Innov'INSA: Projet armoire à vêtements

 

INNOV’INSA / L’armoire : projet n°7

Réalisé par :

Anne-Sophie BARTHOLET

Camille GEFFRELOT

Aurélie MAIA E SILVA

Nadège MONGELLAZ

 

 

L’armoire à vêtements

Vous trouverez le lien vers notre support STEPS à l'adresse suivante : 

https://drive.google.com/folderview?id=0BxSh3hp0jH6fMk9sSmRUblRWQU0&usp=sharing

I.Introduction

 

« Une sortie prévue ce soir……. Qu’est-ce que je vais bien pouvoir me mettre comme vêtement ? ! Si seulement il était possible d’éviter cette étape fastidieuse ».

 

Un choix souvent difficile malgré une armoire à vêtements pleine à craquer.

La solution est toute trouvée !!

 

Fini le temps où l’armoire ne servait qu’à placer des vêtements bien pliés sur des étagères.

Imaginer le futur n’est pas forcément chose facile. Mais en faisant marcher notre imagination nous avons su trouver l’objet à améliorer pour faciliter notre quotidien. En effet, nous sommes parfois confrontés, face à notre armoire, à des grands moments de doutes sur le choix de la bonne tenue.

Nous proposons une armoire innovante qui sélectionne les vêtements en fonction des conditions météorologiques.

Avec la nouvelle armoire plus besoin de passer des heures à l’essayage pour trouver le vêtement idéal. Il suffit de demander et l’armoire trouve.

Grâce à ses nombreux programmes, cette nouvelle armoire permet de trouver sa tenue en moins de deux.

L’armoire innovante propose à son utilisateur une liste de vêtements en fonction des critères donnés.

Nous avons choisi de vous détailler les nombreuses fonctionnalités et les paramètres de fonctionnement de cette armoire.

Elle ne présente que des avantages !!!

 

Afin de mener à bien notre projet, nous nous servirons du logiciel STEPS et de la célèbre matrice TRIZ.

 

II.Etat de l’art

 

1Définition

Une armoire (d’Armarium, Armariolus, Armariolum) est un meuble de rangement fermé, plus haut que large, destiné à ranger des objets, spécialement les vêtements et le linge de maison, dans une habitation. Elle peut fermer par une ou plusieurs portes.

 

2Histoire de l’armoire

a)Origine

 

A l’origine, les vêtements étaient rangés dans des vestiaires (en latin vestiarium). C’est-à-dire une armoire en bois ou un coffre à ranger les habits. Ces vestiaires étaient tout d’abord destinés aux vêtements des religieux.

 

b)Au Moyen-Age

 

C’est à cette époque que l’on voit apparaître l’armorium, ancêtre de l’armoire : il s’agit d’un meuble romain avec des étagères intérieures et fermé par deux vantaux (portes) situés sur sa façade. Ce meuble était utilisé pour ranger les tissus et les vêtements.

Son aspect est imposant et la base de l’armorium est ample. Des tiroirs se situent dans la partie inférieure et deux battants ferment la partie supérieure.

https://lh4.googleusercontent.com/o2ucBcBimBKB_jw3PsIDrq_2y-qzrVDe5p-9GZEgnDMPwXVLlO0Fjnzk8zhijq0zT79AtWzQNEMygD0xwHXZksFTpIAh4osi6fYv-aQMHRo5eG_1w-XTkSK_7yZaDuU3O43GduyUArmoire au Moyen-Age

 

c)L’armoire à partir du XVèmesiècle

Ce n’est qu’au XVèmesiècle que l’armoire intègre le mobilier des maisons où elle remplace les coffres pour les rangements des vêtements. Sa structure se modifie et il existe également des armoires composées de deux corps superposés avec quatre vantaux. A partir du XVIIIèmesiècle, le mobilier devient un élément décoratif fondamental sans aucune fonction pratique.

De plus, les vantaux peuvent être décorés de miroir. Les décorations sont variées comme les pieds qui peuvent être en forme d‘oignon ou de pattes de lion. La construction du mobilier est surtout confiée aux menuisiers et ébénistes qui choisissent du bois de plus en plus précieux.

 

d)L’armoire actuelle

Ensuite, vient l’époque où les meubles se transforment plus profondément et plus radicalement qu’au cours des autres périodes de l’histoire. Cela est dû au développement de nouveaux matériaux et à l’importance portée au design.

Ce sont de moins en moins les artisans qui réalisent les meubles avec les techniques traditionnelles.

Ainsi, la production en série se développe, ce qui a tendance à banaliser l’aspect créatif de l’armoire. On se retrouve alors avec des armoires plus légères et plus petites avec l’utilisation de structures métalliques, en verre ou en PVC.

https://lh5.googleusercontent.com/JvDF6T91A1k6uHMT8y8DzsWvuP_w1puI7tbQY3nsoEX3tJDuFlMuiOVLgX2qraIkyGI24SPNR9CAOKFUhtzSlQj6P01xL3qDoJLDdykR6oVAVuKYnyU4wm1VDQah4l-GLyMiToeuhttps://lh5.googleusercontent.com/J-HvTvRtajE3c1SCq0QzftemBUGn1gZXavkTcpE9bEufZ14mJ4jvj1DxOUAHNAs3TBc9HEKtoq1SKboo25VFP_CnDYCHUOWZoW3jq-YPbnukjk5Rk0JJGM5FsXpx3cqPUYrRMFTe

Armoire récente                                                                      Armoire design

 

 

I.Analyse fonctionnelle

https://lh3.googleusercontent.com/YRqMONAhBtLTdc07osQdd4F2f4wsvuugVSyv-fjXdQK3Nksez3HVRcUFuZtFsZ9A0B9lE23VzztxDsOopAJcWSCR8weLxd1ihOLLOi-zQtthXnKYJSGrZGsirnCqOpwERsIPVfOB  

Aperçu analysefonctionnelle STEPS

 

 

L’analyse fonctionnelle permet de définir la fonction principale de notre objet d’étude, ainsi que ses interactions avec son environnement, tel qu’il est à l’instant actuel.

 

On a donc l’armoire qui stocke les vêtements. Ces vêtements passent d’un état 1 rangés à un état 2 sortis. Pour cela, l’utilisateur intervient de façon manuelle : il prend lui-même les vêtements et vérifie le contenu des étagères de façon visuelle.

 

 

II.Analyse multi-écrans

 

Première étape et point clé de la méthode TRIZ, l’analyse multi-screen permet une meilleure compréhension et analyse du processus d’innovation subi par un système grâce à une représentation visuelle.

 

Tout d’abord, l’objet à innover est décomposé suivant une échelle de systèmes :  

  • Super-système : l’environnement où se situe l’armoire.

  • Système : l’armoire en elle-même

  • Sous-système : les éléments constitutifs de l’armoire, variant suivant les époques considérées.

 

Parallèlement à cette division par niveaux de systèmes, se superpose une division temporelle permettant de tracer son évolution dans le temps (passé (XVIIIème siècle), présent et futur).

Nous avons démarré cette analyse en comparant l’état actuel de l’armoire et celui des armoires du passé, mettant donc en lumière les différentes évolutions.

 

Placées sur des flèches reliant l’état passé à l’état présent, ces évolutions se basent sur des paramètres tels que le poids, l’ergonomie ou encore la résistance.

 

Cependant, bien que des améliorations techniques aient été trouvées, des inconvénients sont aussi apparus dans ce processus d’innovation tels que la longévité des armoires actuelles qui est inférieure à celle des armoires de nos grands-parents.

 

L’étape suivante est l’évolution vers la future armoire. Elle se fait automatiquement par le logiciel Steps qui reporte les paramètres placés dans les flèches « passé-présent » dans celles consacrées au « présent-futur ».

 

Nous avons réfléchi ensemble aux évolutions de la version future du système. Cette étape de description ne doit pas tenir compte de certaines contraintes.

Pour ce qui est de notre étude, la fonction de sélection des vêtements, absente des versions « passé » et « présent » fut celle qui fut retenue comme axe d’évolution.

 

Les évolutions décrites et les caractéristiques transmises à Steps ont mis en évidence les impacts positifs et négatifs de notre innovation.

Dans notre cas, par exemple, l’ergonomie a été améliorée mais pas la consommation d’énergie qui, elle, est passée d’une valeur nulle à une valeur non négligeable.

 

https://lh3.googleusercontent.com/Fx-880bFvXVDm-MNsH_YrpoF8MbjvCzyBnDqGFvH_OFRuq9O1-x9M8XfEunqYFc324A_sdIYyYjTrHy_3p1GNeLtzKDQh3W6e5dETfQ9cmVKBumx-kj0pqZ37-LQVFQDPs6oAAGg

Aperçu analyse multi-écrans STEPS

III.Lois d’évolution

 

Loi 1: Intégralité des parties

D’après la définition du cours de conception inventive : "La loi d'intégralité des parties représente la première observation faite de l'objet et de sa constitution systémique. Chaque partie qui joue un rôle dans l'accomplissement de la Fonction Principale Utile (FPU) doit être identifiée selon la trame standard d'observation : celle d'isoler le moteur, la transmission, le travail et le contrôle. Ce sont ces parties, qui s'aidant de l'alimentation d'une forme d'énergie, accompliront l'effet requis sur l'objet. L'addition de ces 4 parties réalise la FPU. En enlever une signifie que la FPU ne se réalise plus."

 

Dans notre cas, puisque ce n’est pas l’armoire elle-même qui sélectionne les vêtements, la fonction moteur n’est pas assurée. Donc la loi 1 n’est pas complète.

 

 

Loi 2 : Conductibilité énergétique

D’après la définition du cours de conception inventive : “Cette loi s'apparente à une loi d'efficience où le rapport entrée-sortie est rapidement fait et tous les gains possibles pour amener les pertes énergétiques à zéro sont faits. Tout doit être imaginé pour gaspiller le moins possible l'énergie qui l'alimente et chaque partie va devoir si nécessaire évoluer dans ce sens. Il va de soi donc que si l'objet ne consomme rien et réalise tout de même sa fonction, peu d'hypothèses d'évolution vont naître de l'observation de la loi 2.”

 

Dans notre cas, l’ouverture des portes implique une énergie manuelle conséquente. Il faut alors travailler sur l'élément “porte” afin de réduire l’impact énergétique engendré. Les portes sont donc l’élément qu’il faut faire évoluer, la loi 2 n’est donc pas complète.

 

Loi 3 : harmonisation

La loi d’harmonisation répond à cette définition : “Lesefforts liés à l'énergie étant accomplis, les systèmes techniques cherchent ensuite à optimiser l'harmonie de leur fonctionnement. Pour cela deux grandes voies s'offrent à eux : améliorer l'harmonie des formes ou l'harmonie de rythmes de fonctionnement. Cette catégorie d'invention peut parfois s'apparenter à de l'ergonomie. Mais dans notre cas, il faut observer que cette amélioration d'ergonomie entraîne un meilleur accomplissement de la FPU. Dans certains cas, on peut même aller à l'inverse, c'est-à-dire provoquer volontairement la discordance des rythmes pour favoriser la FPU.”

 

En l’état actuel de notre objet considéré, de nombreux problèmes liés à l’ergonomie apparaissent assez rapidement :

 

  • la hauteur de l’armoire implique des problèmes d’accessibilité pour sa partie la plus haute ;

  • la profondeur soulève le problème des vêtements rangés ou tombés dans le fond de l’étagère : il est alors difficile de les retrouver ;

  • le poids, qui rend l’armoire difficile à déplacer dans le cas d’un déménagement par exemple;

On voit donc aussi bien apparaître un problème de capacité de l’armoire, ce qui nous amène à réfléchir sur une optimisation du rangement des vêtements dans l’armoire.

 

Ainsi, l’harmonie des formes n’est pas totalement assurée, aussi cette loi n’est pas pleinement remplie par notre objet en stade n.

 

Loi 4 : idéalité

Par définition, la loi 4 consiste à “imaginer l'idéalité comme une cible et, quel que soit l'état de développement de l'objet, de tenter de s'en approcher. La forme absolue d'idéalité serait que l'objet n'existe physiquement pas mais tout en assumant la fonction pour laquelle il a une raison d'exister.”

 

Dans notre cas, l’idéalité correspond au stade n+2 de notre armoire.

Un développement idéal d’une armoire serait qu’elle sélectionne les vêtements à notre place.

Cependant, les vêtements restent limités en nombre, envisageons donc que notre garde-robe soit infinie.

 

Autrement dit, nous avons imaginé qu’il pourrait s’agir de quelques exemplaires de combinaisons intelligentes présents dans l’armoire, et via une sélection, un modèle de vêtement virtuel se projetterait tel un hologramme sur la combinaison que l’on portera. Les vêtements seront définis par l’armoire en fonction des conditions météorologiques, des tendances, de la morphologie, etc…

 

On pourrait également imaginer que cette armoire choisisse la régulation climatique de la combinaison en fonction des variations journalières de la température et du rayonnement thermique du corps humain, afin que l’utilisateur ne ressente jamais la sensation de froid ou d’une chaleur étouffante.

Puisque cette armoire ne serait remplie que de quelques combinaisons permettant d’effectuer une bonne rotation de vêtements avant de les laver, le gain de place est considérable.

Une simple fente serait à prévoir pour apporter à l’utilisateur la combinaison à porter. Aussi, l’armoire pourrait facilement se fondre dans n’importe quelle pièce de l’habitation et pourrait prendre l’apparence d’une simple interface tactile sur laquelle toutes les actions seraient effectuées.

 

Loi 5 : Développement inégal

Par définition, la loi 5 “exige d'analyser le système technique observé et permet de repérer si en son sein, il n'existe pas un sous-composant déficient. Par déficient, on entend « pas au niveau de développement des autres » ce qui a pour conséquence d'handicaper l'efficacité du système tout entier. Le sous-composant incriminé est un peu « celui qui fait perdre l'équipe ». Dès lors, la loi 5 invite l'inventeur à se concentrer sur ce sous-composant particulier car l'avenir du système tout entier passe d'abord par son amélioration à lui.”

 

L'armoire répond à cette loi. Tous les composants sont à un même degré d'évolution.

 

 

Loi 6 : Transition au super-système

Par définition, la loi 6 “invite l'inventeur à s'interroger sur la fin de vie du système technique étudié. Pour tout système technique, s'exercer à imaginer sa fin de vie est intéressant. Dans la loi 6, cette interrogation est accompagnée d'un scénario à multiples facettes. Ces scénarii possibles consistent à imaginer lequel des super-systèmes repéré pourrait potentiellement « absorber » sa FPU. Chaque super-système conduisant à un scénario intéressant vaut la peine d'être consigné en tant qu'hypothèse d'évolution. Il faut étudier la fin de vie du système technique étudié. Ces scénarii possibles consistent à imaginer lequel des super-systèmes repérés pourraient potentiellement « absorber » sa FPU. Chaque super-système conduisant à un scénario intéressant vaut la peine d'être consigné en tant qu'hypothèse d'évolution.”

 

L'armoire répond à cette loi.

 

 

Loi 7 : Transition vers le micro-niveau

Par définition, la loi 7 consiste à dire que “tous les systèmes techniques évoluent du solide vers l'état plasma en passant par l'état gazeux ou le liquide. Ces changements d'état concernent essentiellement l'élément « travail » du système étudié. Le sens de cette évolution est toujours du solide, vers le liquide, puis vers le champ. On parle alors de transition du macroniveau vers le microniveau."

 

L'armoire répond à cette loi.

 

Loi 8 : Dynamisation

Par définition, pour comprendre la loi 8, “il faut imaginer que le système technique va se dynamiser au fil des années. D'une structure monobloc, il va ainsi gagner en flexibilité par des étapes intermédiaires qui pourront passer d'une liaison pivot interne puis plusieurs et enfin posséder une structure souple et flexible.”

 

L'armoire répond à cette loi.

 

Loi 9 : Accroissement substances-champ

Pour terminer, voici la loi 9 basée sur la façon dont la TRIZ décompose les systèmes techniques, c'est-à-dire par l'association de substances unies entre elles par des champs physiques (d'où l'expression substances-champs).

"Ajouter une association de ce type revient à adjoindre un surplus fonctionnel à l'objet qui voit, en son sein, se développer un nouveau système technique. Cet ajout doit nécessairement être utile à l'accroissement de la pertinence de la FPU mais aussi ne pas être un simple empilement de fonctions par ajout d'objets supplémentaires (ce qui serait contraire à la loi d'idéalité). Il doit donc être accompagné d'une simplification, d'une fusion des deux systèmes techniques, par exemple en partageant des surfaces et des pièces communes aux deux."

 

L'armoire répond à cette loi.

 

 

IV.Paramètres

 

Les différents paramètres influant en termes d’innovation sur l’armoire ont été cotés en poids.

Nous avons choisi de définir une cotation en fonction de l’importance des paramètres considérés et leur poids les uns par rapport aux autres.

 

Paramètres

Faiblement important

Moyennement important

Fortement important

Poids

05/14

   

Résistance

 

08/14

 

Design

04/14

   

Longévité

01/14

   

Énergie consommée

 

07/14

 

Sécurité

 

06/14

 

Degré d’automatisation

(PA)

   

10/14

Facilité de rangement

   

14/14

Capacité

   

12/14

Ergonomie

(PA)

   

13/14

Hauteur

   

11/14

Coût

 

09/14

 

Matériau

03/14

   

Respect de l’environnement

02/14

   

 

Nous remarquons que les paramètres prépondérants relevés sont :

  • La facilité de rangement

  • L’ergonomie

  • La capacité

  • La hauteur

  • Le degré d’automatisation


 

V.ANALYSE DES CONTRADICTIONS

 

L’analyse des Contradictions à partir du logiciel STEPS permet de faire le lien entre les paramètres d'évaluation (PE) et paramètres d'action (PA).

 

A partir de l’analyse Multi Ecran, l’ensemble des paramètres figurent dans l’arborescence. En fonction de cette liste, on établit des relations de contradictions qui sont à la fois satisfaisantes et insatisfaisantes, dépendant de la variable d’état référencée.

 

Pour le système traité, nous avons mis en évidence 3 paramètres d’actions. Nous avons choisi les paramètres qui nous semblent importants dans le cadre de l’évolution de l’objet en direction de son idéal.

 

Le but de cette matrice est de mettre en avant les couples de contradictions les plus importants selon les poids des paramètres établis ci-dessus. Dans cette optique nous nous intéressons aux PE les plus importants. Ces derniers étant déterminants sur le poids de la contradiction.

 

Nous obtenons les diagrammes ci-dessous :

   
 

https://lh5.googleusercontent.com/6D1bCP4cBDOF_luKosMLhSw2-bghPq9Lhc_-ZmWT8YHEcdbL9fcj_yoplnM07MXXgkPWe6Gqaxri1EbBBohcQdd5x_0jD7OPVaug4z3kJ6G0mK0phtME-cWM2LompkpXznM4dSsK

On constate, dans notre étude, qu’on associe à la performance (en termes d’automatisation), des couples de contradictions tels que la facilité de rangement et l’énergie, ainsi que la facilité de rangement et la sécurité. Ces couples correspondent aux contradictions ayant un poids important sur le système.

   
 

https://lh6.googleusercontent.com/k-xgJ32U_Ks_9ekatLH1Gc6uGS-_W0cEGusMjCH-Qi21yDSrB2QT9GiZ1XMl20pVAqbIOUU-4rQgR4GO-EMnucGRncNy3ONfx27F-htIG_9jEJQGcuJQZz37ocycL1xK3ih4Md62

L’ergonomie étant liée au paramètre d’état « hauteur », on s’appuie sur l’accessibilité des vêtements dans le système. Une ergonomie élevée permet une meilleure accessibilité. Cependant, pour une ergonomie élevée le système perd en capacité. Ce couple contradictoire représente le couple le plus important.

https://lh3.googleusercontent.com/sF08K3i06AOqUBBR35B4QSZidOFN04rR0z25P_6Jd3Vb1LiNkOD3FmefNfdpK49uo1BL-hJpKtrG-M4hFPPr7GgDMc-oothijAWOUoBki4F3LYQxeFEppjaVd4iphZvDGbnstRx3

 

Enfin, la dernière contradiction porte sur le couple capacité et ergonomie

 

Nous avons choisi, pour la suite de notre étude de nous concentrer sur ce dernier couple contradictoire.

 

 

VI.Matrice et conception des solutions

 

Nous avons choisi le couple capacité/ergonomie pour répondre à cette contradiction : ”la hauteur de l’armoire doit être grande pour satisfaire la capacité (volume) et petite pour satisfaire l’ergonomie (forme).”

 

Pour cela, nous utilisons le logiciel STEPS, sur la page “matrice TRIZ en ligne” : nous renseignons le type de contradiction et sélectionnons la classe appropriée (dans notre cas, construction fixe telle que les portes, etc.)

 

Enfin, nous sélectionnons les paramètres génériques de la matrice correspondants aux paramètres de notre contradiction. On obtient alors les principes inventifs qui nous permettent de résoudre la contradiction.

 

La solution qui se prête à nous concerne le type d’extraction des vêtements. Nous proposons alors une armoire avec des tiroirs sous vides, qui s’adaptent juste au volume occupé par le vêtement. Les vêtements sont introduits dans des sachets qui sont ensuite fermés et où l’air est aspiré (comme le principe des sachets de congélation). Le vêtement prend moins de place car il est comprimé et il est possible de stocker plus de vêtements dans l’armoire.

https://lh4.googleusercontent.com/HEOxiRm3_Onr69EMqq1ZVXmz9jhXPpOel3ok3cv20486HGjUSoyGjnzDKyqb1LJP0KmB61OfxiO5-K_hr5c3lEIM051hzrGQUencKAWBI7zJpyoMRBWlss5o-ZyD0y2SIVFblPIs

 

Pour continuer d’améliorer les qualités de notre armoire, nous proposons aussi en solution :

  • Une interface armoire/homme (écran tactile), permettant d’interagir avec l’armoire et de sélectionner les vêtements en entrant des données météorologiques. L’armoire nous propose alors les vêtements adéquats et nous aide à trouver ce vêtement dans l’armoire en allumant des LED tout autour du tiroir qui contient le vêtement. Cela suppose bien sûr de rentrer au préalable les données nécessaires à l’armoire : le type de vêtement, à quel moment l’utiliser (soleil, pluie, etc) et son lieu de rangement (numéro de tiroir)

 

Egalement,une fonction de reconnaissance vocale pourrait équiper l’armoire de la phase n+2 pour effectuer les choix, si la personne ne souhaite pas utiliser la fonction tactile de l’armoire. Pour les utilisateurs le désirant, il sera également possible de télécharger une application que l’armoire intégrera, permettant de compléter la garde-robe suivant différents critères (coloris de vêtements ou types d’articles non présents dans l’armoire) à partir des points de vente les plus proches (indiqués sur une carte ou via leur site internet).

 

 

 

VII.Conclusions

 

Rappelons notre objectif, qui était de trouver une solution innovante à notre problème : avoir une armoire qui nous aide à choisir nos vêtements en fonction de la météo.

 

Pour cela, nous avons utilisé le logiciel STEPS, qui, à travers différentes étapes, nous guide dans l’obtention de cette solution innovante. Ainsi, nous avons :

  • Analysé l’armoire dans son état actuel, au stade n (analyse fonctionnelle) ;

  • Proposé des axes d’amélioration pour l’armoire au stade n+1 (analyse multi-écrans) ;

  • Appliqué les lois d’évolutions à notre système au stade n pour avoir un aperçu des aspects non complets de l’armoire en son état actuel, par exemple : elle est trop haute et n’est pas facile d’utilisation pour ranger les vêtements dans les étagères du haut ;

  • Listé et quantifié les différents paramètres à modifier pour faire évoluer notre armoire, nous gardons le couple dont le poids est le plus importants : capacité/ergonomie ;

  • Effectué une analyse des contradictions, en l’occurrence, pour notre couple de contradiction capacité/ergonomie, le logiciel nous propose une solution par rapport à l’extraction des vêtements. Nous proposons une armoire avec des tiroirs sous vides, qui s’adaptent juste au volume occupé par le vêtement ;

  • Complété cette solution principale en ajoutant des fonctions à notre armoire : une fonction sélection des vêtements selon les données météorologiques et un écran tactile jouant le rôle d’interface entre l’armoire et l’humain.

 

En fin de compte, voici l’armoire que l’on obtiendrait au stade n+1:

 

 

 Sources

 

 

 


 





 



 

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