Innov'INSA: Décapsuleur

 

Décapsuleur

 

Histoire du décapsuleur

C'est à partir de 1891 que le procédé d'obturation par capsule est apparue, lorsque  l’américain William Painter (1838-1906) associa une plaque de métal avec une couche de liège pour former le "bouchon couronné" par emboutissage. Cette méthode consiste à agripper le bord de la couronne et de plier le métal afin de désengager le rebord en verre du goulot de la bouteille. Cette action permet de plier le métal grâce à un effet de levier prenant son appui au niveau du centre de la capsule.

Toutefois avec le temps, de nombreux types de décapsuleurs ont été inventés afin de répondre à certains problèmes comme la transportabilité, le couplage avec d'autres outils. Nous allons réaliser une présentation rapide de ces décapsuleurs.

Décapsuleur à lame ou à lèvre.

Le décapsuleur à lame est certainement le modèle le plus connu et le plus fréquemment utilisé par les serveurs ou chez les personnes.
Il se compose d'un manche qui, au niveau de l'une des ses extrémités, est percé d'une manière le plus souvent rectangulaire. Ce trou, souvent appelé "lumière" permet de faire passer une partie de la capsul et peut être évasé ou arrondie sur ses cotés.
 
Pour fonctionner, l'opérateur doit placer la capsule dans la lumière de telle façon que la lame prenne appui sur la couronne et que son côté opposé puisse reposer sur le centre de la capsule. Lorsque l'utilisateur exerce une pression de bas en haut, la lame va entrainer quelques dents permettant ainsi de défromer le métal et de libérer le col de verre enserré par la capsule.
 
Le plus souvent, le manche de l'instrument est habillé de bois ou de plastiques permettant l'insertion de publicité pour des marques ou des distributeurs de boissons. Il est aussi possible de voir au niveau de l'autre extrémité un second trou percé permettant d'enfiler une chaînette ou un lien afin de l'accrocher à une ceinture ou à un passant pour ne pas l'égarer.
 
 

Décapsuleur à fourche, griffe, dent ou crochet.

Sur les couteaux suisses ou sur les portes clés, on retrouve souvent un décapsuleur à fourche, griffe, dent ou crochet. On les retrouve souvent aussi sur des outils domestiques comme les ouvre-boite de boite de conserve car ils ne nécessitent qu'une petite découpe supplémentaire sur des plaques métalliques.Il se compose d'une petite lame métallique vec une pointe découpée qui s'oppose au point d'appui. L'ensemble forme comme une petite pince rigide.
 
Pour l'utiliser, il suffit d'engager la pointe sous l'un des plis de la collerette et de placer le bord opposé sur le centre de la capsule. Le mouvement permettant de décapsuler est ensuite le même que pour le décapsuleur à lame.
 
 

Décapsuleur mural

Le décapsuleur mural est plus fréquent dans des endroits avec d'importants débits de boisson comme les bars ou les restaurant. Cependant, aujourd'hui, il est facilement possible d'en acquérir un pour son domicile pour des fins décoratives.
 
Il se compose d'une pince fixe élargie pour faciliter l'engagement de la capsule et d'un récupérateur de capsule disposé sous le décapsuleur. Pour ce type de décapsuleur, c'est le corps de la bouteille qui est utilisé comme levier.
 

La méthode TRIZ

TRIZ (acronyme russe de la théorie de résolution des problèmes inventifs, Teorija Reshenija Izobretateliskih Zadatch (Теория Решения Изобретательских Задач - ТРИЗ)) est une approche destinée à résoudre des problèmes d'innovation, principalement techniques, élaborée à partir de 1946 par l'ingénieur soviétique Genrich Altshuller, lorsqu'il constata que le progrès technologique suit de façon générale un cours descriptible par des lois. Ces lois suggèrent une procédure à suivre pour innover en matière de technologies, notamment en explorant des solutions génériques, empruntées à d'autres domaines, qui n'ont pas encore été appliquées au problème particulier à l'étude.

Phase d'analyse 

La méthode TRIZ est utilisée pour améliorer un produit déjà existant. Cette méthode universelle s'adapte à tout type de systèmes techniques. Pour la mener à bien, il faut suivre une série d'étapes qui nous permettront de trouver quelles sont les innovations à apporter à notre produit. Le créateur Genrich Altshuller explique que notre système répond à un certain nombre de lois qui nous permettent de visualiser les points à améliorer en priorité, et ainsi de passer d'une génération de produits à une autre. Les étapes de la méthode TRIZ sont les suivantes :

   -  Analyse du problème

   -  Analyse du produit et de sa situation initiale

   -  Analyse multi-écrans permettant de mettre en évidence ce qu'il faut améliorer

   -  Énonciation des contradictions physiques à l'aide du logiciel

   -  Classement des contradictions permettant de mettre en avant les axes de résolution les plus pertinents.  

   -  Conceptualisation des résolutions

 

Intégralité des parties

Le décapsuleur comporte deux parties principales: le manche et les lèvres. Les lèvres assurent la fonction dite principale, elle permettent d'enlever la capsuleie. Le manche permet de transmettre la force de l'utilisateur jusqu'aux lèvres par l'intermédiaire d'un bras de levier.

Analyse multi-écran

 

Dans un premier temps, nous nous sommes intéressé à l'analyse multi-écrans. Cette analayse permet d'observer l'évolution subie par le système dans le passé puis celle que nous envisageons pour le futur. Il a fallu pour cela défini les super-systèmes représentant l'ensemble des intéractions avec l'objet (utilisateur, bouteille et capsule), ainsi que les sous-systèmes qui constituent l'objet (lèvres, manche).

 

Nous avons donc comparé les caractéristiques des décapsuleurs existants à ce jour à ceux des premiers existants. Ceci nous a permis de faire ressortir les propriétés qui ont été améliorées au cours du temps.Nous avons donc essayé d'emettre des hypothèses permettant d'améliorer les caractéristiques du décapsuleur tel que nous le connaissons actuellementl.

 

Lois d'évolution 

Loi 1 Intégralité des parties : 5/5

Dans notre cas, chaque partie du décapsuleur et du super système rempli parfaitement sa fonction : l'énergie mécanique nécessaire est apportée par le bras de l'utilisteur via le manche. Les lèvres sont la partie

Loi 2 Conductibilité énergétique :1/5

Cet objet est indépendant sur le plan énergétique.L'énergie fournie par l'utilisateur est utilisée transmise via le manche jusqu'aux lèvres. Il reste cependant parfois difficile d'ouvrir une bière, la position optimale des lèvres n'étant pas toujours atteinte, une force importante étant parfois nécessaire

Loi 3 Harmonisation : 2/5

La loi 3 est plutôt respectée car il y a une bonne coordination du rythme des différentes parties (le bras applique la force sur le manche, le manche transmet la force aux lèvres, les lèvres décapsules la bouteille : la succession de ces actions se fait de manière quasi instantanée). Néanmoins, si la force n’est pas suffisante, la bouteille ne se décapsulera pas (alors que les lèvres n’ont aucun défaut). Il y a donc une dépendance entre les parties.

 

Loi 4 Idéalité du système :3/5

Un système est idéal quand toutes les grandeurs physiques le caractérisant tendent à devenir nulles : son poids ou son volume par exemple tout en continuant d'assurer sa fonction. En ce sens, le décapsuleur est limité, non pas par ses propres caractéristiques puisque sa taille est déjà réduite, mais parce qu'il agit en interaction avec une capsule donc les dimensions requierent une certaine taille et donc un certain volume.

Loi 5 Developpement idéal 4/5 :

Toutes les parties composant le décapsuleur remplissent leur rôle, mais au cours du temps, les améliorations se sont principalement portées sur la facilité d'emploi de l'objet et donc le manche et les lèvres avec l'apparition de divers gadgets, les rendant moins facile à industrialiser

Loi 6 Transition au supersystème 5/5 :

Cette loi permet de s'interroger sur la fin de vie du système : l'objet peut-il fusionner avec un autre et former un supersystème ? Pour le cas du décapsuleur, la fin de vie est envisageable. En effet, un nouveau système pour sceller les bouteilles peut apparaitre, cela dépend de l'Homme. En effet, certains autre systèmes commence déjà à émerger : capsules dévissable, capsules à languettes…

Loi 7 Transition vers le micro-niveau 5/5 :

Un système tend vers un micro-niveau. Dans notre cas, le décapsuleur actuel est déjà bien plus compact et léger que dans le passé. On peut considérer que cette loi est respectée car le système a déjà atteint des stades de miniaturisation assez important : porte-clefs, bagues, décapsuleurs miniatures …

Loi 8 Dynamisation : 5/5

Voilà.

Loi 9 :Accroissement substances-champs 5/5

Le décapsuleur est un système plutôt simple. On peut donc se permettre de le complexifier afin de lui apporter des fonctionnalités améliorant sa fonction principale : ouvrir une bouteille, tout en étant facile d’utilisation. Ces fonctionnalités permettraient de pallier à certains problèmes :
- Une utilisation moindre de la force de l’Homme,
- Un gain de temps

 

Paramètres et Polycontradiction

 

En suivant la méthode TRIZ, nous devons formuler notre problème sous forme de contradictions mais cependant ne pas faire de compromis lors de la résolution de ces dernières. Lors de la résolution, les contradictions rencontrées ont été séparées en deux catégories de paramètres :

- Les paramètres d'action (PA) caractérisant l'objet

- Les paramètres d'évaluation (PE) agissant sur les PA.

Afin de définir nos poly-contradictions, nous avons utilisé les paramètres listés sur diagramme multi-écrans en début de d’étude. Nous avons également créé de nouveaux paramètres plus en rapport au système étudié. Nous nous sommes ensuite intéressés aux paramètres d'évaluation pour obtenir les principales contradictions sur lesquelles se pencher concernant notre projet.

 

Phase de résolution

Les paramètres d'évaluation sont influencés par les poly-contradictions. On s'interesse aux deux contradictions les plus importantes soulevées. On peut voir qu'elles sont toutes les deux liées à la commodité d'utilisation du décapsuleur qu'elle doit valoriser sans toutefois faire diminuer les commodités de productions en créant des systèmes trop complexes et donc trop couteux. 

 

Les solutions principales sur lesquels nous alons nous concentrer sont les suivantes :

- changer les caractéristiques physiques et chimiques de l'objet.

- utilisation d'un système mecanique ou magnétique pour que l'objet puisse interagir avec les sous systèmes.

 

Solutions proposées

L'enjeu complexe de ce projet est d'innover sur un objet comme le décapsuleur qui est proche de l'idéalité. Nous allons donc essayer de minimiser le nombre de composants et la complexité du système pour ne pas engendrer de coût ou de perte de commodité inutile.

Solution 1...

 - Changement du système mécanique

Pour répondre à la contradiction "Comment changer le système d'ouverture pour améliorer la commodité d'utilisation sans nuire à la comodité de production ?", on se propose de créer un système de levier activé par une poignée fonctionnant comme une pince. 

Le but ici est de conserver un système peu complexe, pour ne pas nuire à l'idéalité du décapsuleur. Ainsi ce système n'est composé que de trois composants : la poignée, le levier, les boulons permettant la rotation du levier. Ainsi ce système est relativement facile à produire, tout en améliorant son utilisation. Le levier ne demande pas beaucoup de mouvement à l'utilisateur.

Pour la poignée, il n'y a pas besoin d'un matériau résistant, donc il est possible de jouer sur l'économie et l'efficacité de production à nouveau.

Solution 2...

- Changement du système mécanique

Pour répondre à la contradiction "Comment pouvoir recapsuler pour améliorer la commodité d'utilisation, sans nuire à la commodité de production ?", on doit décomposer le problème en deux étapes. Premièrement comment décapsuler sans déformer la capsule, au point où elle ne puisse plus être recapsulée. Deuxièmement, comment la récapsuler, sans avoir recourt à un sytème totalement différent.

On utilise un système de papillon, une fois encore utilisant peu de composants. Lorsque l'on ecarte la pince, la couronne de la capsule s'écarte et l'on peut ouvrir aisément le récipient. Lorsque l'on serre la pince, la couronne se referme et la le récipient est recapsulé. Le plateau central en forme de trapèze est fixe, et permet à ce que la capsule ne se plie pas lors de l'ouverture, en venant appuyer sur celle-ci.

Ce système est plus complexe qu'un décapsuleur normal, mais il combine plusieurs fonction dans peu de volume, et reste simple à produire. (symétrie des pièces). 

Conclusion

Nous choisissons finalement la solution 1, en effet, c'est celle qui répond à la plus grande quantité de contradictions principales. De plus elle est satisfaisante pour d’autres critères, tels que la facilité d’utilisation, le gain de temps … On pourrait ajouter à ce systèmes de nouvelles fonctionnalités, mais cela rajouterais de nouvelles contradictions qui pourraient être bien plus difficiles à résoudre. L’application de la TRIZ nous a permis d’atteindre la solution la plus adaptée aux problèmes que nous avons rencontrées, de mettre en forme les idées et hypothèses mis en places … En conclusion nous pouvons dire que ce projet est un succès, et qu’il nous a permis d’avoir une approche plus concrète de l’innovation.

 

Lien pour le fichier ".idm" : https://ent.normandie-univ.fr/filex/get?k=A188OgIx4kD6XarmgTG
(
Valide jusqu'au 01/01/17)

Espace Membres

  • over a year ago

Newsletter

Inscrivez-vous à notre newsletter...

Email: