir et modifier les conditions, les flux et les structures favorables au vivant. Elle ne contrôle cependant pas entièrement les systèmes biologiques.
Pourquoi la maintenance fait-elle partie de l’ingénierie ?
Parce qu’un système qui ne peut pas être correctement maintenu risque de perdre rapidement ses performances et sa disponibilité.
Pourquoi l’apprentissage est-il intégré à l’ingénierie ?
Parce que le fonctionnement réel produit des informations que les modèles initiaux ne peuvent pas toujours prévoir.
Qu’est-ce qu’une ingénierie résiliente ?
C’est une ingénierie qui intègre les perturbations possibles, les modes dégradés, les marges, les alternatives, la maintenance, la réparation et la capacité d’évolution.
Qu’est-ce qu’un ingénieur augmenté ?
C’est un professionnel qui combine expertise humaine, expérience, données, mesure, modèles, outils numériques et IA pour augmenter ses capacités d’analyse, de conception et de décision.
Quelle place conserve l’humain ?
Une place centrale : définition du besoin, compréhension du contexte, arbitrage, responsabilité, relation avec le terrain, validation et décision.
68. DE L’INGÉNIERIE QUI CONSTRUIT À L’INGÉNIERIE QUI FAIT ÉVOLUER
L’ingénierie ne disparaît pas.
Elle s’élargit.
Elle ne peut plus être uniquement :
calculer → dimensionner → construire.
Elle doit progressivement devenir :
comprendre → mesurer → modéliser → décider → concevoir → construire → exploiter → mesurer → maintenir → apprendre → améliorer → adapter → évoluer.
Cette évolution correspond à une transformation profonde du métier.
L’ingénieur ne travaille plus uniquement sur un objet.
Il travaille sur :
un système.
Un système qui possède des flux.
Des dépendances.
Des contraintes.
Des utilisateurs.
Des ressources.
Des données.
Des risques.
Une durée de vie.
Et désormais, de plus en plus souvent :
une capacité d’évolution.
Cette ingénierie doit également apprendre à travailler avec des systèmes vivants.
Avec des écosystèmes.
Avec le climat.
Avec la biodiversité.
Avec l’incertitude.
Avec les données.
Avec l’intelligence artificielle.
Avec l’expérience humaine.
Avec les territoires.
Avec les interactions entre systèmes.
Elle devient une ingénierie plus large.
Plus systémique.
Plus dynamique.
Plus apprenante.
Plus responsable.
Et surtout :
UNE INGÉNIERIE QUI NE CHERCHE PLUS SEULEMENT À CONSTRUIRE UN SYSTÈME QUI FONCTIONNE AUJOURD’HUI, MAIS À CONCEVOIR UN SYSTÈME CAPABLE DE RESTER PERTINENT DEMAIN.
LA NOUVELLE DÉFINITION DE L’INGÉNIERIE
L’INGÉNIERIE EST LA CAPACITÉ À COMPRENDRE LE RÉEL, MESURER SES FLUX, MODÉLISER SES COMPORTEMENTS, PRENDRE DES DÉCISIONS, CONCEVOIR DES SYSTÈMES, LES CONSTRUIRE, LES EXPLOITER, LES MAINTENIR, APPRENDRE DE LEUR FONCTIONNEMENT ET LES FAIRE ÉVOLUER FACE À L’INCERTITUDE.
L’INGÉNIERIE CALCULE.
L’INGÉNIERIE CONÇOIT.
L’INGÉNIERIE CONSTRUIT.
L’INGÉNIERIE MESURE.
L’INGÉNIERIE APPREND.
L’INGÉNIERIE ADAPTE.
L’INGÉNIERIE ÉVOLUE.
Et lorsque cette ingénierie rencontre :
la connaissance,
la donnée,
le vivant,
l’expérience,
l’IA,
l’autonomie,
la résilience
et
l’apprentissage,
elle devient beaucoup plus qu’une méthode de calcul.
Elle devient une véritable :
INGÉNIERIE DES SYSTÈMES COMPLEXES, VIVANTS, RÉSILIENTS ET ÉVOLUTIFS.
Comprendre comment l’ingénierie évolue d’une logique de calcul et de dimensionnement vers une approche systémique, dynamique, fondée sur la mesure, les données, l’expérience, l’IA, le vivant, la résilience et l’amélioration continue.
L’INGÉNIERIE D’HIER CONCEVAIT DES SYSTÈMES POUR FONCTIONNER.
L’INGÉNIERIE DE DEMAIN DEVRA CONCEVOIR DES SYSTÈMES CAPABLES D’APPRENDRE, DE S’ADAPTER ET D’ÉVOLUER.
COMPRENDRE.
MESURER.
MODÉLISER.
DÉCIDER.
CONCEVOIR.
CONSTRUIRE.
MESURER À NOUVEAU.
MAINTENIR.
APPRENDRE.
AMÉLIORER.
S’ADAPTER.
ÉVOLUER.
DE L’INGÉNIERIE DU CALCUL À L’INGÉNIERIE DU RÉEL.
DE L’INGÉNIERIE DES OBJETS À L’INGÉNIERIE DES SYSTÈMES.
DE L’INGÉNIERIE STATIQUE À L’INGÉNIERIE APPRENANTE.
DE L’INGÉNIERIE TECHNIQUE À L’INGÉNIERIE DES SYSTÈMES VIVANTS, RÉSILIENTS ET ÉVOLUTIFS.
OBSERVER → COMPRENDRE → MESURER → MODÉLISER → CONCEVOIR → CONSTRUIRE → AUTOMATISER → EXPÉRIMENTER → APPRENDRE → TRANSMETTRE → ÉVOLUER
Elle a l’avantage d’être parfaitement compréhensible par un particulier, un agriculteur, un ingénieur, un chef d’entreprise, un étudiant ou une collectivité.