Innov'INSA: Brosse à cheveux

Projet Brosse à cheveux

 

La brosse à cheveux, c’est à la fois l’amie et l’ennemie de toutes les filles ! Indispensable pour avoir de beaux cheveux soyeux, mais une vraie corvée quand ils sont emmêlés!

L'étude réalisée ici nous a permis de mettre en place la démarche proposée par la TRIZ afin d'améliorer cet objet du quotidien pour que son utilisation soit la plus facile et optimale possible.

 

Le travail effectué sur le logiciel STEPS est disponible via le lien suivant :
https://drive.google.com/file/d/0B7IkyCjpC1TqSzRZdktrZW9hY0E/view

 

 

Présentation du système technique :

 

  • L'histoire de la brosse à cheveux

Pour commencer, la brosse à cheveux, comme son nom l’indique, permet de se brosser les cheveux afin de les démêler, retirer les noeuds qui peuvent s'y être formés.

 

De tout temps, les différents peuples, les civilisations ont brossé leurs cheveux afin les réordonner, enlever les parasites et avant tout, pour montrer son statut et sa richesse : l'art de se coiffer n'étant réservé qu'à la haute société. De la préhistoire sous forme de peigne jusqu'aux Romains et Egyptiens, la brosse à cheveux n'a cessé d'évoluer. D'abord, réalisées avec des matériaux naturels (coquilles, piques de porc-épic, poils), elle évolue rapidement.

C'est en 1885, grâce à Mason Pearson, que l'on voit apparaître la première brosse avec un coussin pneumatique où les poils y sont piqués. La célèbre brosse est réalisée à partir de poils de sanglier.

 

Actuellement, la brosse est un objet indispensable pour démêler ses cheveux. Se coiffer constitue un véritable code social. Les brosses sont maintenant composées de plastique (structure de la brosse, picots). 

 

  • Utilisations

Le brossage s'effectue de la manière suivante : il suffit de prendre la brosse et d’appliquer un mouvement du haut vers le bas avec le bras (énergie mécanique) pour que la tête de la brosse passe dans les cheveux et que les picots fassent leur travail de démêlage.

 

 

L’utilisation de la brosse à cheveux est nécessaire pour dresser les mèches rebelles. Cependant, ce n'est une tâche pas toujours amusante : elle peut être parfois douloureuse pour le cuir chevelu.

 

  • Le marché actuel

Différents types de brosses à cheveux existent sur le marché de la coiffure.

On peut noter une vraie différence entre:

 

- Les brosses pliables (avec ou sans miroir), qui sont plus petites et cherchent à meler efficacité et practicité pour être rangée facilement dans le sac et utilisée à tout moment. Cependant, sa robustesse, son confort et son efficacité ne sont pas optimales en raison de la faible surface pour le démêlage et son absence de structure rigide.

Brosse pliable

 

- Des innovations ont déjà eu lieu et il existe aussi des brosses sans manche, qui ont une prise en main plus intuitive, et qui sont donc plus petites et légères mais qui sont moins respectueuses du cuir chevelu puisque leurs picots sont très saillants. Le démêlage est moins efficace.

 

Afficher l'image d'origine

Brosse Tangle teezer sans manche

 

- Les brosses de salle de bain, souvent plus imposantes, avec un manche en plastique ou en métal et une bonne prise en main, elles possèdent un petit coussinet pour le confort et des picots en fer, plastique ou bois qui démêlent efficacement les cheveux.

 

Brosse classique

 

 

Evidemment, on remarque des différences entre les matières, couleurs, formes utilisées... Mais pour l'étude de ce projet, nous avons choisi comme brosse de référence, la brosse la plus courante, que l'on trouve majoritairement dans les grandes surfaces.

Elle est constituée d'un manche, d'un coussinet pneumatique en caoutchouc et de picots surmontés de petites boules en plastique :

 

Brosse utilisée pour la réalisation de l'étude

 

 

  • Mise en place du procédé d'innovation : La méthode TRIZ

Cette méhode créée par Genrich Altshuller permet de mettre en place une démarche d'innovation afin d'améliorer un produit déjà existant. Elle peut ainsi être appliquée à tout type de systèmes.

Nous avons donc utilisé cette méthode pour améliorer notre brosse à cheveux. Il a été nécessaire de suivre un ensemble d'étapes pour finalement trouver les innovations à apporter au produit de départ. Ces étapes propres à la TRIZ sont listées ci-dessous :

- Analyse du problème

- Analyse du produit et sa situation finale

- Analyse multi-écran : elle permet de révéler les points d'amélioration à travailler

- Détermination des contractions grâce au logiciel

- Etude des contradictions afin d'envisager leur résolution

- Enonciation des résolutions & conclusion

 

Phase d'analyse

  • Intégrité des parties

Nous avons utilisé le logiciel STEPS pour l'analyse de notre système. Avec l'intégrité des parties, nous avons étudié les différentes parties de notre système et déterminé les relations existantes entre elles. Nous avons ausssi défini la fonction principale utile de notre objet qui est "démêler les cheveux".

  

Ici la brosse à cheveux comporte deux parties principales: le manche de la brosse et la tête de la brosse, constituée du coussinet et des picots (ou/et poils). La tête de la brosse, avec ses poils ou picots permet la fonction principale : en effet, elle sert à demêler les cheveux. Le manche assure le maintien de la brosse, la prise en main pour pouvoir faire l'action mécanique initiée par le bras de l'utilisateur et transmise par le manche de la brosse.

 

  • Analyse multi-écrans

Tout d'abord, afin de faire évoluer notre système dans le temps et envisager sa future amélioration, nous nous sommes interessées à l'analyse multi-écran. Nous avons donc défini les super-systèmes représentant l'ensemble des interactions avec l'objet, ainsi que les sous-systèmes qui constituent l'objet.

 

Ensuite, nous avons comparé les paramètres de la brosse actuelle à ceux des premieres brosses existantes. Ceci nous a permis de faire ressortir les propriétés qui ont été améliorées au cours du temps. Nous avons alors émis des hypothèses permettant d'améliorer les propriétés de notre objet actuel.

 

(Voir logiciel STEPS pour plus de détails)

 

  • Lois d'évolution

Dans la partie concernant les lois d'évolution correspondant à notre système, le logiciel propose un ajustement automatique par rapport au niveau de maturité du système (en vert). Cependant, nous avons ajusté les notes qui nous paraissaient les meilleures (en bleu) . Les 9 lois de l’évolution se présentent sous forme d’un diagramme en étoile. Les notes s’échelonnent de 0 à 5 sur le diagramme : 0/5 représente une loi non respecté tandis qu'une note de 5/5 correspond à un système parfaitement en accord avec la loi.

 

Loi 1 >> System completness : 4/5

Le système est complet car il comporte l'ensemble des éléments fondamentaux à la réalisation de la fonction utile (brosse, tête, manche, picots, main, utilisateur). Cependant, l'homme n'est pas parfait donc on ne peut donc pas attribuer la note maximale.

Loi 2 >> Energy conductibility : 3/5

Les matériaux se sont allégés (bois à plastique), l'ergonomie est meilleure. La brosse est devenue plus efficace de par la nature des picots. Cependant, certains types de cheveux restent emmêlés en fonction de la nature du cheveu, de leur détérioration. On ne peut pas avoir une brosse universelle.

Loi 3 >> Harmonisation : 3/5

L'ergonomie est améliorée par rapport aux anciennes brosses. En effet, le manche de la brosse permet une meilleure prise en main. L'apparition du coussinet pneumatique permet un meilleur confort au cours du brossage. Cependant, la brosse ne permet pas d'atteindre l'ensemble des noeuds dès le premier brossage. Il faut souvent brosser plusieurs fois pour obtenir une chevelure parfaitement démêlée au risque de les abîmer (perte de cheveux, douleur au cours du brossage).

Loi 4 >> Idéalité : 2/5

On définit un système technique idéal lorsque son poids, son volume et sa surface cherchent à être réduit au maximum (voire à disparaître) sans toutefois diminuer ses performances. Un système technique est dit idéal lorsque le système « n’existe pas » mais continue d’assumer les fonctions qui lui sont propres. L'idéalité est définie comme le rapport entre la somme des performances sur la somme des dépenses. La contrainte mécanique empêche d'atteindre l'idéalité : il n'est actuellement pas possible d'assurer la fonction principale utile sans brosse.

D'autre part, il existe une grande variété de brosses adaptées aux besoins de chacun. La structure de la brosse tend à être adapté et ergonomique.

Loi 5 >> Développement inégal : 5/5

Aucune des parties ne freine l'amélioration de la brosse à cheveux. Le plastique permet l'obtention d'une brosse légère ainsi qu'une bonne prise en main. Il n'y a donc pas de retard technologique sur une des parties. 

Loi 6 >> Transition vers un super système : 4/5

Le champ des possibles de combinaison de plusieurs systèmes reste large avec la brosse à cheveux. En effet, des papiers qui vont enlever les poils et la poussière et qui vont supprimer le super système de brosse à brosse, une brosse qui va injecter un soin pour cheveux, une brosse qui aura différents picots changeables pour avoir s'adapter à tous types de cheveux, voire même inclure un peigne. Les possibilités restent grandes, donc nous attribuerons une note haute.

Loi 7 >> Transition vers un micro niveau : 0/5 

L'état actuel de la brosse est celui du solide. Cependant, il existe des produits chimiques (shampoing, démêlant, soin pour cheveux) capables de démêler aisément les cheveux sans aucun effort. On pourrait néanmoins envisager de démêler à l'aide d'un champ magnétique ce qui éviterait de les casser, de les abîmer sans la moindre douleur. Cette méthode pourrait également limiter la formation de sébum.

Il existe néanmoins des soins, masques, sprays etc qui facilitent le démêlage. Nous attribuons alors une note assez basse de 1/5.

Loi 8 >> Dynamisation : 5/5

On cherche à améliorer la flexibilité du système pour l'adapter aux besoins de l'utilisateur.

Les évolutions déjà réalisées ont permis de faciliter le rangement des brosses : pliable avec un miroir, idéal pour être placé dans un sac. Cependant, on pourrait penser à une brosse qui se déforme pour s'adapter à la forme du crâne tout en conservant une bonne efficacité du démêlage.

Loi 9 >> Accroissement substance champ : 2/5

Il est possible de permettre à un objet de réaliser plusieurs FPU à fois. Seulement, la brosse à cheveux constitue un système technique simple. On pourrait penser à le complexifier en lui apportant des fonctionnalités capables d'améliorer sa fonction principale : par exemple, simplifier le nettoyage de la brosse après usage. Il reste de nombreuses améliorations possibles dans différents domaines, c'est pourquoi nous mettons une note de 2/5.

 

Nous constatons que la zone bleue n'est pas aussi grande que souhaité : cela signifie qu'il est possible de pouvoir apporter des modifications à notre système technique.

 

  • Paramètres et polycontradictions

La suite de la méthode TRIZ permet de formuler notre problème sous forme de contradictions. Nous séparons les contradictions rencontrées en deux catégories:

- Les paramètres d'action (PA) qui caractérisent l'objet

- Les paramètres d'évaluation (PE) qui agissent sur les PA

 

Nos poly-contradictions sont définis à l'aide de paramètres listés au début de notre projet (voir diagramme multi-écrans). Nous avons d'autre part créé de nouveaux paramètres pour caractériser et définir au mieux notre système.

Nous nous sommes ensuite intéressés aux paramètres d'évaluation dans le but de définir et trouver les principales contradictions de notre système.

 

 

Nous avons traité de nombreux paramètres. Pour faciliter la lecture, nous avons décidé de présenter les PA "rigidité des picots" et "nombre de picots". (Voir le logiciel STEPS pour plus de détails).

 

Phase de résolution

  • Contradictions proposées

Suite à la phase d'analyse, nous avons finalement choisi les matrices de contradiction dont le poids et l'occurence étaient les plus forts. Nous avons alors les matrices suivantes :

Matrice 1 :

Matrice 2 :

Nous avons ainsi pu travailler sur la résolution des contradictions en proposant différentes solutions.

 

L'étape suivante, dans la phase de résolution, a été de choisir les différents principes d'inventivité qui se rapprochaient le plus des PE de chaque contradiction. Ensuite cette sélection nous a données un classement de ces principes d'inventivité.

Sur l'image ci-dessous, pour la contracdiction 3.3, les principes d'inventivité 40 et 2 sont les deux principes grâce auxquels nous devons innover sur la brosse à cheveux et ainsi résoudre la contradiction sur le diamètre des picots.

 

 

Sur l'image ci-dessous, pour la contradiction 10.3, les principes d'inventivité 35 et 28 sont les deux principes grâce auxquels nous devons innover sur la brosse à cheveux et ainsi résoudre la contradiction sur la hauteur des picots.

 

Principes d'inventivité Solution 10.3

(Voir le logiciel STEPS pour plus de détails).

 

  • Concept de solution

Dans la phase de concept de solutions, nous avons réfléchi à une nouvelle brosse à cheveux qui satisferait les deux PE tout en suivant le principe d'inventivité choisi.

Ainsi, pour résoudre la contradiction 3.3, nous avons utilisé les principes 40 et 2. Nos réflexions sur ces principes ont abouti à deux solutions: 

  • Bamboosse
  • Air brush

Description des solutions :

          BAMBOOSSE :

La "Bamboosse" sera composée exclusivement de matériaux naturels, c'est-à-dire de bambou et de résine natrelle type caoutchouc. Elle permettra un démêlage efficace grâce à ses picots en matériau composite, rigide et souple à la fois (composite : fibre de bambou et résine naturelle). De plus, cette brosse respectera le cuir chevelu, se lavera facilement et récoltera le sébum en excès grâce aux boules en bambou à l'extrémité des picots. Cette solution s'inscrit dans une politique de développement durable. Cependant ces matériaux naturels pourraient être la raison d'une élévation du prix de la brosse à cheveux. 

 

 

          AIR BRUSH :

La "Air Brush" ne possède aucun picot. Ils sont remplacés par des trous qui émettront un flux d'air fort (en utilisant la technologie Air Multiplier) afin de démêler les cheveux sans aucun contact avec ces derniers. Cette absence de picots permettrait une hygiène maximale (pas de cheveux coincés entre les picots) et un respect du cuir chevelu exceptionnel. Dans le manche, à côté du système de récupération de l'air environnant, un thermostat pourrait être mis en place afin de souffler de l'air chaud ou froid en fonction de l'envie de l'utilisateur. En revanche, ce produit ne prendrait en compte ni l'excès de sébum sur le cuir chevelu, ni le poids de la brosse, et en utilisant ce genre de technologie, son prix serait moins accessible.

Air Brush

 

 

Par ailleurs, pour résoudre la contradiction 10.3, nous avons utilisé les principes 35 et 28. Nos réflexions sur ces principes ont abouti à deux solutions: 

  • Brosse à picots rétractables
  • Brosse magnétique

Descriptions des solutions: 

          BROSSE À PICOTS RÉTRACTABLES :

En changeant le niveau de fléxibilité de notre objet, on aboutit à une brosse à picots rétractables qui permettrait un démêlage tout en douceur. Les picots s'adapteraient à la forme de la tête en respectant le cuir chevelu et en apportant confort et efficacité. À l'aide d'un ressort et d'un tube télescopique, les picots peuvent se rétracter et changer de taille pour s'adapter au type de cheveux et au crâne. La présence d'une gaine en matière élastomère recouvrant les picots évite que les cheveux ne se coincent dans le tube télescopique.

 

          BROSSE MAGNÉTIQUE :

Pour la brosse magnétique, l'idée serait de transférer de l'énergie aux cheveux afin qu'ils soient démêlés de manière instantanée et très efficace. Il n'y aurait aucun contact avec les cheveux. Ceci serait un gros avantage au point de vue de l'hygiène, ce qui pourrait être utilisable chez les professionnels. De plus, le confort est amélioré, d'une part par l'absence de tiraillement, et d'autre part, par l'absence d'action humaine (disponibilité pour autre chose). De même, comme le cheveu n'est pas sollicité, il est moins soumis à des agressions (perte de cheveux, détérioration ...) et le cuir chevelu est plus respecté.
Cependant, ce type d'installation nécessiterait un appareil très encombrant (type casque) mais on pourrait imaginer camoufler le système électrique sous un chapeau par exemple, qui serait transportable et beaucoup plus esthétique

.

 

Casque magnétique

Chapeau magnétique

 

Conclusion

Nous avons choisi de garder la solution "Air Brush" car elle répond à un maximum de contradictions : hygiène, respect du cuir chevelu, confort, efficacité. Il s'agit d'une brosse très satisfaisante mais qui nécessite une énergie électrique donc plus contraignante. Elle reste portative, facilement maniable, et surtout efficace pour tout type de cheveux. Le flux d'air est optimisé pour démêler et être agréable à l'utilisation. Ce confort est accentué par la présence d'un thermostat qui régule la température de l'air soufflé. 
Les autres solutions ont été écartées pour des raisons pratiques et techniques, mais restent cependant innovantes et des pistes de recherche pour continuer à améliorer le produit et sa fonction principale utile.

 

Ce projet nous a permis de mettre en pratique la méthode TRIZ, et d'aboutir à différentes solutions qui ont révélé la nécessité de faire des compromis. En effet, il est difficile de résoudre toutes contradictions sans en voir apparaitre de nouvelles.

 

Le travail effectué sur le logiciel STEPS est disponible via le lien suivant :
https://drive.google.com/file/d/0B7IkyCjpC1TqSzRZdktrZW9hY0E/view

 

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