PÉRIPHÉRIQUE BOÎTE-BOISSON

INTRODUCTION

Figure I.1 - image d'un micro-réfrigérateur existant 

     Une canette, ou boîte-boisson, désigne habituellement une boîte métallique en aluminium ou en fer blanc qui contient une boisson que l'on peut emporter facilement puis boire sans outil ni gobelet. Cependant, la majeure partie des boissons contenus dans ces canettes portent la mention "se boit très frais", il apparaît alors un problème. Pourquoi un récipient à priori nomade devrait-il rester frais seulement dans un appareil sédentaire tel un réfrigérateur ? De ce fait, nous allons considérer dans ce projet un objet capable de réfrigérer une canette contenant une boisson en tout lieu ainsi qu'à n'importe quel moment : en l'occurence un périphérique boîte-boisson.

 

I. ETAT ACTUEL DU PERIPHERIQUE BOÎTE-BOISSON

     Actuellement, un seul et unique modèle de périphérique boîte-boisson existe et fonctionne de manière correcte. Il s'agit d'un périphérique pouvant contenir une seule canette. Cependant, ce modèle apparaît être un réfrigérateur miniature qui à la particularité d'être alimenté à l'aide d'un câble USB. Ceci lui donne l'avantage de pouvoir être utilisé dans une multiplicité de lieu supérieure à un réfirgérateur standard. On passe en effet d'un seul super-système, la cuisine, à plusieurs qui peuvent être le bureau, la chambre, le séjour etc... Néanmoins, il persiste une dépendance de l'appareil vis-à-vis d'une prise de courant proche puisque chaque appareil sur lequel le câble USB peut se brancher est lui-même branché sur le secteur. On pourrait tout de même mettre en avant le fait qu'il existe aujourd'hui des batterie USB portables qui pourraient alimenter ces micro-réfrigérateur. Cependant, le fait de devoir transporter deux appreils pour simplement pouvoir mettre en oeuvre la fonction d'un seul des deux appreils n'est pas optimal du tout. On en déduit donc que de nombreuses améliorations sont possibles, autant au niveau de la structure de l'objet que des performances actuelles du moteur, de la batterie, des composants de transmission d'énergie etc... En effet, on pourrait penser à un stabilisateur de pression, à une capacité de contenance de plusieurs canette ou même à une batterie  alimentant le micro-réfrigérateur intégrée à ce dernier. On pourrait ainsi satisfaire une nomadité complète et une stabilité parfaite de la boisson, ce qui pourrait s'avérer être très utile pour des randonneurs par exemple.

 

II. UTILISATION DU LOGICIEL STEPS

     A l'aide du logiciel STEPS, nous allons déterminer une solution technique pouvant apporter une innovation au périphérique boîte-boisson réfrigérateur actuel.

 

1 - ANALYSE

     a. intégralité des parties

     La loi d'intégralité des parties sert à modéliser le système technique de l'étude, c'est une étape fondamentale de par le fait qu'elle permet une compréhension dans les moindres détails de l'objet d'étude principalement au niveau de sa composition élémentaire propre. Dans un premier temps, cette étape permet d'expliciter la fonction prinipale reliant l'objet d'étude et l'objet sur quoi agit l'objet d'étude, et dans un second lieu, lieu, l'intégralité des parties permet de décomposer l'objet technique en un ensemble de composants clés.

Figure 2.1 - capture d'écran de l'intégralité des parties du périphérique boîte-boisson

     Dans notre cas, l'intégralité des parties nous a permis de mettre en avant le mécanisme intrasèque du périphérique réfrigérant. En effet, les différents composants sont le moteur électrique, la pompe à chaleur, l'écran de contrôle ou interrupteur et la paroi intérieure conductrice. De ce fait, nous avons pu comprendre l'importance d'une bonne transmission et d'une bonne conversion d'énergie d'un composant à l'autre. De plus, l'intégralité des parties nous à défini clairement les états final et intial sur lesquels notre fonction principale à une influence.

 

    b. multi-écrans

   L'étape des multi-écrans permet, après la décomposition en composants de l'étape d'intégralité des parties, une décomposition en terme de systèmes, sous-systèmes et super-systèmes. En effet, cela permet de replacer l'objet d'étude dans son contexte et son environnement afin d'apprécier au mieux les caractéristiques des fonctions à optimiser. De plus, cette étape met en avant les liens enter les différents systèmes. En effet, elle nous permet d'afficher, à chaque transition de systèmes, les paramètres qui ont été amélioré et ceux qui ont se sont dégradés.

Figure 2.2 - capture d'écran de l'analyse multi-écrans du périphérique boîte-boisson

     Dans notre étude, cette étape nous a permis de mettre en avant les principales améliorations nécessaires et désirées de notre produit comme par exemple la capacité du contenant, la nomadité et la portabilité du système ou encore l'encombrement. Par ailleurs, on a également pu expliciter les paramètres liées aux performances de notre appareil que l'on souhaiterait améliorer. Ainsi, l'analyse mutli-écran nous à donné une compréhension totale des différents systèmes et des liens et différences entre eux.

 

     c. maturité du système

     L'étape de maturité du système permet à l'utilisateur d'estimer l'état de maturité actuel du système existant. Il peut alors déterminer s'il est préférable d'envisager une innovation pure dans le cas où le système existant arrive à son terme ou plutôt une simple amélioration d'une ou plusieurs fonctions du système existant si ce dernier a encore de la marge avant d'arriver dans la phase de rupture commericiale.

Figure 2.3 - capture d'écran de la maturité du système du périphérique boîte-boisson

     Etant donné le peu de produits et variantes de produit actuellement disponible sur le marché, nous avons pu constater que le produit, dans son état actuel, est loin d'avoir atteint la phase de maturité. Par conséquent, nous avons orienté notre approche innovative de la chose premièrement suivant l'idée d'une amélioration du produit existant plutôt que d'un changement brutal avec la création de quelque chose totalement différent. On a donc pour but d'utopiser notre produit technique.

 

     d. lois d'évolutions

     L'étape des lois d'évolution est d'une importance plus que capitale car c'est la première étape qui engendre la conception de quelque chose de nouveau. En effet, toutes les étapes précédentes visent à étudier et comprendre l'objet d'étude dans ses moindres détails mais en aucun cas ne permettent une quelconque création. Néanmoins, avec les lois d'évolutions, le logiciel STEPS considère l'objet technique sous tous ses aspects et nous propose d'idéaliser chacune des caractéristiques de notre objet. Naturellement, il n'est pas toujours de pousser une amélioration de fonction à son paroxysme car ce serait au dépend d'une autre fonction nécessaire ou alors simplement car c'est physiquement impossible. Cependant, le fait de penser à l'idéal nous pousse à explorer des champs d'idées auxquels nous n'aurions pas pensé si nous étions restés dans le domaine du rationnel au niveau des améliorations possibles.

Figure 2.4 - capture d'écran des lois d'évolutions du périphérique boîte-boisson

     Pour chacune des lois, nous avons cherché à idéaliser la caractéristique concernée par ces mêmes lois. C'est là l'étape d'amorce des idées d'innovations car en poussant nos amélirations à l'extrême dans notre imagination, nous avons pu générer quelques premières idées d'améliorations crédibles dans certaines mesures. Les résultats de nos lois d'évolutions se trouvent dans le tableau ce-dessous :

LOIS STATIQUES

LOI 1 - INTEGRALITE DES PARTIES

Le périphérique boîte-boisson pourrait assumer de façon satisfaisante la fonction "Réfrigérer Boisson" par la création d'un nouveau composant qui mesurerait en temps réel la température de la boîte-boisson de sorte à réfrigérer la boisson à température constante peu importe les variations de températures extérieures au systèmes.

Le périphérique boîte-boisson pourrait évoluer en reconcevant l'écran de contrôle de façon à automatiser la réfrigération à l'aide de capteurs de pression et de températures.

LOI 2 - CONDUCTIBILITE ENERGETIQUE

Le moteur électrique pourrait être reconçu de façon à transformer l'énergie ayant pour origine le secteur sans perte.

La pompe à chaleur miniature pourrait être recnçue de façon à transmettre l'énergie transformée par le moteur électrique sans perte vers la paroi intérieure conductrice.

LOI 3 - HARMONISATION

Le périphérique boîte-boisson et notamment l'énergie utilisée par les différents composants doit être harmonisée au mieux afin d'optimiser le rendement du moteur électrique.

LOIS CINETIQUES

LOI 4 - IDEALITE

La boisson se réfrigère d'elle-même sans qu'une prise de courant ne soit nécessaire.

LOI 5 - DEVELOPPEMENT INEGAL

La pompe à chaleur miniature doit être reconçue de manière à ce que son état de maturité rejoigne les autres.

La paroi intérieure conductrice doit être reconçue de manière à ce que so état de maturité rejoigne les autres.

LOI 6 - TRANSITION AU SUPERSYSTEME

Un périphérique boîte-boisson qui soit indépendant d'une prise électrique afin d'agrandir le champ d'environnements possibles à l'utilisation.

LOIS DYNAMIQUES

LOI 7 - TRANSITION VERS LE MICRO-NIVEAU

La paroi intérieure conductrice pourrait passer de l'état courant à plasma de manière à ce que le périphérique boîte-boisson puisse maximiser la fonction "Réfrigérer Boisson".

LOI 8 - DYNAMISATION ET CONTRÔLABILITE

Le composant sélectionné pourrait passer de l'état actuel à flexible de manière à ce que la surface de contact entre la dernière paroi et la bopite boisson soit optimale.

LOI 9 - EVOLUTION PAR LA SYNTHESE SUBSTANCES-CHAMPS

Le périphérique boîte-boisson pourrait renforcer ses capacités fonctionnelles en ajoutant la fonction "Stabiliser pression intérieure".

 

     e. paramètres et poly-contradictions

    Au début de notre étude, le logiciel STEPS nous demande d'entrer l'ensemble des paramètres qui régissent notre objet technique, typiquement dans la partie multi-écrans. Ici, dans la partie paramètres et poly-contradictions, le logiciel permet de confrontrer les paramètres les uns aux autres afin de résoudre les problèmes qui pourraient se poser dans le cas où il est difficile d'améliorer 2 paramètres simultanément.  Par ailleurs, le logiciel offre la possibilité d'agrandir notre liste de paramètres dans le cas où l'on se rend compte que certains paramètres ont leur importance même s'ils n'ont pas été utils auparavant. Enfin, il faut attribuer un certain poids à chaque caractéristique pour montrer la direction prioritaire vers laquelle nous souhaitons diriger noter innovation.

Figure 2.5 - capture d'écran de la liste de paramètres du périphérique boîte-boisson

Figure 2.6 - capture d'écran des poly-contradictions du périphérique boîte-boisson

     De par notre liste de paramètres, des contradictions qui en résultent et des poids qui ont été attribué, le logiciel STEPS détermine un nuage de  solutions aux contradictions où chaque solution est représentée sous forme de bulle. Naturellement, il n'est pas possible de résoudre toutes les contracdictions, c'est pourquoi nous avons choisi 6 bulles qui correspondent à 6 solutions à apporter. Ces 6 choix apparaissent dans la partie suivante du logiciel qui correspond à la partie 2 nommée "résolution" de ce dossier.

 

2 - RESOLUTION

   a. contradictions

 

     b. matrice

 

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