Introduction

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PLAN EXPERIMENTAL

• Qu'est ce qu'un plan expérimental ?

- une expérience est une intervention volontaire dans un système en fonctionnement pour mesurer les effets de cette intervention. L'expérimentation diffère de l'enquête par le fait que dans cette dernière on se contente d'observer passivement le fonctionnement du système. Seule l'expérience est capable d'apporter des renseignements sur les relations de causes à effets.

- le plan d'expériences correspond à toutes les mesures d'organisation prises pour effectuer l'étude ; il comprend le schéma expérimental, définit de façon précise les méthodes, les appareils utilisés, les modes opératoires, les produits, les jours de manipulation, les opérateurs....

• Les différents plans d'expériences

Il en existe de nombreux :  plans factoriels complets à 2 niveaux,  plans factoriels fractionnaires à 2 niveaux, d'autres plans à 2 niveaux (dont les tables de Taguchi), plans à plus de 2 niveaux (dont les carrés latins), plans pour surfaces de réponse (dont les Plans composites), plans utiles pour des applications particulières (exemple: les plans de mélange de Sheffé), etc.

Dans ce cours nous nous limiterons à des plans très utilisés, les plans factoriels à 2 niveaux complets ou fractionnaires. Nous traiterons également des Plans composites centrés dans la partie "optimisation"

• Plans multifactoriels dits factoriels

Un plan est dit factoriel quand, dans une même expérimentation, il est étudié plusieurs facteurs dont les niveaux sont croisés. Il est dit complet si tous les croisements possibles figurent dans l'expérimentation, fractionnaire dans le cas contraire.

- notion de plan efficace : Il n'y a pas si longtemps, le principe de base de l'expérimentation était « de ne faire varier qu'un facteur à la fois » ; Il est important de noter que les résultats de cette stratégie, certes sécurisante, sont médiocres. Il a été démontré qu'il est plus efficace de faire varier simultanément plusieurs facteurs à la condition de respecter certaines règles qui font précisément l'objet de cet enseignement.

- pour acquérir des connaissances précises sur un phénomène ou un procédé, la méthode des plans factoriels est celle qui apporte le plus d'efficacité.

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PETIT HISTORIQUE DES PLANS D'EXPERIENCE

- les bases datent des années 1925 (R.A. FISHER).

- dans le secteur Industriel, technique restée confidentielle jusqu'après la deuxième guerre mondiale ; développement au Japon entre les années 1950 et 1960 grâce notamment à TAGUCHI ; ses travaux sont diffusés aux Etats Unis et appliqués à grande échelle vers les années 1970.

- en Europe, les grandes Entreprises industrielles utilisent les plans expérimentaux à partir des années 1980. Actuellement cette méthode d'expérimentation est utilisée par l'ensemble des Industriels, petits et grands.

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OUTIL DE LA QUALITE

La méthode est maintenant considérée comme un OUTIL DE LA QUALITÉ, indispensable

- au stade de la conception des produits pour permettre de fixer les paramètres de développement du produit de façon optimale.

- au cours de la production, comme complément indispensable des méthodes de maîtrise des procédés.