La recherche et le développement en ingénierie, également connu sous le nom de R&D, est le processus systématique d’apprentissage et de création de nouvelles technologies dans le but de concevoir un produit. Contrairement à la recherche scientifique, la recherche en ingénierie ne vise pas à découvrir comment le monde fonctionne, mais plutôt comment les choses peuvent fonctionner dans un but donné. Cependant, une telle recherche peut impliquer de nombreuses études scientifiques, car les ingénieurs s’efforcent de créer des solutions de conception à des problèmes du monde réel. La partie développement de la recherche et du développement en ingénierie fait référence à la tentative de construire réellement le produit final ; de nombreuses étapes de développement, chacune avec divers degrés de préparation, peuvent être nécessaires pour que la conception réussisse.
La première étape de la création d’une solution à un problème donné en recherche et développement en ingénierie consiste à se renseigner sur le problème lui-même et sur la manière dont la solution doit fonctionner. Si aucun produit similaire n’existe, cette étape peut nécessiter de nombreuses recherches dans les sciences physiques, comme la physique ou la biologie. Par exemple, le nouveau domaine de la nano-ingénierie n’avait pas de produits à l’échelle nanométrique sur lesquels baser ses conceptions ; les ingénieurs devaient se tourner vers la physique pour avoir une idée de la façon dont les produits potentiels pourraient fonctionner.
D’un autre côté, s’il existe dans le monde des produits étroitement liés à celui en cours de conception, les ingénieurs se concentreront probablement sur l’étude de la technologie existante elle-même plutôt que sur la science sous-jacente. Dans le cas de la conception d’un moteur pour un modèle de voiture à venir, les ingénieurs gagneraient probablement davantage à étudier eux-mêmes les moteurs de voitures précédents plutôt que la thermodynamique théorique, par exemple. Les moteurs à combustion interne sont largement utilisés depuis plus d’un siècle et diverses configurations ont déjà été conçues, utilisées et évaluées pour leurs forces et leurs faiblesses. Il n’y a aucun sens à recréer ce qui a déjà été conçu.
Le développement d’un produit en recherche et développement en ingénierie est généralement un processus itératif. En d’autres termes, il est impossible de savoir exactement dans quelle mesure un produit fonctionnera même lorsqu’un plan de conception détaillé est élaboré. Même les produits bien conçus ne sont pas parfaits et ont leurs points faibles. Par conséquent, il est très utile de développer des prototypes, ou des modèles de travail, pour tester des idées. Ces modèles ne sont pas destinés à être vendus à un client ou à être fabriqués en série en tant que produit final. Ils sont plutôt destinés à donner aux ingénieurs une meilleure idée des composants du modèle qui doivent être améliorés et de ceux qui semblent bien fonctionner.
Après une série de tests systématiques d’un prototype, les ingénieurs tentent de reconcevoir un produit sur la base des informations recueillies lors des tests. Ils peuvent ajuster leurs calculs et modifier légèrement certains des composants les plus faibles de leur conception. Il n’y a pas de règle sur le nombre de prototypes à développer avant qu’un produit final ne soit prêt ; le nombre dépend de facteurs tels que la nouveauté de la technologie et si le produit peut présenter un risque pour la sécurité ou l’environnement lorsqu’il est utilisé.