Innov'INSA: Projet pot de fleur

I- Introduction

Dans le cadre de notre cursus au sein de l'INSA de Rouen, nous avons un module concernant l'innovation: Innov Insa.

Pour le réaliser, nous avons du proposer plusieurs idées d'objets du quotidien afin de les améliorer. 

Trois des cinq objets que nous avions proposés ont été retenus. Nous avons donc choisi le pot à fleurs.

En effet, nous avons tous été au moins une fois confrontés au rempotage d'une plante. Il s'avère que cette opération requiert du temps, de l'énergie et une technique maîtrisée.

Notre objectif  était donc de trouver une solution idéale pour rendre la contrainte du rempotage facile à réaliser et sans se fatiguer.

Pour ce faire, nous avons utlisé la méthode TRIZ. Cette méthode a été developpée par le russe Genrich Altshuller en 1946. Cet outil repose sur des algorithmes permettant de résoudre des problèmes techniques. D'après la définition du cours en e-learning, les systèmes techniques sont régies par des lois influançant leurs évolutions. En effet, elles permettent de passer d'une génération à une autre en résolvant les contradictions du système précédent afin de s'approcher le plus possible du système idéal. 

Dans notre cas, les pots existent depuis l'Antiquité, ils ont donc subi de nombreuses évolutions en passant du pot en terre cuite au pot en plastique. 

 

II- Etat de l'art

Pour le rempotage, les pots en terre cuite étaient majoritairement utilisés avant l'arrivée des pots en matières polymères.  

Ces derniers vont du plus basique au plus sophistiqué. 

Nous observons une grande variété de pots en terme de taille, de forme et de coût. 

    

                                                                      

II- Analyse multi-écrans

Afin de réaliser l'étude de notre projet, nous avons utilisé le logiciel STEPS. Ce dernier est un logiciel mis au point par l'entreprise de l'INSA de Strasbourg : Time to Innovate.  Ce logiciel permet de résoudre les problèmes lors de la conception de produits innovants.

La première étape était de faire un état des lieux de notre système en décrivant ses éléments constitutifs. 

Par la suite, nous avons défini le système, le sous-système (composition du pot) et le super-système en détaillant précisément les avantages et les inconvénients de chaque système. Nous pouvons voir ainsi les améliorations du produit existant par rapport à l'ancien et proposer de futures améliorations pour le pot à venir. 

L'ancêtre des pots actuels est le pot en terre cuite. Ce type de pot est réputé pour son poids important, sa fragilité et son coût. 

Actuellement, le pot le plus fréquemment utilisé en rempotage est en matière plastique. Il a ainsi une meilleure ergonomie que son ancêtre en terre cuite et permet de s'adapter davantage à la plante. 

 

III-Lois d'évolution

A partir de l'analyse multi-écran, nous avons pu définir le niveau de maturité de notre système et ainsi étudier l'évolution potentielle du système actuel. Nous avons donc établi le diagramme des lois d'évolution en étudiant les perspectives d'évolution sur 9 critères.

Nous avons donné une note à chaque critère. Plus le point est vers le centre du diagramme, plus l'évolution du système est grande. La courbe verte s'appuie sur nos données précédentes et proposent un modèle théorique pour nous aider dans l'établissement du diagramme. 

-  Critère 1 : l’intégralité des parties : Il n'y a pas d'évolution possible pour le pot. En effet, la fonction principale est de contenir la plante, d'assurer sa survie dans les meilleures conditions possibles. Nous avons donc mis la note maximale. 

-Critère 2 : Conductibilité énergétique : Nous avons là encore, mis la note maximale pour ce critère. En effet, le pot ne consomme aucune énergie. Il n'y a donc pas de pertes énergétiques à pallier. 

-Critère 3 : Harmonisation : Nous avons placé le curseur au deuxième échelon, car nous pouvons améliorer l'ergonomie, travailler sur son poids et la manipulation du pot. 

-Critère 4 : Idéalité : Nous avons pensé que le pot idéal pourrait s'adapter à la croissance de la pla nte. Le modèle actuel n'est pas trop éloigné du modèle que nous aimerions atteindre (un pot en plastique s'adapte déjà d'une certaine façon à la plante, ce qui n'était pas le cas d'un pot en terre cuite). Nous avons donc mis 4 sur 6 pour ce critère sur le diagramme d'évolution.

-Critère 5 : Développement inégal : Nous avons estimé le développement inégal à 4 sur 6. En effet, ce qui pourrait nuire au système serait la matière du pot (matières plastiques plus ou moins fragiles), éventuellement son poids qui peut être un peu trop léger notamment pour les petites plantes. Enfin, le pot en plastique actuellement utilisé en rempotage, comporte de nombreux trous pour l'aération des racines. Cela pourrait être un aspect à améliorer pour l'arrosage (infiltration de l'eau par les trous).

-Critère 6 : Transition au super système : Nous avons mis la note maximale concernant ce critère. D'après la définition de ce critère, le pot ne pourra pas être remplacé par un autre système plus performant (la plante aura toujours besoin d'un pot pour se développer). Il n'y a donc pas d'évolution possible pour ce 6ème critère.

-Critère 7 : Transition vers le micro-niveau : Nous avons également mis la note maximale comme pour le critère précédent. En effet, un changement d'état n'est pas envisageable pour le pot, si nous voulons qu'il accomplisse sa FPU.

-Critère 8 : Dynamisation et contrôlabilité : Nous avons mis 3 sur 6 pour ce critère. Nous pensons que l'ergonomie du pot, ainsi que son stockage sont à améliorer, en particulier pour les grands pots. Il pourrait également être intéressant de travailler sur un matériau plus résistant que certains plastiques actuellement utilisés (facilement cassable surtout au cours du stockage des pots et du rempotage des plantes).

-Critère 9 : Accroissement substances-champs : Nous avons noté à 3 sur 6 le constat que nous pouvons faire sur le pot existant. Il pourrait être judicieux de trouver une technique permettant d'amener l'eau à la plante, et également de concevoir un système de recyclage du surplus d'eau provenant des plantes, afin d'éviter le gaspillage.

IV-Paramètres et polycontradictions

Après avoir jugé de l'évolution possible du système, nous avons déterminé les polycontradictions. 

Nous avons défini les PA (Paramètres d'Action) et les PE (Paramètres d'Evolution). Les premiers permettent de définir la structure de l'objet étudié. Dans notre cas, la résistance du matériau, la taille et le poids (ou masse) sont les PA, et donc les paramètres sur lesquels nous pouvons agir. De plus, les PE sont les paramètres sont en lien avec les PA. Les PE subissent les conséquences bonnes ou mauvaises d'un changement sur le PA. A titre d'exemple, si nous décidions de fabriquer un pot plus léger, la résistance aux évènements climatiques (tels que le vent...) serait amoindrie. En revanche, un pot plus léger permettrait de faciliter le nettoyage (plus grande facilité de manipulation du pot). 

Nous avons procédé de cette manière pour chaque PA dans le système de polycontradictions du logiciel STEPS. Nous avons également mis une note pour chacun des paramètres, correspondant à l'importance de celui-ci.

V-Résolution des contradictions

A partir des notes attribuées dans la partie précédente, nous avons retenu trois contradictions.

Dans notre cas, nous avons ainsi :

Pour la taille : couple ergonomie/ variété des fleurs (note de 18 sur STEPS) et couple ergonomie/aération des racines (note de 18)
Pour le poids : couple stockage/ résistance au climat (note de 17).

Nous avons réalisé la résolution des polycontradictions grâce à la Matrice Triz, sur Time to Innovate. La Triz permet de résoudre des problèmes inventifs et en particulier avec l'utilisation de la matrice de résolution des contradictions techniques.

Pour chaque contradiction, nous avons ainsi choisi la classe correspondante (Human Necessities et en particulier A01C : Planting).

Nous avons ensuite cherché les paramètres de la matrice correspondant aux paramètres de la contradiction. Puis grâce à la matrice TRIZ, nous avons obtenu les principes inventifs permettant de résoudre la contradiction.

Pour le couple ergonomie/variété des plantes :

Pour le couple ergonomie/ aération des racines :

Pour le couple stockage/ résistance au climat :

Les trois principes revenant principalement pour les trois contradictions étaient les suivants :

- la segmentation (division d'un objet en portions indépendantes, objet démontable ou accroissement du degré de segmentation de l'objet).
- le rejet et la régénération (après avoir rempli sa fonction, la partie de l'objet doit être jetée ou modifiée directement ou bien restauration des parties condamnées).
- le changement d'état physique et chimique d'un objet (modification d'état physique du système, de sa consistance et de sa concentration, du degré de flexibilité ou de sa température).

Dans notre cas, le changement d'état physique reste assez compliqué, puisque le pot doit rester solide même si nous pouvons jouer sur sa flexibilité.
Cependant, nous avons trouvé relativement intéressant le fait de trouver  des solutions répondant au principe de la segmentation. En effet, nous pensons que travailler sur la segmentation du produit pourrait être d'une grande utilité pour le rempotage des plantes, ce qui était notre objectif premier.

VI- Concepts de solution

Nous avons trouvé 3 concepts de produits pouvant répondre aux contradictions précédentes et aux principes inventifs définis par la matrice TRIZ. 

Segmentation

-Pot à assembler (système de poupées russes)
-Pot pliable et dépliable
-Pot s'agrandissant en coulissant

1. Pot à assembler 

Ce pot comporte un plateau sur lequel se trouvent des cavités circulaires permettant d'insérer des les contours du pot.
Pour une petite plante, nous utiliserions le plus petit contour à emboîter dans la plus petite cavité du plateau.
Par la suite, lors de l'accroissement de la plante, le rempotage s'effectuerait de la manière suivante :

-placement du contour intermédiaire sur la cavité adaptée du plateau (deuxième taille du pot)
-Retrait du premier contour
-Ajout de terre
Et ainsi de suite pour les différentes tailles de pot.

L'utilisateur n'aurait donc pas besoin de déplacer la plante, ce qui facilite le rempotage.

Ce pot répond aux principes de la segmentation (parties indépendantes) et du rejet et de la régénération (possibilité de remplacer un contour cassé et d'utiliser une pièce pour l'adapter sur un autre plateau). Le plateau et la taille des pots seraient universels.
Cependant, le pot ne répond pas au principe de changement d'état physique. En effet, le pot serait solide.

 

 

 

 

 

2. Le pot pliable
 
Ce pot ressemble au concept du verre pliable. Il comporterait un socle relativement grand, permettant de ranger l'ensemble du pot en cas de non utilisation. Il y aurait ainsi un gain de place dans le rangement du pot, mais aussi au cours de son stockage (en entreprise par exemple). Concernant le pot en lui même, il serait constitué de plusieurs "bandes" de matière plastique. En tirant sur ces bandes, l'utilisateur pourrait faire grandir le pot au fur et à mesure de la croissance de la plante. Ainsi, il n'aurait pas besoin de changer de pot aussi souvent qu'actuellement. En effet, il aurait juste besoin de rajouter de la terre pour permettre à la plante de continuer sa croissance.
 
Les bandes ne servant pas, peuvent être rabaissées au niveau du socle. Par ailleurs, une soucoupe serait intégrée tout en bas du pot, pour laisser à la plante un réservoir d'eau.
Un autre point pourrait être intéressant, mais sans pour autant être nécessaire. Un petit plancher pourrait recouvrir le socle, permettant de ne pas voir les bandes du pot non utilisées. Ici, il s'agirait donc plutôt d'un aspect esthétique, qui permettrait également d'inclure le pot dans la décoration (possibilité de mettre de la décoration sur le plancher recouvrant le socle).
 
Ce pot répond donc aux principes de la segmentation (division du pot en portions) et du changement d'état physique par une flexibilité du matériau. En effet, le plastique devrait être assez souple pour qu'on puisse le manier facilement lors du grandissement du pot, mais toutefois les bandes du pot devraient bien adhérer entre elles afin d'éviter des fuites de terre ou d'eau. En revanche, il ne permet pas forcément de répondre au principe du rejet et de la régénération. Il serait compliqué de changer des bandes sans devoir changer le pot entier.
 
 
 
3. Pot s'agrandissant en coulissant
 
Ce pot est un peu basé sur le même modèle que le précédent, à la différence que l'agrandissement du pot se fait au niveau de la largeur. Ce type de pot pourrait donc être destiné à des plantes qui ne poussent pas nécessairement en hauteur mais plus en largeur, notamment au niveau des racines.
 
Ainsi, ce pot comporte des bandes de matériaux, coulissant les unes par rapport aux autres afin de s'adapter au volume occupé par la plante et au volume de terre mis dans le pot. L'utilisateur devrait faire coulisser manuellement les parties latérales les unes par rapport aux autres et  rajouter de la terre pour permettre l'accroissement de la plante.
 
Ce pot répond aux principes de la segmentation (division du pot en portions indépendantes), du changement d'état physique par une flexibilité du matériau. Enfin, ce pot ne peut pas répondre au principe du rejet et de la régénération. En effet, il serait compliqué de changer une partie du pot sans changer le pot en entier.
 
 
 
 
Le pot que nous pensons être la meilleure réponse au besoin, est le pot à assembler. En effet, tous les pots permettent de répondre au principe de la segmentation. Cependant, ce pot est le seul à répondre au principe du rejet et de la régénération. Ce principe est primordial à l'heure actuelle avec les problématiques environnementales (COP 21).
De plus, ce pot serait un bon investissement puisqu'il faudrait acheter un plateau et pas nécessairement l'ensemble des cercles pour chaque plante. En effet, comme dit précédemment, ils seraient réutilisables et universels.
Ce pot pourrait aussi remplacer le cache pot, s'incluant ainsi dans la décoration.
 
VII-Conclusion
 
Malgré les problèmes techniques rencontrés notamment sur le logiciel STEPS, ce module nous a permis de nous questionner sur les objets du quotidien afin de répondre à un besoin de l'utilisateur. Cela a attisé notre curiosité et a développé notre esprit critique. En effet, nous avons fait en quelque sorte une étude de marchés, en regardant ce qu'il se faisait dans le domaine de la poterie mais également ailleurs (exemple du pot pliable dont le concept est déjà utilisé pour les verres).
 
Pour répondre au besoin, nous avons établi préalablement un cahier des charges. Puis, grâce aux techniques utilisées en entreprise (STEPS, TRIZ), nous avons résolu les contradictions et donc trouvé les solutions adaptées au problème de départ.

Il pourrait être intéressant de poursuivre le projet, en réalisant un prototype pour une potentielle commercialisation.
 
VIII- Lien du fichier (Dropbox)
 
https://www.dropbox.com/s/14625c80hkoyapb/project%281%29.idm?dl=0
 
 
 
 
 
 

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