Innov'INSA: Lunettes

Les lunettes

 

L'histoire de la lunette

Une paire de lunettes est un objet qui permet d’adapter la vue des personnes à un environnent donné.

Son invention remonte au Moyen-Age mais n ‘est pas datée précisément. Il est admis que le premier prototype fut crée au 13ème siècle et probablement en Italie. Peu répandu au début de son histoire, c’est suite à l’invention de l’imprimerie que cet objet se démocratisera à travers les besicles.  

Les besicles ne possèdent pas de branches et ne permettent de corriger que la vision proche. Les matériaux utilisés pour sa réalisation sont dans un premier temps assez rudimentaire (bois, corne ou cuire), les plus nobles comme l’écaille de tortue ou encore l’ivoire étant réservés aux personnes aisées.

Ce n’est qu’en 1752 que les branches, telles que nous les connaissons aujourd’hui, seront inventées. Ces lunettes appelées « lunettes à tempes » furent conçues par un opticien anglais et remplacèrent le ruban permettant le maintien de la monture. Malgré cette innovation ce sont les besicles qui resteront à la mode dans la bourgeoisie, passant par différentes évolutions telles que les monocles au 16èmesiècle, les binocles au 18ème et les faces à mains au 19ème.Mais c’est également au 19ème siècle qu’apparaît l’air du métal, la fabrication des paires de lunettes est alors confié à des orfèvres et autres artisans. A la même époque est constatée une amélioration de la qualité des verres permettant de corriger différents problèmes de vue.

C’est finalement l’amélioration des matériaux utilisés pour fabriquer les lunettes (plastique plus modulable) ainsi que l’industrialisation qui contribueront à l’essor de cet objet.  A l’heure actuelle, la dernière innovation connue sur cet objet est la conception de verres progressifs permettant d’adapter la vue à différentes situations. 

Finalement rendu plus esthétique, ergonomique et constitué de verres de qualité nettement supérieure, cet objet est de nos jours porté par un nombre considérable de personnes à travers le monde.  

 

Etat de l'art

De nos jours, toutes les lunettes possèdent en général les mêmes composants, leurs différences résidant dans les matériaux de conception et le types de verre.  Ainsi ces dernières sont toujours constituées d’une monture et de verres correcteurs. Dans la monture nous pouvons également distinguer différentes parties comme le pont ou les branches pliable. C’est ici qu’on retrouve de nombreuses différences de formes ou de matériaux (métal, plastique, fibre de carbone, acétate, titane, acier inoxydable, polyamide, élastomère …)

 

Lunettes en plastiques permettant un large choix de formes,

de texture et de couleurs à moindre coût.

Lunettes en métal solide et légère mais au design plus limité.b. La méthode TRIZ

 

 

C’est ensuite dans les verres qu’on note des différences puisque chacun est taillé en fonction de la correction à apporter à l’utilisateur. Ainsi nous passons d’un verre convexe à concave ou encore aux verres progressifs alliant les deux types précédents.

 

Principe des verres progressifs

 

La teinte des verres peut également adapter la luminosité d’un environnement et diminuer de ce fait la fatigue de nos yeux (lunette de soleil, suppression de la teinte bleuté des écrans d’ordinateur).    

Verres teintés permettant d’adapter la luminosité d’un écran

 

Plus récemment mais encore en marge on note l’existence des lunettes à réalité augmentée. Cette paire de lunettes peut être équipée d'une caméra intégrée, d'un micro, d'un pavé tactile sur l'une des branches, de mini-écrans, d'un accès à internet par Wi-fi ou Bluetooth, en autre. (Lunette Google)

 

Phase d'analyse

Intégralité des parties

Pour l'analyse de notre système, le parapluie, nous avons utilisé le logiciel STEPS.

L'intégralité des parties nous permet d'étudier les différentes parties de notre objet afin de déterminer les relations existantes entre elles ainsi que la fonction principale du systèmeb. Analyse multi-écrans

 

Dans le cas des lunettes, il s'agit d'adapter la vue à l'environnement afin de passer d'un état de visions floue ou non adapté à un état de vision nette, résolue par le verre des lunettes. voici donc la fonction principale des lunettes. Pour rendre possible cette fonction, l'énergie essentielle est bien évidemment la lumière, sans laquelle l'environnement ne pourrait pas être perçu, et de se fait, la fonction principale ne serait pas réalisable. Ainsi, la luminosité puis l'ergonomie apparaissent comme les deux paramètres de contrôle de cet objet. 

 

Analyse multi-écrans

Nous avons ensuite eu recours à l'analyse multi-écrans dans le but de regarder le passé de notre objet, le présent et le futur en terme d'évolution. Cette analyse est en quelques sortes une chronologie de l'évolution de notre objet, au fil de laquelle nous pouvons identifier les contraintes à lever pour atteindre l'état futur, amélioré de ce dernier.  Nous avons pour cela défini les super-systèmes représentant l'ensemble des intéractions avec l'objet, ainsi que les sous-systèmes qui constituent l'objet.

Pour cela nous avons réalisé une comparaison des lunettes à son ancetre. Cette étude nous aura permis de mettre en avant les paramètres qui ont évolués au fil du temps et les améliorations qui ont été faites jusqu'à nos jours. Par la suite, nous avons indiqués les éventuelles améliorations qui seraient susceptibles d'apparaitre dans u futur proche en emettant des hypothèses. 

 

 

Lois d'évolution

 

Intégralité

5/5

 

Cette loi est respectée puisque les 4 parties (moteur, transmission, travail, contrôle) sont bien présentes et qu'elles réalisent toutes le rôle qu'on attend d'elles. 

 

Loi 2 : Conductibilité énergétique

5/5

 

Les lunettes ne permettent pas de transformer une énergie en une autre forme d’énergie. La lumière n’est pas modifiée, cette dernière est juste orientée différemment. De plus le bilan énergétique est égal à 1, ainsi la loi 2 ne peut être améliorée.

 

Loi 3 : Harmonisation

3/5

 

L’harmonisation de notre objet est en partie respectée. L’adaptation de la vue à un environnement donné se fait de manière instantanée et chaque élément se coordonne en ce sens. Cependant, on note quelques harmonisations encore possibles, comme la forme des verres qui ne permet pas à un utilisateur de voir net dans l’ensemble de son champ visuel (obligation de bouger la tête). Nous pouvons encore améliorer l’accomplissement de la fonction principale utile. 

 

Loi 4 : Idéalité

3/5

 

Nous attendons des lunettes qu’elles ne nous gênent pas lorsque nous les utilisons. Un poids trop important pourrait être une contrainte par exemple. Or un système est idéal quand son poids, son volume et sa surface tendent à disparaître tout en assurant pleinement sa fonction. Depuis l’invention des lunettes, on ne note qu’une évolution modérée dans ce domaine. Si l’on peut être satisfait de l’évolution du poids des différents modèles au cours du temps, la surface et le volume occupés, eux, n’ont pratiquement pas changé (dû à une forme semblable depuis son invention).

 

Loi 5 : Développement inégal

4/5

Depuis l’invention des lunettes nous constatons des améliorations sur l’ensemble des parties qui les constitue. Les verres sont d’une très bonne qualité et les matériaux utilisés ont évolué de façon à combiner légèreté et résistance. Cependant nous constatons que les améliorations ont principalement porté sur la qualité des verres (premier élément nécessaire à l’adaptation de notre vue), plutôt que sur la monture des lunettes.  

 

Loi 6 : Transition au supersystème

3/5

 

En ce qui concerne la fin de vie de notre système, nous pouvons imaginer des évolutions. Il pourrait être intéressant de réussir à fusionner lunettes et étui pour ne former qu’un seul et même objet. Il serait donc intéressant d’imaginer des lunettes dont la monture et les verres seraient  assez résistants pour ne plus avoir besoin d’un étui les protégeant.

 

Loi 7 : Transition vers le micro-niveau

4/5

 

Les lunettes tendent déjà, à travers les lentilles, vers le micro-niveau. Cependant à ce jour il est encore possible d’améliorer cette transition, on ne peut donc considérer cette loi comme totalement respectée. En effet, les lentilles de nos jours ne peuvent pas être portées par l’ensemble des personnes ayant besoin de lunettes. 

 

Loi 8 : Dynamisation

3/5

 

Les lunettes peuvent devenir plus flexibles. Si nous prenons le cas des branches, nous pourrions éliminer le problème de casse ou le fait que les lunettes se desserrent.  Etre solides et flexibles à la fois serait utile pour adapter les lunettes à toute forme de visage et constitue donc une piste intéressante d’amélioration.

 

Loi 9 : Accroissement substances-champs

2/5

 

Les lunettes constituent un système assez simple et de ce fait il est possible de le complexifier afin d’améliorer sa fonction principale. Nous pouvons imaginer  des verres évacuant les gouttes lorsqu’il pleut ou des verres anti-buée.  

 

 

Paramètres et polycontradiction

 

 

Afin de respécter la méthode TRIZ que nous suivons depuis le début du projet, il faut formuler notre problème sous forme de contradictions (qu'il s'agira de lever par la suite grâce aux différentes solutions d'amélioration proposées). 

 

Les contradictions se distinguent en deux catégories qui sont les suivantes : 

 

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

- Les paramètres d'évaluation (PE) qui agissent sur ces paramètres d'action.

 

Dans le but de définir nos poly-contradictions, nous avons utilisé les paramètres qui apparaissent dans l'analyse multi-écrans et nous avons également créé de nouveaux paramètres plus spécifiques par rapport au système étudié.

 

Nous nous sommes ensuite intéressés aux paramètres d'évaluation pour obtenir les principales contradictions à résoudre concernant notre projet.

 

 

 

 

 

 

Les paramètres d'évaluation sont influencés par les poly-contradictions. Grâce à cette partie, nous avons pu réaliser le tableau suivant en utilisant la plate forme Time To Innovate, afin de déterminer ces dernières.

 

 

 

 

 

 

Phase de résolution

 

 

Concepts de solutions

Solution n° 1 : Verres anti buée et/ou auto-nettoyant 

Une idée innovante concernant les lunettes serait d’avoir des verres anti buée et/ou auto-nettoyant. En effet, lorsque l’on fait la cuisine ou que l’on entre dans une pièce avec une différence de chaleur importante (froid vers le chaud), de la buée se forme sur les lunettes empêchant l’utilisateur de voir correctement le milieu qui l’entoure. Il faudrait donc donner un traitement particulier aux verres afin qu’ils ne puissent plus s’embuer. Grâce à ce traitement, faire du sport ou passer d’un endroit froid à un endroit chaud ne sera plus un problème, il n’y aura de ce fai plus de buée. L’autre désavantage est qu’il faut nettoyer ses verres avec un chiffon. En utilisant des verres autonettoyants (verres avec un film de matériau minéral hydrophile et photocatalytique), ces derniers ne nécessiteraient plus de nettoyage. Plus besoin donc de chiffon pour nettoyer ses verres de lunette. Une innovation qui rendrait l'utilisation des lunettes beaucoup moins contraignantes pour les utilisateurs et leur rendrait la vie plus facile.

Solution n° 2 : Monture des lunettes flexible

Une autre innovation seraitde créer des montures flexibles. Avec celles-ci, le rangement des lunettes pourrait se faire plus simplement. En effet, il n'y aurait plus besoin de les ranger dans un boitier puisqu’en ayant des montures flexibles, elles seraient incassables (bien sûr des verres anti-rayures seraient indispensables). Un autre avantage serait que ces montures s’adapteraient directement à chaque utilisateur, plus besoin de régler les lunettes en fonction des différentes formes de visage.

 

Conclusion

 

  Cet exercice sur l'innovation nous aura permis de faire face et de se familiariser avec la méthode TRIZ, indispensable dans le domaine de l'innovation et qui, en levant des contradictions, peut rendre un objet du quotidien plus facile d'utilisation.  

                

Ce projet aura été très positif pour la dimension collective qu'il représente. En effet, nous seront par la suite amené à très régulièrement travailler en équipe. Ce travail à trois aura été un très bon entrainement et une mise en situation pour notre futur métier. 

 

           

 

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