Innov'INSA: Projet brosse à WC 2

Brosse de toilettes

INTRODUCTION

Nous nous sommes rendus compte que le nettoyage des WC avec une brosse, outre le fait d'être une corvée, est relativement fatiguant, car la brosse à toilettes est un "outil" très basique, n'ayant subi que très peu d'améliorations pour le rendre plus pratique et surtout plus efficace. On remarque que le manche est peu adapté à la main humaine, que l'embout (la brosse) a une efficacité très faible qui demande à l'utilisateur de gaspiller de l'énergie pour un nettoyage convenable. De plus cet utilisateur est obligé de se pencher ou de se mettre à genou, pour pouvoir nettoyer, ce qui est une position pour le moins inconfortable.

Cet objet fait parti de notre quotidien et c'est pourquoi nous avons décidé de l'améliorer afin de rendre la corvée du nettoyage des toilettes le moins pénible possible. Pour cela nous avons utilisé la méthode TRIZ, élaborée en 1940, qui permet de travailler sur l'innovation d'un objet de manière ordonnée, claire et précise, afin d'apporter les meilleures solutions à notre problème. Pour appliquer cette méthode, nous nous sommes servis du logiciel STEPS, dont les différentes étapes nous ont permis d'appliquer la méthode TRIZ afin de mener notre projet à bien, et ce sont ces différentes étapes que nous allons détailler ci-dessous.

I/ ANALYSE MULTI-ECRANS

Nous avons commencé par effectuer l'analyse multi-écrans, qui permet d'abord d'effectuer l'état des lieux du système à améliorer, dans notre cas la brosse à toilettes. On étudie comment celle-ci était auparavant, avec quels éléments de son environnement elle intéragissait et de quoi elle était composée. On note ensuite les améliorations pour arriver au système que nous avons actuellement, ainsi que les points qui n'ont pas été améliorés ou même qui, pour cause d'améliorations d'autres paramètres, sont devenus contraignants (ex : un matériau rendant le système plus solide mais qui, par conséquent augmente le poids). Enfin, nous notons dans cette analyse les premières idées de solutions pour faire évoluer notre système et donc améliorer les paramètres précèdemment étudiés.

 

 

Nous en avons ressorti tout d'abord les paramètres positifs de notre système lors de ses premières améliorations :

  • Le support sur lequel il repose est plus propre
  • Le design est meilleur
  • Le système est plus léger grâce à un changement de matériau (bois => plastique)
  • Pour la même raison que ci-dessus, le système est plus souple

Mais nous avons également pu relever que des points n'ont subi aucune amélioration, et s'est même dégradé dans un cas :

  • Toujours à cause du changement de matériau, le système à perdu en durabilité à cause de l'utilisation de plastique
  • L'utilisateur est toujours dans une position inconfortable
  • Le manche n'est pas adapté à la main humaine
  • L'effort à effectuer est pénible
  • L'embout de la brosse est très peu hygiénique (à cause de sa fonction)

Nous pouvons donc conclure de cela qu'il reste de nombreux axes d'évolutions de notre système sur lesquels nous pouvons travailler. Nous avons noté ci-dessous les premières idées d'améliorations :

  • Une brosse rotative électrique, rechargeable par son support
  • Une meilleure prise en main du manche
  • Des matériaux plus hygiénique pour le support et la brosse, mais également plus durables
  • Un manche téléscopique et plus souple
  • Produits nettoyants injectables dans la brosse
  • Un désing plus agréable (ex : couleur)

II/ LOIS D'EVOLUTION

  • Loi 1 : Intégralité des parties

Notre système a déjà été amélioré. Néanmoins, il reste une marge d'évolution. Nous le mettons à 3/5.

  • Loi 2 : Conductibilité énergétique

L'une de ces évolutions concerne la conductibilité énergétique. En effet, par rapport à l'énergie dépensée par l'utilisateur, l'efficacité de la brosse est relativement faible. Nous la mettons à 1/5.

  • Loi 3 : Harmonisation

Concernant cette loi, l'embout de la brosse a déjà été amélioré, néamoins elle n'a pas subi d'évolution sur le manche qui a toujours la forme d'une tige droite. Seul le matériau a changé de bois à plastique mais il n'y a aucune amélioration en faveur de l'ergonomie et de la réduction de l'effort à effectuer. Nous le mettons à 2/5.

  • Loi 4 : Idéalité

Nous sommes pour le moment en présence d'un système rigide et peu pratique pour assurer sa FPU, il est loin d'être idéal, c'est pourquoi nous le mettons à 1/5.

  • Loi 5 : Développement inégal

Dans notre cas, les deux sous-composants principaux, le manche et l'embout, sont tout les deux très peu développés, et plus particulièrement le manche. Nous mettons le système, dans ce cas à 1/5.

  • Loi 6 : Transition au supersystème

Dans le future, la brosse manuelle utilisée pourrait être remplacée par un système automatisé, intégré aux toilettes. Même si ce genre de sysètme, bien que rare, existe, nous sommes très loin de cette innovation en partant de notre système de base, qui est la brosse manuelle. Nous mettons donc le système à 0/5.

  • Loi 7 : Transition vers le microniveau

Comme précèdemment, notre système de base ne semble pas évoluer vers le microniveau. Celui-ci pourrait correspondre aux liquides nettoyants, mais cela ne correspond pas vraiment à une évolution de la brosse de base. Nous mettons donc le système également à 0/5.

  • Loi 8 : Dynamisation

C'est sur cette loi que nous voulons travailler sur l'amélioration de notre système. En effet, la brosse, en l'état, est peu flexible et mobile, et est donc peu pratique. Nous le mettons à 2/5.

  • Loi 9 :Accroissement substances-champ

Comme pour la loi précédente, c'est dans ce sens que nous souhaitons améliorer le système en ajoutant de nouvelles fonctionnalités pour le rendre plus efficace. Pour l'instant, la brosse est un système très simple, et c'est l'utilisateur qui apporte le mouvement et les produits nettoyants, et donc qui influe sur l'efficacité de l'objet. Nous souhaiterions que cette brosse soit "naturellement" plus efficace sans demander un effort supplémentaire à l'utilisateur. Nous mettons le système à 1/5.

 

III/ POLY-CONTRADICTIONS

Désormais, nous pouvons étudier les contradiction des paramètres abordés dans l'analyse muli-écrans. On distingue pour cela les paramètres d'action (PA) et les paramètres d'évaluation (PE). Les premiers sont des paramètres du système sur lesquels le designer peut agir directement et les seconds sont les paramètres qui évolueront en conséquences des choix précédents, sur les PA. On en arrive au schéma suivant :

 

 

Nous avons rencontré plusieurs problèmes durant l'utilisation de la matrice de poly-contradictions. C'est pourquoi nous avons une section vide inutile au milieu et que nous n'avons pas pu l'utiliser à son plein potentiel (notamment quant à l'affectation des scores aux différents paramètres). De plus, à de nombreuse reprises, et après sauvegarde de notre travail sur STEPS, nous avons perdu les modifications effectuées. Nous avons donc pris des copies-d'écran, afin que le travail réalisé puisse être visualisé, au cas où il soit de nouveau effacé. 

Néanmoins nous avons essayé de nous adapter pour pouvoir utiliser la matrice TRIZ dans la partie suivante.

IV/ SOLUTIONS ET CONCEPTS INVENTIFS

Pour finir nous avons utiliser la matrice TRIZ afin de trouver des solutions pour améliorer notre système en fonction des contradictions étudiées. Nous nous sommes concentrés sur deux de ces contradictions :

Efficacité de la brosse

En étudiant la matrice Triz, nous avons obtenus des pistes pour améliorer notre brosse de toilettes grâce aux principes les plus importants et nous en avons déduit une solution qui permettrai de satisfaire chacun de ces principes d'innovation : un embout rotatif pour que la brosse nettoie sans que l'utilisateur ait besoin de frotter. Voici notre analyse :

35 - Changement d'état : Passage d'un embout immobile à un embout rotatif
2 - L'extraction : On remplace la section plastique, rigide et immobile, reliant le manche à l'embout par un système rotatif
1 - Segmentation : On sépare le manche immobile de l'embout mobile (rotatif). Cet embout pourrait être séparable et remplaçable. Ainsi nous pourrions proposer sur le marché différentes brosses rotatives plus ou moins efficaces (type de poil, vitesse de rotation, durée de la batterie...). Et pour le manche, en proposer certains plus ou moins solide, avec des options en plus (produits nettoyant injectables, télescopique, ...)
13- Inversion : Le bras de l'utilisateur, mobile, n'a plus besoin de faire le mouvement de frottement et devient donc presque immobile, tandis que la brosse immobile devient mobile (rotation). 

Ergonomie du manche

Concernant, l'ergonomie du manche, nous voulions que celui-ci soit plus adapté à la main humaine et surtout qu'il évite à l'utilisateur de se mettre dans une position inconfortable. A nouveau, grâce aux principes de la matice TRIZ, nous en sommes arrivés à la conclusion que la solution serait un manche télescopique avec une forme adapté à la main humaine. Voici notre seconde analyse :

10 - Action préalable : Déplier le manche au préalable. Il est idéalement mis en place pour que l'utilisateur n'ait pas à se mettre dans une position inconfortable pour le nettoyage. De plus, il serait intéressant que grâce à un produit nettoyant injectable dans le manche, nous puissions en asperger les toilettes avant le début du nettoyage, afin de le faciliter.
1 - Segmentation : Le manche est séparé en différentes parties lui permettant ainsi de se déplier.
35 - Changement d'état : Passage d'un manche à longueur fixée à un manche dépliable.

 

Nous en sommes donc venu à la conclusion que pour rendre notre brosse de toilettes plus efficace et moins fatiguante à utiliser, nous devrions la diviser en deux parties séparables.

La partie manche, qui sera télescopique, afin que l'utilisateur puisse se tenir debout, et non penché, ce qui est un position plus confortable, en veillant toutefois à ce que l'augmentation de sa longueur ne le rende pas plus fragile. Ce manche sera d'une forme adaptée à la main humaine. On rajoutera éventuellement la possibilité d'y injecter un produit nettoyant pour faciliter le nettoyage et augmenter son efficacité.

Ensuite, nous avons l'embout, avec la brosse qui sera rotative afin que l'utilisateur n'est plus besoin de faire le mouvement de frottement qui est relativement fatiguant. La rotation sera enclenchée par un petit moteur électrique avec une batterie (rechargeable ou non suivant le modèle, avec une longévité plus ou moins importante).

Cette brosse sera donc plus efficace et plus facile d'utilisation, pour que la corvée du nettoyage de toilettes soit moins pénible.

 

CONCLUSION

Nous sommes finalement satisfaits d'avoir pu trouver des solutions intéressantes afin d'améliorer la brosse de toilettes, qui est un objet que nous retrouvons dans la majorité des foyers et qui est donc un outil du quotidien qu'il peut être intéressant d'optimiser.  

Le concept a été élaboré dans l'optique de fidéliser le client, et de l'inciter à acheter des "consommables". En effet, en plus d'acheter le balais-brosse d'origine, le client sera invité à acheter des recharges de produit nettoyant, des brosses (que l'on peut changer pour plus d'hygiène), ainsi que des batteries. Cependant, il est important de préciser que cela n'altère en rien le fonctionnement du produit d'origine. Ce sont des options, qui ne sont pas indispensables à la fonction principale d'usage du produit. 

Il reste néanmoins encore beaucoup de points qui peuvent être améliorés, notamment concernant le design et l'hygiène. A terme, les solutions à entrevoir pour le nettoyage des toilettes pourrait être une évolution vers le super-système, c'est-à-dire un système nettoyage intégré au toilettes. Cela éviterait toute intéraction avec l'utilisateur, avec une automatisation complète, et règlerait les problèmes d'hygiène et d'énergie dépensée durant ce nettoyage.

 

 

ANNEXE 

Voici le lien du fichier .idm de l'outil STEPS : https://www.dropbox.com/s/wkjoxgo258hzewe/STEPS-Brosse-WC.idm?dl=0

Cependant, nous ne garantissons pas que tout le travail effectué figure encore sur STEPS, étant donné que nous avons quelques problèmes de sauvegarde. 

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