École doctorale n° 396 : Économie, Organisations & Société Doctorat ParisTech T H È S E pour obtenir le grade de docteur délivré par l’École nationale supérieure des mines de Paris Spécialité “ Sciences de Gestion ” présentée et soutenue publiquement par Frédéric ARNOUX le 22 janvier 2013 Modéliser et organiser la conception innovante : Le cas de l’innovation radicale dans les systèmes d’énergie aéronautiques Directeur de thèse : Armand HATCHUEL Co-encadrement de la thèse : Mathias BEJEAN Jury T M. Mathias BEJEAN, Maitre de conférences, IRG, Université Paris Est Créteil Examinateur M. Albert DAVID, Professeur, DRM, Université Paris-Dauphine Rapporteur H M. Antoine DRACHSLER, Chef de service Avant-Projets, Turbomeca Examinateur M. Armand HATCHUEL, Professeur, Centre de Gestion Scientifique, Mines ParisTech Examinateur È M. Jérémy LEGARDEUR, Professeur, ESTIA Rapporteur M. Michel NAKHLA , Professeur, EMI, Agro ParisTech Examinateur S M. François PELLERIN, Docteur en Physique des surfaces, Sudinnove Suffragant E MINES ParisTech Centre de Gestion Scientifique 60 boulevard Saint Michel, 75006 Paris 2 MINES ParisTech n’entend donner aucune approbation ni improbation aux opinions émises dans cette thèse. Ces opinions doivent être considérées comme propres à l’auteur. 3 4 A mes parents, 5 6 REMERCIEMENTS Je voudrais saluer ici les personnes qui de près ou de loin ont contribué à la concrétisation de ce travail de thèse de doctorat. Je tiens tout d’abord à adresser mes remerciements les plus sincères à mon directeur de thèse, Armand Hatchuel, qui a accepté de m’accompagner tout au long de cette expérience. Merci pour sa confiance, sa disponibilité, ses conseils et ses intuitions. Au travers de nos discussions, il m’a apporté une connaissance approfondie des divers aspects du sujet. Mes remerciements s'adressent ensuite tout particulièrement à mon codirecteur de thèse, Mathias Béjean, pour son investissement dans l’encadrement de cette thèse et ses nombreux conseils sur le monde de la recherche. Un grand merci à Sophie Hooge de m'avoir encouragé et aidé à diffuser mes résultats en dehors de mon terrain de recherche, mais surtout pour ses nombreuses contributions à l’amélioration de ce mémoire et son soutien sans failles durant ces derniers mois de rédaction. Je voudrais exprimer ma profonde gratitude à l’ensemble de l’équipe de la chaire TMCI et du Centre de Gestion Scientifique pour son accueil durant ces trois années de thèse. L'école des Mines a été un cadre privilégié pour effectuer ce travail. Jérémy Legardeur, professeur à l’ESTIA, m’a guidé vers ce projet de recherche et je tiens à l'en remercier vivement. J’espère que nos riches collaborations sur la conception innovante qui durent depuis maintenant plus de six ans se poursuivront à l’avenir. Je tiens à remercier Frédéric Garcias pour son travail de relecture et de correction du mémoire ainsi que pour sa réactivité à mes demandes. Je voudrais remercier ma mère pour ses corrections sur de nombreux chapitres du manuscrit et pour sa confiance et son soutien inconditionnel durant ces années de thèse. Cette thèse n’aurait jamais vu le jour sans les équipes de Turbomeca. Je tiens à exprimer ma profonde gratitude à mon tuteur industriel, Antoine Drachsler, chef de service des avant-projets, pour m’avoir soutenu et accompagné dans l’ensemble de mes intuitions dans un domaine qui lui était inconnu il y a trois ans de cela ; ce qui a dû lui prendre un temps précieux. 7 Je remercie François Pellerin de m’avoir fait confiance au moment où il lançait ce projet lorsqu’il était responsable de l’innovation de Turbomeca. Mes remerciements vont également à Partrick Marconi, ingénieur des avant-projets, pour la richesse des discussions que nous avons pu avoir sur l’histoire des sciences ainsi que pour sa pédagogie et humilité pour enseigner le fonctionnement des technologies. Cela a rendu cette thèse encore plus plaisante à rédiger. Je remercie l’ensemble de l’équipe des avant-projets pour son accueil et sa bonne humeur. Je tiens à remercier l’ensemble des partenaires industriels qui ont contribué à enrichir ces recherches, Dominique Levent, directrice Créativité & Vision à Renault, de m’avoir aidé à diffuser mes travaux à travers la communauté d’innovation de Renault, Dominique Lahousse, responsable innovation et prospective à la SNCF, de m’avoir invité à coanimer des séminaires de conception innovante sur des méthodes en phase de recherche, ainsi que tous les acteurs industriels qui m’ont accordé de leur temps pour discuter ces travaux : Yvon Bellec expert en conception innovante, Philippe Loué, consultant en management de l’innovation, Bertrand Stelandre, responsable Design et Innovation chez Visteon, Jean-Pascal Derumier spécialiste en management de l’innovation à la SNCF, Benjamin Duban, responsable de Viva conseil, Stéphane Cobo, responsable de la prospective à la RATP. J'aimerais remercier ceux et celles qui d'une manière ou d'une autre ont participé à l'écriture de ce document même si parfois le sujet leur était totalement inconnu. Enfin, ces remerciements ne seraient pas complets sans une pensée pour Frédéric Basse qui fut à l’origine de mon attrait pour la conception innovante en m’ayant confié une mission importante sur ce thème lors de mon passage en tant que stagiaire chez Rip Curl il y a 5 ans de cela. Je finis mes trois années de thèse avec une certaine sérénité. En trois ans, je suis passé de l’enthousiasme de commencer un nouveau projet, aux doutes et découragements quant aux nombreuses difficultés et à l’exigence de ce travail, à la satisfaction enfin de le voir progresser, et évoluer. 8 9 10 RESUME GENERAL Cette recherche étudie l’intégration de capacités organisationnelles pour l’innovation radicale dans les entreprises industrielles établies. Elle s’appuie sur l'étude longitudinale des processus d’innovation radicale d’un motoriste de l’aéronautique : Turbomeca. Cette entreprise, numéro un mondial des turbines à gaz d’hélicoptère, a connu en 2008 des bouleversements importants liés à la mutation des systèmes d'énergie aéronautiques, qui ont incité ses dirigeants à lancer une démarche d’innovation radicale. Cette démarche fut découplée en deux actions principales: 1/ la mobilisation d’un collectif transversal d'experts de l'entreprise entre 2009 et 2011, coordonnés selon une méthode collaborative de conception innovante, 2/ l'étude scientifique des conditions de genèse et d'intégration de capacités d’innovation radicale dans l’entreprise. Afin d'exploiter au mieux la richesse de ce matériel empirique, notre méthodologie de recherche est basée sur une recherche-intervention menée entre 2009 et 2012, et s'est appuyée sur un ensemble de méthodes et d’outils pour la collecte, la triangulation et l’analyse des données, telles que des entretiens semi-directifs, l’observation- participante, ou encore l’analyse d’archives de l’entreprise. Dans une première partie, nous proposons une revue de littérature synthétisant les apports des travaux de recherche internationaux sur l’innovation radicale, à travers laquelle nous mettons en évidence la limite de la segmentation de la littérature par niveaux organisationnels pour l’étude de l’organisation de l'innovation. De ce fait, pour étudier ces processus dans leur globalité, nous mobilisons les approches par la conception et proposons un cadre théorique permettant l'étude des capacités d’innovation radicale relatives au Design (D), à l’Incubation (I), et à la Mutation (M) de l’écosystème. Le cadre D-I-M permet d'une part, de rendre compte des nouveaux raisonnements de conception en jeu dans les processus d’innovation radicale et, d'autre part, d’étudier les moyens de production de connaissances nouvelles ainsi que l’interaction de l’entreprise avec son écosystème. Dans une deuxième partie, nous mobilisons l'ensemble très riche d'archives de notre terrain d’étude et les expériences des collaborateurs de Turbomeca — actifs ou retraités — pour étudier l’évolution historique des capacités d’innovation de l'entreprise. Afin de mieux comprendre et caractériser cette évolution, nous avons mené une investigation longitudinale approfondie sur les soixante-dix ans d'existence de la société (1948-2009). Cela nous permet d'analyser la genèse de la turbine à gaz et de reconstruire la généalogie des capacités de conception innovante de Turbomeca, depuis sa création jusqu’à la période de 11 bouleversements que cette entreprise rencontrait en 2008. Dans un premier temps, notre analyse de l’apparition de la turbine à gaz nous amène à proposer la notion de potentiel d’innovation de rupture pour comprendre l’apparition d’une innovation radicale. Puis, à travers notre cadre d’analyse des capacités d’innovation radicale D-I-M, nous proposons une relecture de l’histoire de Turbomeca qui nous permet de caractériser l’évolution des capacités de conception de l’entreprise en isolant trois modèles de conception, qui correspondent à trois périodes historiques différentes : le modèle entrepreneurial, le modèle exploratoire, et le modèle technocentré. Cette analyse met en évidence les limites de ce dernier modèle pour répondre aux nouveaux enjeux de l’aéronautique à Turbomeca, ainsi que la nécessité de faire émerger un nouveau modèle pour s’y adapter. Dans une troisième partie, afin de comprendre les processus à piloter pour conduire les transitions organisationnelles nécessaires à l’intégration de capacités d’innovation radicale, nous analysons la méthode collaborative de conception innovante mise en place dans l’entreprise : la méthode KCP. Nous mettons en évidence un type de transformation dans l’entreprise induit par cette méthode, et qui n’avait pas été repéré par la littérature sur l’innovation radicale : l’interaction entre la transformation du raisonnement de conception et la transformation multi-niveaux de l’organisation. Nous montrons, à partir de notre analyse, que l’intégration de capacités d’innovation radicale dans l’entreprise passe par une transformation de l’organisation que nous nommons transition organisationnelle par la conception.