Infuseur

Introduction 

      Dans le cadre du module électif "Initiation à l'innovation", nous devons tenter de résoudre les problèmes techniques rencontrés lors de l'utilisation quotidienne d'un objet simple. Cet objet que nous devions nous même choisir devait être universel et technologiquement simple. L'infuseur à thé s'est révélé être un bon candidat : sa technologie actuelle ne semble pas trop complexe et cet objet est utilisé chez un très grand nombre de personnes. 

Afin de résoudre avec un maximum d'efficacité ces problèmes techniques, nous utilisons la méthode TRIZ. TRIZ est une approche algorithmique utilisée pour résoudre les problèmes techniques qu'apporte l'utilisation d'un objet quelconque. Son élaboration débuta en 1946 lorsque l'ingénieur et scientifique russe Genrich Altshuller découvrit que l'évolution des systèmes techniques est régie par des lois objectives. Ces lois peuvent être utilisées pour remplacer l'aspect aléatoire de la recherche et développement d'un système en un travail rigoureux et méthodique permettant d'innover. 

En suivant cette méthode, nous avons donc essayé de proposer des solutions technologiques aux problèmes techniques liés à l'utilisation de l'infuseur à thé comme nous le connaissons aujourd'hui. Nous allons vous présenter dans ce rapport le cheminement de nos idées, de la phase d'étude des problèmes à la phase de propositions d'innovation. 

 

 

 

Etat de l'art

Avant de commencer l'analyse de notre système et la recherche d'innovations concernant celui-ci, nous avons jugé intéressant de répertorier tous les types d’infuseur déjà existants. Nous pouvons ainsi mettre en avant les types d'innovations déjà présentes sur le marché. On constate que le design et la forme des infuseurs sont très variés. Aujourd'hui, nous pouvons distinguer six infuseurs différents :

 

  • La boule à thé maillée ouverte :

 

  • La boule à thé perforée :

 

  • La pince à thé maillée :

 

 

  • La pince à the perforée :

 

 

  • Les cuillères à thé (ouverture sur le côté et ouverture par l'avant) :

 

 

  • Le pichet à thé :


 

 

 

ANALYSE

 

 

 

Graphique d'intégralité des parties

Dans un premier temps, nous allons définir les différents éléments qui constituent un infuseur ainsi que les fonctions remplies par celui-ci. En les associant nous exprimons le schéma d'interaction utilisateur/objet et nous sommes capables d'identifier les différents éléments sur lesquels nous souhaitons travailler.

 

 

L’analyse multi-écrans

                La première étape de notre démarche fut l’analyse multi-écrans. Dans la méthode TRIZ, son objectif principal est de représenter le système auquel on s’intéresse dans le contexte de son développement, et d’ébaucher ses directions d’évolution. Cette étape permet d’analyser le système, ses sous-systèmes (ses composants) et ses sur-systèmes (son environnement), avant et après le moment actuel. Voici notre analyse multi-écrans concernant notre infuseur à thé :

 

 

 

Maturité du Système

Les courbes en forme de S représentent les cycles de vie du système présent et de la génération future du système. Les trois étapes majeures du cycles de vie d'un système sont :

- Le début de vie (le système est jeune et peut être facilement amélioré)

- Le milieu de vie (le système est en cours d'optimisation et de simplification)

- La fin de vie (le système est mature, quelques évolutions sont encore réalisées)

 

Dans notre cas, nous considérons que l'infuseur à thé est en milieu de vie et qu'il est en cours d'optimisation.

Le système futur peut être une évolution du système présent s'il est encore possible et raisonnable de l'améliorer. Dans le cas contraire, le système futur représente la génération suivante du système, il démarrera alors un nouveau cycle de vie.

Dans notre cas, le système futur est une évolution du système présent, car nous considérons qu'il est encore possible d'améliorer l'infuseur à thé.

 

 

 

 

Lois d'Evolutions

Les lois d'évolution, au nombre de neuf, représentent le potentiel d'évolution d'un système technique donné. Ainsi, sur l'écran ci-dessous, deux surfaces sont clairement définies :

  • La surface bleue représente l'évolution du système à l'instant où nous l'étudions. Nous appelons cela la maturité actuelle.
  • La surface à l'extérieur du polygone bleu représente quant à elle le potentiel d'évolution du produit avant que celui-ci ne soit considéré comme parfait.

De plus, chaque branche de l'étoile représente une loi d'évolution. Nous allons reprendre chacune d'elle ci-dessous :

1. Intégralité des parties : L'ensemble des constituants essentiels de l'infuseur, c'est à dire le manche et la boule d'infusion sont présents et assurent correctement leur rôle. Ils sont les uniques constituants qui réalisent la Fonction Principale Utile (FPU) c'est à dire infuser un thé dans une tasse d'eau.

2. Conductibilité énergétique : Les constituants de la boule de l'infuseur bloquent la transmission énergétique. L'eau infusée ne passe qu'à travers les petits trous de la boule, le reste de celle-ci bloque son passage. Les trous représentant une surface inférieure à la surface pleine, l'eau est plus bloquée qu'elle ne passe. C'est pour cela que cette loi d'évolution a un potentiel d'évolution assez  élevé. Dans cette optique d'évolution, nous proposons la création d'une gélule soluble concentrée en thé à mettre directement dans l'eau chaude. De cette façon, il n'y aura aucune perte d'énergie. Aucun constituant ne bloquant son passage. De la même manière, nous avons également pensé à créer un infuseur électronique avec minuteur qui préviendrait l'utilisateur lorsque l'infusion serait optimale. Ainsi, l'utilisateur consommerait uniquement l'énergie utile à l'infusion au lieu de faire bouillir l'eau puis infuser puis attendre que l'eau soit à une température correcte pour la boire.

3. Harmonisation : Afin de maximiser la Fonction Principale Utile, nous optons pour l'augmentation de la taille des trous de la boule. De plus, la création d'un manche qui s'adapte parfaitement à la morphologie de la main humaine faciliterait la préhension et la manipulation de l'infuseur.

4. Idéalité : L'idéalité absolue est obtenue lorsque l'objet assume sa FPU sans aucune dépense d'énergie. Dans notre cas, cela arrivera lorsque nous utiliserons une gélule qui se dissoudra entièrement dans l'eau. 

5. Développement Inégal : Le développement inégal concerne l'état de maturité des constituants. Dans le cas de l'infuseur : les différents constituants ont évolués au même rythme. L'état de maturité est dont optimal.

6. Transition au Supersystème : Cette loi définit le cas spécifique où une innovation du système conduirait à sa fin de vie et favoriserait l'apparition d'un nouveau système. Concernant l'infuseur, nous avons pu définir trois possibles causes de la disparition de l'infuseur :

- L'apparition de gélule soluble, vue précédemment, favoriserait la disparition de l'infuseur au profit de la vente de gélule.

- La création d'une cuillère qui aurait un infuseur à son extémité. L'utilisateur aurait alors deux objets en un pour consommer son thé et délaisserait probablement l'infuseur et la cuillère dans ce cas là.

- La création d'une fiole de thé concentrée dont quelques gouttes suffiraient à infuser une solution d'eau de plusieurs centilitres. De la même façon que la gélule, cette création favoriserait la disparition de l'infuseur.

7. Transition vers le microniveau : L’évolution de l’efficience de la FPU passe par une évolution de l’organe de travail d’un état vers un autre, plus concassé, en suivant cette logique : Solide-Granulés- Liquide-Champ-Plasma. Pour l'infuseur, nous proposons, comme vu précédemment, la création d'une gélule soluble qui suivrait la logique vu précédemment Solide-Granulés. Nous avons également réfléchi à la création d'une fiole contenant une solution concentrée en thé et qui suivrait la logique suivante : Solide-Liquide.

8. Dynamisation et Controlabilité : L’évolution de la structure du ST passe par l’introduction, en son sein, d’un dynamisme lui apportant plus de flexibilité et autorisant un meilleur contrôle des effets de la FPU. La logique de dynamisation peut se concevoir comme suit : Monobloc, 1 pivot, Plusieurs pivots, Flexible (souple). Concernant l'infuseur, nous proposons un manche pliable répondant à la logique exprimée ci dessus : monobloc, pivot, plusieurs pivots. Ce manche permettra un gain de place conséquent en phase de rangement. De plus, il pourrait être intéressant de réflechir à la possible mise en place d'une boule rétractable. Lorsque l'infuseur est en phase de rangement, la boule occuperait ainsi un volume minimal et ce volume serait augmenté en phase d'utilisation.

9. Accroissement substances-champ : Cette loi d'évolution concerne la création de nouveau sous-système afin d'améliorer la FPU. Nous avons donc quatres propositions d'évolution :

- Un infuseur muni d'une résistance pour chauffer l'eau dans la tasse. Cela remplace la fonction de la bouilloire.

- Un infuseur qui contient une cartouche contenant du sucre.

- Un infuseur capable de proposer un large choix de thé.

- Un infuseur électronique capable de prévenir l'utilisateur lorsque l'infusion est optimale.

 

 

 

Paramètres et poly-contradictions

Dans cette partie, nous cherchons à résoudre les contradictions de développement. Pour cela, on divise les paramètres en deux catégories :

- Les paramètres d'action (PA) : paramètres vis-à-vis desquels le concepteur a un pouvoir de modification d'état (par exemple, dans notre cas, la taille du manche).

- Les paramètres d'évaluation (PE) : paramètres dont la nature réside dans la capacité à évaluer l'aspect positif et négatif résultant d'un choix du concepteur (par exemple, dans notre cas, l'encombrement).

 

On peut également évaluer l'importance d'un PA ou d'un PE grâce aux curseurs. Ceci permet de les classer en fonction de la description de notre produit. Dans notre exemple, nous voulons concevoir un infuseur à thé familial. Ainsi, le PE « brûlures » sera plus important que le PE « encombrement » par exemple.

 


 

 

RESOLUTION

 

Contradictions proposées

Les poly-contradictions établies dans l'étape précédente ont été décomposées en contradictions simples et ont été classées en fonction de plusieurs critères :

 

- Le poids (en abscisse) : c'est le poids de la contradiction en tenant compte du poids des paramètres (établis dans l'étape précédente) et du lien avec les lois d'évolution.

- L'universalité (en ordonnée) : c'est le nombre de contradictions dans lesquelles les paramètres d’évaluation de la contradiction interviennent.

- Le rayonnement (le diamètres des bulles) : c'est le nombre de contradictions dans lesquelles le paramètre d'action intervient.

 

Les contradictions représentées par une même couleur proviennent de la même poly-contradiction et ont par conséquent en commun le paramètre d'action.

 

Les contradictions les plus influentes se situent en haut à droite du diagramme bulle.

 

 
 

Matrice

Cette étape de la méthode TRIZ nous a avant tout aidé à trouver des concepts de solution. En effet, pour les quelques contradictions mises en avant, elle établit un classement des meilleurs principes inventifs permettant de résoudre cette contradiction. Grâce à ces principes inventifs, on arrive facilement à faire ressortir un ou plusieurs concepts de solution résolvant la contradiction de départ.

 

Pour notre infuseur, les contradictions les plus influentes pour lesquelles une matrice a été créée sont :

  1. L'encombrement - Les risques de brûlures

  2. L'encombrement – La vitesse d'infusion

  3. La filtrage des particules – La vitesse d'infusion

  4. Le coût – La multifonctionnalité

 

 

 

 

Concept de Solution

Dans cette étape, les concepts de solutions sont présentés sous forme de fiches récapitulatives.

Nous avons mis en avant 5 concepts de solution correspondant à cinq fiches :

 

1. Le manche pliable :

 

 

 

 

2. Le changement de couleur :

 

 

 

 

3. La gélule:

 

 

 

 

4. L'infuseur vibrant :

 

 

 

 

5. L'infuseur multifonctionnel :

 

 

 

 

SOLUTION

 

 

Choix du concept de solution 

 

Grâce à cette étape nous pouvons faire ressortir la meilleure solution.  

Tout d'abord, nous notons l'incidence qu'aura chaque concept de solution sur chaque PE défini précédemment.Cette note est comprise entre -3 et 3. La note -3 correspond à un fort impact négatif de la solution sur le paramètre considéré, tandis que la note +3 correspond à un fort impact positif de la solution sur le paramètre considéré. On peut ainsi mesurer l'impact de chacune des solutions que nous avons imaginé sur les paramètres.

Ensuite, le logiciel nous indique, pour chaque solution, les contradictions qu'elle fait tomber.

Il est intéressant d'avoir une pluralité de notation afin que la moyenne des notations soit la plus proche de la réalité possible. Nous avons donc rempli chacun un formulaire de notation.

   

 

 
 
 

Solution Finale

Lors de l’étape « choix du concept de solution », nous avons pu constater que la gélule était la solution optimale, car elle faisait tomber la majorité des contradictions.
Cependant, lors de l’étape « maturité du système », nous avons considéré que notre infuseur futur serait une amélioration de l’infuseur d’aujourd’hui, et non qu’il devait commencer une nouvelle vie, comme ce serait le cas avec la gélule.
De plus, à notre niveau, nous pensons que la gélule n’est pas aujourd’hui la solution la plus réaliste, car elle paraît difficile à concevoir.

C’est pourquoi nous avons préféré présenter comme solution finale, un infuseur doté de deux des fonctionnalités présentées dans les « fiches idées  ».
Etant donné que notre infuseur est tourné vers une utilisation familiale, nous avons jugé pertinent d’allier le changement de couleur du manche (pour éviter les risques de brûlures des enfants), avec la boule vibrante (afin que l’infusion s’effectue rapidement).
Nous avons préféré ne pas rajouter, en plus, la multifonctionnalité de l’infuseur, car le prix de l’infuseur deviendrait ainsi trop élevé, et ne serait donc plus tourné vers la famille.
 
 
 
 
 

Conclusion Générale

Grâce à ce module électif "Initiation à l'ingénierie de l'innovation" et au logiciel STEPS associé à la méthode TRIZ, nous avons appris à mener un projet de manière ciblée et rigoureuse. Nous nous sommes rendu compte que le processus d'innovation ne se faisait pas aléatoirement mais était dirigé par de nombreuses méthodes. 
 
 
 

Webographie

- Infuseur à thé : http://fr.wikipedia.org/wiki/Infuseur_%C3%A0_th%C3%A9

- Matériau thermochrome : http://www.univ-fcomte.fr/index.php?id=numero_166_13_1&art=1804

- Vibrations : http://fr.wikipedia.org/wiki/Vibration

 

Fichier STEPS

Pour télécharger le fichier, cliquer ici.

 

 

Tapette à mouches

TAPETTE A MOUCHES

 

 

I- Introduction

 

Au cours de ce module, nous avons cherché à améliorer un objet que nous avons retenu, il s'agit de la tapette à mouches.

Pour ce faire, nous suivons une théorie de résolution des problèmes inventifs (TRIZ), une sorte d'approche algorithmique de résolution des problèmes. C'est à dire que pendant plus de 40 ans, des chercheurs russes ont regroupé les problèmes rencontrés par les inventeurs dans le passé avec les résolutions associées. Ainsi, TRIZ est une sorte de base de données où l'on "pioche" une solution en fonction du problème rencontré.

Plus on a un problème précis, plus on peut trouver une solution précise. C'est exactement ça TRIZ !

 

Nous devons donc trouver des moyens de faire évoluer notre tapette à mouches.

Une tapette à mouches est un objet que l'on trouve dans quasiment tous les foyers. C'est un objet simple d'utilisation, peu coûteux, et qui comme son nom l'indique, sert à tuer les mouches.

C'est un objet relativement récent. Nous n'avons pas trouvé d'autres correspondances que les pièges à mouches comme ancêtre. Ainsi, de ce point de vu, son apparence, sa constitution et même son usage ont évolué !

 

 

 

 

 

Etats de l'art

Nous avons constaté qu'il existait déjà quelques modèles de tapettes à mouches, allant du plus classique (schéma 1) au plus farfelu, la tapette à mouches électrique (schéma 2).

 

II- Analyse multi-écrans

Nous avons utilisé le logiciel STEPS pour analyser notre système.

STEPS est un logiciel payant crée par l’entreprise de l’INSA de Strasbourg: Time to Innovate. Ce logiciel est un outil fiable et efficace pour résoudre les problèmes lors de la conception de produits innovants.

Dans un premier temps, nous avons défini notre super-système et notre sous-système en regroupant les améliorations et les inconvénients apparus lors de l’évolution du système « ancestral », ou « ancien » système,vers le système actuel. Nous avons aussi énoncé les améliorations potentielles futures.

Dans notre cas, nous avons trouvé comme ancêtre les bocaux tue-mouches (plus communément appelés pièges à mouches )où l’on doit mettre une substance particulièrement appréciée par l’insecte de sorte à ce qu’il rentre dans le bocal de verre et s’y retrouve enfermé. Le super-système correspond à ce qui touche de près ou de loin à notre objet, tandis que le sous-système à sa composition (les différentes parties qui forme l’objet). 

Dès lors, on a pu trouver que le successeur de notre bocal tue-mouches n’est autre que la tapette à mouches sous la forme que nous la connaissons aujourd’hui: un manche en plastique et une tapette, souvent carré, elle aussi en plastique.

 

 

 

 

III- Lois d'évolution

Maintenant que notre système est défini, il est nécessaire de définir son niveau de maturité, nous devons donc juger du potentiel d’évolution de notre système actuel sous différents aspects.

1)     Les différents constituants de la tapette à mouches forment-ils un tout assurant correctement la fonction principale utile (FPU) de l'objet, c'est-à-dire tuer les mouches ?

2)     Peut-on améliorer le rendement énergétique de la tapette à mouches? Est-ce que 100% de l'énergie développée sert effectivement à assurer la fonction principale utile ?

3)     Peut-on harmoniser notre objet ? Les rythmes de fonctionnement des différents composants sont-ils harmonisés entre eux pour une bonne réalisation de la fonction principale utile ?

4)     Peut-on l’idéaliser ? Est-ce que la tapette à mouches réalise-t-elle idéalement sa fonction principale utile ?

5)     Y-a-t-il eu un développement inégal de la structure de l’objet ? C'est-à-dire, est-ce que l'un des composants de la tapette a-t-il subit un développement inégal de sa structure ?

6)     Notre système technique (ST) est-il en fin de vie ? Est-ce qu’un élément du super système peut remplacer le système actuel pour exécuter la fonction principale ?

7)     Peut-on substituer la partie "tapette" (le composant) par quelque chose qui exécuterai la même fonction mais sous un état différent (liquide, plasmique, gazeux) ?

8)      Dans quel état structurel la tapette à mouches est-elle ? D'un point de vue dynamique, la flexibilité ou l'articulation de la tapette à mouches offre-t-elle une fonction principale optimisée ?

9)     Existe-t-il d'autres fonctions connexes qui puissent être assurées par la tapette à mouches dans le cadre de son évolution ? La performance de la fonction principale est-elle optimisée au maximum par la présence d'une ou plusieurs substance-champ ?

 

Pour chacun de ces critères, nous devions juger des perspectives d’évolution. Plus le point bleu est vers le haut, moins il y a de perspective d’évolution. A contrario, plus celui-ci se situe vers le bas, plus la loi d’évolution envisage des changements futurs. La courbe verte quant à elle représente une courbe de tendance théorique proposée par le logiciel pour aider l’utilisateur.

1-  Pour l’intégralité des parties, dans le cas de la tapette à mouches, nous n’avons estimé que la fonction principale qui est de tuer les mouches, est parfaitement remplie par le système actuel. Nous avons donc placé le curseur (point bleu) au plus haut niveau pour ce critère ci.

2- Pour la conductibilité énergétique, nous avons placé le curseur au deuxième échelon car l’énergie utilisée pour réaliser la fonction principale n’est pas totalement transmise. En effet, il y a de nombreuses pertes d’énergies lié au frottement de l’air sur la tapette mais aussi sur le mouvement que l’Homme exécute pour réaliser cette fonction.

3- Pour l’harmonisation, nous avons  placé le curseur au troisième échelon car nous considérions que nous pouvons harmoniser les différents éléments pour améliorer la prise en main, réduire les frottements avec l'air et augmenter la force de frappe.

4- Pour l’idéalité, nous avons estimé pour ce critère que la fonction principale : tuer les mouches, a une assez grande perspective d’évolution car l’action que l’Homme doit réaliser n’a rien d’idéale pour le système actuel. Ce critère ci constitue donc une piste à développer.  

5- Pour le développement inégal, nous avons estimé que les différents constituants du système actuel se sont développés au même rythme au cours du temps et que l’un de ces constituants ne gêne en aucun cas le développement du système entier. Nous avons donc placé le curseur au maximum.

6- Pour la transition au super système, nous avons choisi de placé le curseur au deuxième échelon car des éléments du super système de la tapette à mouches comme l’air ou l’homme pourrai tuer les mouches et ainsi rendre inutile l’usage de celle-ci.

7- Pour la transition vers le micro-niveau, nous avons imaginé que la tapette à mouches pourrait être substituée par des produits gazeux ou plasmiques qui exécuteraient la même fonction : tuer les mouches. Nous avons donc placé le curseur au troisième échelon pour ce critère.

8- Pour la dynamisation et la contrôlabilité, nous avons placé le curseur au 5éme échelon. En effet, nous n'avons pas vu de critère particulier pour améliorer la contrôlabilité de la tapette. On reste donc sur le principe de la tapette à prendre en main et qu'on utilise pour frapper un insecte. 

9- Pour l’évolution par la synthèse Substances-Champs, nous avons placé le curseur au troisième échelon en considérant que ça n'était pas exclu d'y rajouter des gadgets comme le fait de pouvoir ramasser les mouches tués ou de pouvoir nettoyer la surface salie. D'ailleurs, on a pu trouver des brevets de tapettes à mouches disposant de "garde mouches" (l'équivalent d'un garde boue sur un vélo) mais servant ici pour ce qui restera de la mouche après contact.

Pour tous les critères où nous avons jugé qu’il y avait des perspectives d’évolution pour notre objet choisi : la tapette à mouches, nous avons proposé des idées d’évolution liées à ces critères.

Par exemple, pour le critère d’idéalité de l’objet, nous avons imaginé une tapette à mouches qui tuerait toutes les mouches sans que l’Homme n’ait besoin de faire la moindre chose.

Pour le critère transition vers le micro-niveau, nous avons imaginé un gaz inoffensif pour l’Homme et qui décimerai les mouches.

Le potentiel d’évolution de notre système se trouve donc concentré dans les lois où le curseur ne se situait pas au maximum. Pour la suite de notre analyse, c’est donc ces paramètres que nous tâcherons d’améliorer pour notre objet choisi.

 

 

IV- Paramètres et polycontradictions

 Maintenant que nous avons défini notre système, nous allons chercher à résoudre les contradictions de développement.

On nomme des paramètres d’actions (PA) qui servent à définir notre structure, tels que la masse ou la taille des différentes parties. On nomme aussi des paramètres d'évolutions (PE) qui correspondent aux adjectifs qui influencent sur nos PA.  A cela, on y attribue l’adjectif qui maximise l’objectif principal de l’objet (ici, tuer les mouches) et son antonyme. Par exemple, on a comme PA : la taille. On peut suggérer que l’on tuera plus de mouches avec une grande tapette. A contrario, si sa taille diminue, on ne pourra pas en atteindre autant. Néanmoins, une grande tapette engendrera plus de contraintes avec une résistance à l’air accrue. On reporte tout cela dans notre système de poly-contradictions.

 

V- Contradictions proposées

Le logiciel nous propose alors plusieurs contradictions opposant nos différents PA. Le but est de résoudre celles pour lesquelles le poids de la contradiction et l’universalité est la plus forte. On va donc privilégier la résolution des contraintes en haut à droite de notre écran.

Dès lors, nous avons une matrice avec 2 contradictions. Le but est de choisir celle à privilégier au détriment de l’autre. Nous avons décidé de créer une tapette avec une efficacité ultime. On va donc privilégier la précision au détriment de la vitesse.

Pour chacune de ces contradictions, nous allons choisir les 3 principes de résolutions qui se rapprochent le plus de la notion abordée.

On aura alors un graphique en barres horizontales. Le premier principe (celui avec le pourcentage le plus élevé) est celui qui coïncide le plus pour résoudre notre problème. Nous allons donc le sélectionner.

 

VI- Concepts de solution

Une fois sélectionné, nous avons cherchons un concept qui peut résoudre cette contradiction. Nous avons trouvé 8 idées :

  • Reconception
  1. Tapette à mouches avec cône électrifié
  2. Tapette à mouches extensible
  • Changement d'état physique
  1. Tapette à mouches qui se désintègre après contact
  • Segmentation
  1. Tapette à mouches assemblable
  • Copie
  1. Tapette à mouches en plastique jetable
  • Oxydation
  1. Tapette à mouches qui délivre un gaz asphyxiant
  • Action périodique
  1. Tapette à mouches automatique
  • Prévention
  1. Tapette à mouches qui prévient la présence de mouches

 

Pour chacun de ses idées, nous avons détaillé le concept, ses avantages et inconvénients, les risques encourus, et nous avons réalisé une documentation des brevets et systèmes relatifs déjà existants. Le tout accompagné de croquis du projet.

 

 

VII- Solution apporté par la méthode TRIZ

Le logiciel nous propose alors tous nos concepts avec les contradictions émises. Nous allons, pour chaque concept, dire quel poids nous accordons à chaque contradiction.

A travers cette étude, on trouvera donc l'objet qui répond au mieux à nos besoins.

Pour cela, nous nous sommes placés à un poids minimum des besoins affichés de 0. Dès lors, nous devons compter les contradictions qui se relient à chaque concept de solution. Le concept qui aura le plus de contradictions reliées sera le plus intéressant.

On trouve ainsi :

  • Reconception
  1. Tapette à mouches avec cône électrifié : 12
  2. Tapette à mouches extensible : 15
  • Changement d'état physique
  1. Tapette à mouches qui se désintègre après contact : 7
  • Segmentation
  1. Tapette à mouches assemblable : 14
  • Copie
  1. Tapette à mouches en plastique jetable : 4
  • Oxydation
  1. Tapette à mouches qui délivre un gaz asphyxiant : 13
  • Action périodique
  1. Tapette à mouches automatique : 6
  • Prévention
  1. Tapette à mouches qui prévient la présence de mouches : 8

 

On peut donc relever que 4 de nos croquis résolvent au maximum nos contradictions.

  • Tapette à mouches avec cône électrifié

 

  • Tapette à mouches extensible

 

  • Tapette à mouches assemblable

 

  • Tapette à mouches qui délivre un gaz asphyxiant

 

Néanmoins, celui qui répond au mieux à nos contradictions est la tapette à mouches extensible (cf ci-dessous).

VIII- Conclusion

Nous voilà à la fin de l'étude. Nous avons relevé que le concept qui résolvait le plus de contradictions est la tapette à mouches extensible. Cette tapette, comme nous l'avions présenté, change d'état avec l'inertie et tend à augmenter sa taille. Elle reprend sa taille initiale au repos.

Nous pensons que cette tapette peut être intéressante car elle répond à nos attentes initiales : augmenter l'efficacité de la tapette. Nous avons fait une analyse pour savoir si notre projet peut être viable, en terme de matériau. Nous avons donc cherché un matériau qui se déforme avec l'inertie et qui peut reprendre sa forme. Nous avons trouvé le nitinol, aussi appelé nickel titane. C'est un matériau à mémoire de forme qui possède une super-élasticité. La mémoire de forme correspond à sa capacité à retrouver sa forme initiale après avoir enduré une déformation, ici, il s'agirait de l'air.  Avec ce matériau, aucun chauffage n'est nécessaire pour déformer le matériau et sa super-élasticité lui permet de se déformer entre 10 à 30 fois plus qu'un métal ordinaire.

De plus, c'est un métal, donc il sera résistant en cas de choc avec une table. Enfin, son poids n'est pas très élevé, ce qui lui considère une certaine maniabilité et donc une certaine précision.

Nous nous sommes aussi renseigné sur le prix que pourrait avoir nous produit. Vendu à 13$ le kilo et sachant qu'une tapette pèse environ 170 grammes, nous compterons qu'il faudra 200 grammes de nickel titane pour la partie tapette de notre outil. Soit un coût de 2,6$ en nickel titane pour chaque tapette. A cela, on y rajoutera la manutention et les autres composants (manches, etc..).

Donc notre projet semble réalisable !

 

 

 

IX- Webographie et crédits photos

Prix nickel titane

Description nickel titane

Description steps

Photo tapette à mouches

Photo tapette à mouches

Photo tapette à mouches

X- Lien du fichier (dropbox)

https://www.dropbox.com/sh/uqhhgysvfuunu7l/AAAVvpU9653KluvTUzwc-3lpa?dl=0

 

Miroir

15/10/2014

Projet Miroir, Julia BRIFFARD-ROUAS et Pierre IMBERT

 

LE MIROIR

 

INTRODUCTION

D'un point de vue historique, l'apparition du miroir remonte à plusieurs siècles. Cet objet d'utilisation quotidienne a connu des évolutions sur le plan technique mais aussi sur celui du design (du bouclier en métal poli de plusieurs kilo jusqu'au miroir IKEA beaucoup moins lourd par exemple). Il a également connu une démocratisation constante au fil du temps, pour finalement être abordable financièrement par la plus grande majorité de la population dans les siècles récents.

Aujourd'hui, l'enjeu de l'innovation autour du miroir à changé. En tant qu'utilisateur, nous souhaitons un nouveau rapport à notre miroir. La tendance actuelle tend à créer plus d'interaction entre l'utilisateur et l'objet. Cela passe, par exemple, par une quantité d'informations que l'objet peut fournir (heure, température, radio intégrée...). Nous pouvous également tenter de trouver une solution aux limites physiques de l'utilisation du miroir, quelques soient les conditions de son utilisation (buée dans une salle de bain après une douche chaude par exemple).

Grâce à la méthode TRIZ, nous allons mettre en avant certains de ces points à fort potentiel innovant afin de mettre en oeuvre leur réalisation.

 

Un aperçu historique...

Le miroir est un objet très ancien. Il trouve son origine chez de nombreux peuples du monde, prenant souvent comme forme primaire un plan d'eau calme. Cette première forme très archaïque permettait néanmois à l'utilisateur de voir son reflet. Très rapidement, l'utilisateur a eu envie de pouvoir emmener le miroir avec lui, afin de profiter de sa fonction principale (voir son reflet) plus simplement et en tout lieu. Ainsi, les premiers miroirs en alliages métalliques, en cuivre ou en bronze voient le jour en Egypte notemment. Le métal poli constitue l'innovation de l'époque.
Cependant, cette dernière solution technologique présentait un inconvénient notable : l'oxydation de la surface polie. Le miroir de l'époque étaient en effet, constamment attaché à un chiffon et à une pierre ponce pour le repolir après nettoyage. Pour palier à ce problème, l'idée de génie fut de protéger la plaque métallique réfléchissante grâce à une surface de verre. Le miroir que nous connaissons depuis toujours était né, dès le premier siècle.
Par la suite, les progrès technologiques ont peu à peu contribué à la démocratisation du miroir par la baisse de son coût, ainsi qu'à sa standartisation. De nos jours, nous pouvons produire des miroirs industriellement, en suivant avec grande précision des plans définis, contrairement aux mode de manufacture d'il y a quelques siècles...

 

ANALYSE MULTI-ECRAN

Première version de notre analyse multi-écran.
Le objectif de cette étape de la méthode TRIZ, est de faire un état des lieux aussi complet que possible sur l'évolution des caractéristiques physiques et des fonctions de notre produit dans le temps, en mettant en évidence les point positifs et ceux à améliorer. En faisant ce bilan, nous ciblons nos objectifs et les potentialités à explorer concernant le miroir.


 

GRAPHIQUE D'INTEGRALITÉ DES PARTIES :

Les informations fournies par cette analyse nous permettent de mettre en relief les différents acteurs présents dans la consitution de notre miroir, ainsi que les fonctions qu'ils remplissent. En les inter-connectant, nous arrivons a recréer le processus d'interaction entre le miroir et son utilisateur. Nous obtenons ainsi un support d'étude fonctionnel qui met aisément en valeur les différents éléments sur lesquels nous voulons travailler.

 

MATURITÉ DE NOTRE SYSTÈME :

Le miroir, comme tout autre produit, possède une durée de vie (en utilisation et sur le marché), ainsi qu'un avancement dans celle-ci. Par ailleurs, une innovation concernant un produit peut relancer sa durée de vie d'une certaine période de manière imprévisible. Il est donc important d'évaluer l'avancement du miroir dans son cycle de vie, afin d'apprécier au mieux ses potentialités d'évolution. On parle de maturité du sytème "miroir".
Nous évaluons la maturité du miroir selon 9 aspects :

- Loi d'intégralité des parties

Tous les constituants du miroir forment-ils un tout assurant correctement la fonction principale utile (FPU) de l'objet : voir son reflet ? En l'état actuel, la réponse est oui mais l'optimisation de cette fonction n'est pas parfaite. Certaines conditions extérieures peuvent empécher l'utilisateur de se voir dans le miroir (obscurité, buée dans une salle de bain...).

- Conductibilité énergétique

L'énergie traverse-t-elle le miroir sans déperditions ? La réponse est non : l'énergie de traverse tout simplement pas le miroir car celui-ci n'y est pas réceptif. En particulier, l'énergie lumineuse (solaire) ambiante n'est pas exploitée, si ce n'est juste pour voir son reflet. Ce n'est pas suffisant, et cette idée constitue peut être une piste à développer...

- Harmonisation

Les constituants du miroir sont-ils bien agencés les uns en fonction des autres afin d'assurer au mieux la FPU ? La réponse est non, car on pourrait optimiser certains paramètres tels que le champs de vision du miroir afin d'améliorer les conditions de réalisation de la FPU.

- Idéalité

La dépense énergétique est-elle minimale lorsque le miroir assure sa FPU ? La réponse est non : dans l'obscurité, un apport extérieur de lumière est nécessaire pour la bonne réalisation de la FPU. Cette dépense énergétique pourrait être optimisée.

- Développement inégal

Est ce que les différents constituants du miroir se sont développés au même rythme au cours du temps ? La réponse est non : la surface réfléchissante du miroir a été modernisée pour plus de performance (amélioration de la FPU), alors que son cadre est resté dans un état relativement archaique d'un point de vue technologique.

- Transition au supersytème

Notre systèmme technique (ST, le miroir) est-il en fin de vie ? La réponse est non : aucun élément de son super-sytème ne peut le remplacer.

- Transition vers le microniveau

La FPU du miroir tend-elle a étre réalisée par un organe plus concassé ? La réponse est non : d'un point de vue technique, la surface réfléchissante d'un miroir est obligatoirement lisse pour permettre une bonne réalisation de la FPU.

- Dynamisation

D'un point de vue dynamique, la flexibilité du miroir offre-t-elle une FPU optimisée ? La réponse est non : par exemple, une des limites de la FPU est le champs de vision offert à l'utilisateur. En suivant la logique de dynamisation par la flexibilité, celui-ci pourrait être amélioré.

- Accroissement substances-champ :

La performance de la FPU est-elle otpimisée au maximum par la présence d'une ou plusieurs substance-champ ? La réponse est non : plusieurs éléments pourraient être intégrés au miroir afin d'améliorer la FPU de celui-ci en toutes circonstances.

 

Analyse des contradictions du système

Nous avons mis en relation les différents éléments qui composent le système "miroir". Nous avons constaté plusieurs contradictions entre eux, que nous avons fait ressortir dans les images suivantes. Nous les avons également pondéré en fonction de l'importance que nous voulions leur accorder.

 

Le logiciel STEPS nous a classifié ces différentes contradictions dans une diagramme bulle, lequel reflète l'importance de chaque contradtion dans le développement d'une solution innovante pour le miroir. Ci-dessous, ce digramme bulle :

 

Nous avons choisi de travailler sur les trois bulles proposant le meilleur rapport Poids des contradictions/Universalité possible :

- CT 4.4 : proposant d'optimiser l'ergonomie du miroir dans le but de trouver le,meilleur rapport entre le champs de vision et la résistance des matériaux.

- CT 3.1 : proposant d'otpimiser la composition de la surface réfléchissante dans le but de trouver le meilleur rapport entre le champs de vison et le coût du miroir.

-CT 2.2 : proposant de développer la technologie associée au miroir permettant d'améliorer le champs de vision proposé à l'utilisateur tout en minimisant le coût.

 

Concepts de solutions

Nous avons associé à chaque contradictions des principes inventifs. STEPS nous a alors donné une matrice pondérée faisant ressortir des principes les plus utilisé dans des problèmes similaires aux notres.

 

Solutions pour l'ergonomie

Matrice relative à l'ergonomie :

 

Pour répondre à ce problème, nous avons utilisé les trois premiers principes proposés par la matrice.

Solution au principe 40 : Utilisation de matériaux composites

 

Solution au principe 32 : Changement de couleur

 

Solution au principe 30 : Membrane flexible

 

Solutions pour la composition de la surface réfléchissante :

Matrice relative à la composition de la surface réfléchissante :

 

Pour répondre à ce problème, nous avons utilisé le premiers et le troisième principes proposés par la matrice.

Solution au principe 35 : Le changement d'état physique et chimique d'un objet

 

Solution au principe 27 : L'éphéméride et l'économie

 

Solutions pour le developpement des technologies :

Matrice relative aux technologies :

 

Pour répondre à ce problème, nous avons utilisé le premiers et le troisième principes proposés par la matrice.

Solution au principe 33 : L'homogénéité

 

Solution au principe 2 : L'extraction

 

Grâce à ces différentes fiches concepts et logiciel STEPS nous allons pouvoir élaborer le projet le plus pertinent en mettant en relation plusieurs concepts et en en rejetant d'autres.

 

Solution :

A partir des fiches concepts élaborés précédemment et d'un tableau recensant l'importance de chaque paramètre du miroir nous avons fait le choix de trois fiches concepts. Les solutions retenues, sont celles qui répondent au plus de contradiction. Chacune des trois fiches gardées répond à un des problèmes de départ, l'une au problème de l'ergonomie, l'autre au progrès des technologies et enfin la dernière, au problème de la composition de la surface réfléchissante.

Voici notre solution :

 

Nous avons répondu aux problèmes de la manièe suivante :

- Pour l'ergonomie, nous avons fait le choix d'utiliser des matériaux composites pour la plaque de verre ainsi que pour le cadre afin d'obtenir une meilleure résistance des matériaux grâce aux propriétés des composites ainsi que des propriétés suplémentaires pour la surface réfléchissante comme la diminution importante des reflets.

- Pour la composition de la surface, nous avons décidé d'utiliser un verre ayant subit un traitement hydrophobe afin d'éviter l'accumulation de buée sur le miroir (comme pour celui d'une salle de bain par exemple) et donc de permettre à l'utilisateur de se voir dans le miroir en toutes circonstances. Cette solution ne permet pas de dimnuer le coût du miroir, cependant elle lui apporte une nouvelle propriété qui peut être intérressante pour l'utilisateur.

 - Pour lle développement des technologies, nous avons fait le choix, tout d'abord, d'intégrer des capteurs solaire ainsi que des leds à notre cadre, afin de le rendre autonome. L'énergie du soleil reçue par le miroir est transformée en électrcicité afin de permettre à l'utilisateur de se voir dans son miroir lorsque la nuit tombe, sans utiliser une autre source d'énergie. D'autre part, nous avons intégrer un système heure-radio-réveil afin de rendre le miroir plus intéractif.    

 

Conclusion

La méthode TRIZ nous a permis grâce à son processus, d'élaborer une solution intéressante et pertinente contrairement à celles qu'on aurait pu trouver si nous avions juste réalisé un simple brainstorming. 

Ce module électif nous a permis de nous rendre compte des enjeux de l'innovation dans notre société actuel et par conséquent, l'importance de suivre une méthode comme TRIZ afin délaborer un travail de qualité. Une innovation est  généralement le fruit d'une démarche logique et constructive et non d'une idée soudaine.

 

Panier à fruits

Le panier à fruits 

 I. Introduction

L'innovation est considérée comme l'un des déterminants cruciaux de l'amélioration permettant de maintenir un besoin constant pour l'utilisateur. Celle-ci étant la recherche d'une amélioration rendant notre vie quotidienne plus facile dans notre cas.

Dans le cadre de ce projet, nous voulions nous tourner vers un objet simple du quotidien. L'idée retenue fut celle de panier à fruit, objet n'ayant pas connu d'innovation majeure depuis sa création. Celui-ci remplissant actuellement sa fonction majeure, celle de garder entreposé des fruits, nous avons eu l'envie d'innover ce produit pour le rendre multifonctionnels et surtout optimiser sa fonction majeure.

 Pour épauler notre savoir, nous nous baserons sur un logiciel nommé STEPS permettant de trouver des innvovations à partir de l'objet et ses défauts actuels. Ce logiciel se base sur la méthode TRIZ, permettant de déceler des pistes d'innovation.

                                                                                                                                                                                                                                                                                             

 

   II. Analyse multi-écrans                                                                                                                                               L'analyse multi-écran a pour but de comparer l'objet étudié dans son état actuel par rapport à son état antérieur . Celle-ci permet de mettre en évidence les changements opérés sur l'objet ( composants et environnement ) pour mettre en lumière la version future de l'objet  avec ces paramètres innovants.   

  On constate qu'il faudra insister sur l'optimisation de certaines propriétés déjà existantes. Ainsi, il devra être composé de matériaux recyclables et peu coûteux. Cependant, celui-ci devra se montrer ergonomique, mobile et peu encombrant en vue de répondre à l'attente de l'utilisateur.        

III. Lois d'évolution

  Les lois d’évolution sont un formidable outil pour faire de l’analyse comparative de produits, de fonctions, de systèmes. Tout d’abord, l’utilisation des lois d'évolution permet d’estimer le positionnement du système analysé au travers des critères propres à chacune des lois. Cette évaluation permet d’avoir une vision plus objective que ce qu’apporterait  la simple intuition. Elle utilise la notion de point d’observation, ce qui enrichit l’analyse en approfondissant tel ou tel point de vue.

Une utilisation simple des lois d'évolution consiste à se donner une échelle d’avancement de l’évolution sur chacune des lois, et à regrouper toutes les lois sur un même diagramme en étoile. En reliant le niveau d’évolution de notre produit suivant chacune des lois, on obtient une aire qui permet de faire le potentiel d’évolution de notre produit.  

 La courbe verte représente la loi d'évolution suggérée par le logiciel par rapport aux données importées. En bleu, nous avons affiné cette loi par rapport à notre vision de l'objet actuel et de ses caractéristiques intrinsèques. 

 On peut constater que notre produit ne remplit guère les fonctions exposées. Cela montre que celui-ci n'a pas ou a subi peu d'innovations depuis sa création. Pour concevoir notre produit futur, nous devrons nous focaliser sur certaines de ces fonctions, en sachant pertinemment que certaines d'entre elles seront inenvisageables vis à vis de notre produit.    

 IV. Maturité du système        

 La maturité d'un système est présentée par la courbe ci-joint : Elle s'explique par la valeur du produit étudié en fonction du temps. Ce graphique étant composé de différentes zones ayant pour signification respective : 

  - La zone jaune correspond à l'invention de l'objet considéré

  - La zone verte symbolise le développement du produit et son amélioration

- La zone rouge correspond l'apogée des fonctionnalités du produit considéré 

Dans notre étude, nous avons placé notre produit présent dans la zone jaune, car pour nous celui-ci n'a pas subi d'innovation depuis sa création. Ensuite, nous plaçons le produit futur noté F dans la zone verte car nous pensons que celui-ci peut subir de nombreuses innovations permettant d'accroître ses fonctionnalités. 

V. Intégralité des parties

VI. Paramètres et poly-contradictions

  Chaque contradiction physique peut être représentée par de multiples contradictions techniques. Le fait d'avoir listé les paramètres au tout début du processus permet de traiter ces poly-contradictions, et de choisir quelles contradictions sont les plus importantes à résoudre. Dans cette partie, on détermine quelles sont les contradictions qui sont à traiter en priorité. Autrement dit, on définit la stratégie de résolution. 

Graphique en bulles représentant les résolutions proposées par le logiciel : 

Nous avons choisi d'exhiber un des exemples donnés par les contradictions proposées. Ainsi, nous allons expliquer la démarche de résolution à travers un exemple. Pour se faire, notre choix s'est tourné vers la bulle CT 6.5 : Présence d'un système auto-nettoyant dans le panier à fruits pour satisfaire l'Hygiène mais augmentant ainsi le coût .

 Nous pouvons visualiser la matrice propre à cette contradiction : 

Nous avons séléctionné " Perte de Substance " comme paramètre dégradant, en soutenant que lorsque un fruit pourri, celui-ci dégrade l'armature du panier. Ensuite " Forme" car celle-ci influence la qualité de nettoyage donc d'hygiène et enfin le paramètre " Quantité de Substance "

On peut constater que le principe inventif le plus adéquat pour résoudre cette problématique serait le principe inventif n° 35 :                                                  Valeur d'un paramètre

  • Changer de phase (solide, liquide, gazeux)

  • Changer la concentration, la densité ou la consistance

  • Modifier le degré de flexibilité

  • Changer la température

Croquis présentant une idée de résolution du problème par le biais du principe inventif n°35 :

 Ce panier à fruits est constitué d'une surface extérieure ductile, et d'un gel conservateur et auto-nettoyant à l'intérieur. Cela permettrait à l'utilisateur d'obtenir une bonne conservation du fruit tout en satisfaisant l'hygiène même du fruit. 

Avantages Inconvénients
Conservation Mobilité
Hygiène Coût (recherche d'un gel adéquat)
Nettoyage  
Esthétisme  

VII. Conclusion

Ce module nous a permis une immersion dans le monde de l'innovation moderne.  A partir du logiciel STEPS, et de notre imagination, une solution finale a été retenue. Cette solution combine deux 2 solutions ayant été trouvées précédemment : 

  • Le panier à fruit à gel CT 6.5
  • Le panier à fruit alvéolé CT 3.2

Ainsi de par ces deux solutions a émergé notre solution finale comme vu ci-dessous :

Cette solution de séparation en compartiment nous permet de séparer les fruits à conserver à un certain degré de mûrissement et ceux que l'on souhaite faire mûrir. Ce concept serait donc optimal afin de laisser l'utilisateur choisir le degré de mûrissement de son fruit voulu.
Dans cette solution, nous utilisons deux gels remplissant les fonctions de conservation et de maturation. Le premier est un gel fluide qui permet d'isoler le fruit de l'air, des poussières et qui permet d'évacuer l'éthylène créé par ce dernier. Le second quant à lui, possèderait une structure visqueuse permettant d'isoler les fruits de l'air, des poussières tout en conservant la pellicule d'éthylène créée par le fruit ce qui le ferait mûrir. Cependant cette solution soulève de nouveaux problèmes tels que la recherche et le besoin de faire appel à des chimistes afin d'élaborer ces gels devant être comestibles, sans goût, inodore et ne faisant pas fripper les fruits. 

Nous avons pu aborder le métier d'ingénieur à travers l'idée d'innovation et de recherche. L'une des qualités d'un ingénieur est son regard critique à la vue d'un objet et son envie de le voir évoluer. La méthodologie rapporté grâce à ce logiciel a perimis de déceler des pistes d'innovations, et de faire travailler son imagination quant à l'idée la plus précise et optimale d'une solution. 

  Pour plus d'informations, veuillez trouver ci-joint le dossier STEPS : https://www.dropbox.com/sh/yxotey6vsxi2osi/AACOfv0cLFi_M3niT7nz7ENta?dl=0

                Article rédigé dans le cadre du module électif " Innovation et Optimisation Produit " par SELLET Hugo et KREBS Maxime GM2

 
 
 

Poubelle

 

La Poubelle

 

Application de la méthode TRIZ à la poubelle par Mrowczynski Alice, Indaud David, Acoca-Pidolle Fédora.

 

Introduction

 

Qu'est ce que TRIZ ?

TRIZ est l'acronyme russe de "Teorija Reshenija Izobretateliskih Zadatch" qui signifie "Théorie de la Résolution des Problèmes Inventifs".

C'est une méthodologie dédiée à l'analyse et à la résolution des problèmes techniques nécessitant des solutions innovantes, ainsi qu'une théorie sur l'évolution technologique des produits.

Son élaboration débuta en 1946 quand l'ingénieur militaire et scientifique russe Genrich Altshuller qui  était chargé d'étudier des demandes de brevets et d'aider ses collègues à inventer remarqua que l'évolution des systèmes techniques est régie par des lois objectives : cela permet, par conséquent, la possibilité de prédire l'évolution de ces systèmes.

Ainsi, l'ingénieur confronté à un problème non résolu peut utiliser ces lois pour conduire de façon rigoureuse le développement d'un système tout au long de son évolution technique en déterminant et en mettant en œuvre des innovations.

 

Historique de la poubelle

           Une poubelle est un grand récipient muni d'un couvercle destiné aux ordures ménagères (d'un immeuble, d'une maison).

           L'histoire de la poubelle est évidemment très liée à celle de la gestion des déchets :

           En 1185, on s'aperçoit qu'il y a de plus en plus de déchets ce qui oblige Philippe Auguste à prendre des mesures : il ordonne le pavage dans les rues et interdit de jeter les ordures par les fenêtres.

A partir de 1532, une ordonnance royale prévoit un système mixte (les citadins doivent déposer leurs déchets au pas de leurs portes et les déchets sont transportés vers des décharges). En 1767, commence la première collecte séparative (les ordures doivent être séparées).

           L'inventeur de la poubelle est le préfet de la Seine Eugène Poubelle : lassé par l'extrême saleté des rues de Paris, il signa en 1884 un arrêté préfectoral relatif à l’enlèvement des ordures ménagères. Par cet arrêté, il imposa à tous les propriétaires d'immeubles de mettre à la disposition de leurs locataires des récipients communs pour contenir les déchets ménagers.

A l’origine, ce récipient devait être en bois, garni de fer blanc à l’intérieur pour des raisons de sécurité et de propreté. Il devait également être muni d’un couvercle et avoir une capacité maximale de 120 litres. M. Poubelle était également soucieux du tri des déchets. En effet,  il a imposé trois types de récipients obligatoires : un premier destiné à recueillir les "résidus de ménage", un autre réservé au verre et à la faïence et un dernier dédié aux coquilles d'huîtres.08PER_008_19121020_detram85_W2.jpg


Cette invention s’est alors répandue dans toutes les grandes villes de France, même s’il a fallu attendre la Seconde Guerre mondiale pour que les poubelles soient totalement généralisées.

           Depuis, cette invention a connue de nombreuses améliorations : utilisation de nouveaux matériaux, design seaux intérieurs...

L'une des innovations majeure au niveau de la poubelle est la poubelle à pédale :  en 1939, l'artisan danois Holger Nielsen conçoit une poubelle à pédale pour le salon de coiffure de sa femme. Il imagine une poubelle au design particulier : constituée d'un corps cylindrique en acier, d'un large socle pour en assurer la stabilité, de deux poignées pour la déplacer facilement, d'un couvercle qui s'ouvre avec une pédale et se referme lentement grâce à un système d'amortisseur.

Cette poubelle baptisée Vipp (qui signifie basculer en danois) fut plébiscitée dès sa création pour ses aspects fonctionnels et esthétiques.


Vipp.jpg

           On peut également noter d'autres inventions en lien avec la poubelle : le vide-ordures qui date de 1919, et le sac poubelle qui a été créé par des Canadiens en 1950.
 

Etude :

 

Pour notre étude, nous nous concentrerons sur un des modèles de poubelle parmi les plus populaires sur le marché, la poubelle à pédale, cylindrique en inox.


I - Analyse Multi-écrans


La fonction principale de la Poubelle est de stocker nos déchets.

Bien que son fonctionnement soit excessivement simple, il convient d’expliciter les éléments lui permettant de remplir sa fonction, c’est-à-dire ses éléments utiles.

Le stockage est réalisé par l’intermédiaire du seau. C’est la rigidité de ses parois internes qui assure la réalisation de l’objectif, finalement effectué par le sac poubelle. Enfin le couvercle permet tout comme les parois de contenir et même de contrôler le volume de déchet présent.


Pour notre étude nous avons choisi une poubelle de référence (visualisée par l’image au centre du diagramme multi-écrans). Elle correspond à une poubelle cylindrique à pédale en acier inoxydable ; d’environ 20L, munis d’un seau en plastique et destinée à une utilisation en cuisine.

Le diagramme ci-dessous est séparé en trois parties principales :

-l’objet passé,

-l’objet présent,

-l’objet futur ou autrement dit l’innovation recherchée.

Pour chacun de ces objets, on définit leur super-systèmes (tout ce qui est autour de l’objet et interagit directement avec lui) et leur sous-systèmes (tout ce qui constitue effectivement l’objet).


Nous avons commencé par nous intéresser à la poubelle du passé, afin de comprendre selon quelle dynamique elle a évolué jusqu’à aujourd’hui et constater ce qui avait changé positivement (smiley vert) ou bien négativement (smiley rouge).

Dans l’ensemble l’objet a subi autant d’ « améliorations » que de « dégradations » dans son processus d’évolution.


Cela nous a permis de connaître les paramètres à corriger, en plus de ceux à ajouter pour tendre à créer une poubelle innovante.

En effet aujourd’hui il faut faire face à de nouveaux facteurs, tels que la diversification des déchets ou leur toxicité par exemple ; tout en alliant design et bas coût.

L’ensemble de ces paramètres (correspondant à la deuxième colonne de smiley) offre une première vision de ce que pourrait être la Poubelle « parfaite » de demain.


II - Lois d'évolution


Pour évaluer le potentiel d’évolution d’un système technique donné, la méthode TRIZ définit 9 lois d’évolution. Les différentes lois sont l’intégralité, l’efficience, l’harmonisation, l’idéalité, l’irrégularité, le supersystème, le microniveau la dynamisation et les substances-champs. Pour chacune des lois il est nécessaire de définir le niveau de maturité du système. Ce niveau est définit relativement aux hypothèses émises pour permettre au système d’atteindre la maturité par rapport à la loi considérée. Ces informations sont regroupées dans un diagramme qui permet alors de mettre en évidence le potentiel d’évolution par rapport à l’état actuel du système et par rapport à quelles lois le processus d’innovation peut être réfléchi.

           L’intégralité correspond au fait que le système est constitué des éléments nécessaires lui permettant de remplir sa fonction principale utile. Dans le cas de la poubelle, la fonction principale utile que nous avons défini est de stocker les déchets. Cette fonction est perfectible dans le sens où la poubelle pourrait supprimer le volume de déchets.

L’efficience correspond au fait que les constituants du système ne bloquent pas l’énergie permettant d’assumer la fonction. Pour notre système, il faut que le sac assume seul le stockage des déchets.

L’harmonisation concerne la position morphologique adaptée lors de l’utilisation de l’objet qui se doit d’être la meilleure possible. Le fait qu'elle résiste au choc est une piste de recherche.

L’idéalité correspond à la dématérialisation du système ce qui évoque dans notre cas de nouveau l’évolution du sac vers un sac suffisament rigide pour qu'il puisse de lui-même stocker les déchets.

L’irrégularité observe l’homogénéité de l’évolution des sous-systèmes, les uns par rapport aux autres. Dans notre cas nous avons estimé qu'il s'agissait d'une évolution homogène.

Le supersystème est l’absorption de la fonction par un autre système. On peut alors évoquer une fois de plus l'idée d'aller vers un sac rigide.

Le microniveau fait appel à une évolution de l’état solide à celui liquide puis à celui du champ magnétique. Cette notion renvoie de nouveau à une poubelle supprimant le volume des déchets.

La dynamisation se préoccupe de la flexibilité du système. Dans notre cas il s’agirait de développer une poubelle dont le volume s’adapterait à celui des déchets stockés.

Les substances-champs interrogent sur la possibilité d’ajouter une fonction optionnelle au système. Dans notre cas, nos hypothèses s'orientent plus vers le domaine de la prise en compte des natures diverses des déchets; une poubelle qui intégrerait le notion de tri ou qui proposerait une alternative à l'action de jeter.

Après l’évaluation de chaque loi et la formulation d’hypothèses y correspondant, nous obtenons le diagramme suivant. Le potentiel d’évolution de notre système se trouve donc concentré dans les lois de microniveau, dynamisation et substances-champs. C’est donc ces paramètres que nous tâcherons de privilégier, par la suite, dans notre analyse.



III - Formulation des contradictions et matrice


    L’analyse multi-écrans nous a permis de formuler différents paramètres d’évaluation (PE) jouant un rôle dans l’évolution de la poubelle. Nous tâcherons à présent de mettre à jour les contradictions qui relient ces paramètres. C’est la résolution de ces contradictions qui permettra de nous ouvrir des perspectives d’évolution innovantes pour l’objet poubelle. C’est donc une étape cruciale du processus.

On choisit un ou plusieurs scénari dans lequel on se place pour évaluer les contradictions dont fait l’objet la poubelle. Dans notre cas on se placera dans le contexte de la poubelle de cuisine d’une famille moyenne.

De la liste de PE générée par l’analyse multi-écrans nous avons tout d’abord déterminer si certains pouvaient être vus comme des PA.

Prenons l’exemple de “volume” qui est donc un paramètre de la poubelle sur lequel on peut agir. On le définit selon deux adjectifs antagonistes : grand et petit. On attribue par la suite un paramètre d’évaluation qui est satisfait quand le volume est grand et qui ne l’est plus lorsqu’il est petit ce qui est le cas pour le volume de déchets admissible. Au contraire l’ergonomie de la poubelle est meilleure lorsque son volume est petit que quand il est grand. Pourtant, idéalement, on recherche une poubelle qui à la fois peut recevoir une grande quantité de déchets tout en étant ergonomique c’est là qu'apparaît la contradiction à résoudre.

Graphiquement, elle se représente de la façon suivante :

PePa.jpg

Il faut traiter ainsi tous les PE mis à jour lors de l’analyse multi-écrans.

Capture du 2014-12-16 13_31_14.png

Dans la copie d’écran ci-dessus on remarquera que l’on peut pondérer les PE et PA.

Cela  nous permet de générer une matrice où les contradictions sont classées selon l’importance que nous leur avons attribué.


IV - Résolution de la matrice et principes inventifs

 

    La matrice générée, il s’agit de résoudre chaque contradiction à l’aide des Principes Inventifs (PI) en proposant des solutions innovantes. En effet la contradiction bloque l’évolution du système technologique

Dans le cadre de cet exercice, nous ne traiterons que quelques contractions alors que toutes devraient l’être.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Une fois nos contradictions établies, et leurs paramètres pondérés, l’on choisit les facteurs qui décrivent au mieux la contradiction puis on sélectionne 1 à 3 principes parmi une liste de 40 qui concordent le mieux avec ces paramètres.

L’algorithme STEP propose alors aux utilisateurs les PI les plus utilisés pour le cas type présenté.

Un diagramme représentant le numéro du PI en fonction du pourcentage de la proportion d’utilisation de celui-ci pour résoudre le problème type apparait.

Plus le nombre de PI proposés par l’algorithme est restreint, meilleure sera la résolution du problème.

Une fois un PI adopté, on peut passer à la création d’une fiche concept de solution.

 

 

 

 

 

Bilan :

 

Choix de la solution :

 

 

 

La solution d'une poubelle possédant plusieurs bacs à été retenue, car bien classée par le logiciel (elle faisait tomber un bon nombre de contradictions) et nous semblait plutôt pertinente. En effet, le recyclage et le tri sélectif deviennent des problématiques de plus en plus importantes et auxquelles le public est de plus en plus sensible : il semblait donc logique de privilégier cette solution. Nous y avons adjoint le concept de l'accordéon : quoique mal classé par le logiciel. En effet ce petit "plus" pouvait être adjoint sans grande difficultés ni grande augmentation du prix.

On notera qu'il existe de nombreux concepts de poubelles innovants se rapprochant plus ou moins de ce que nous proposons (http://www.google.com/patents/EP0927686A1?cl=fr). Pourtant ces poubelles innovantes ne sont très généralement que des prototypes ou des projets : on ne trouve pas ces poubelles à la vente. Le fait que les industriels n'aient pas choisi de les faire produire semble indiquer que - peut-être - notre concept n'est pas adapté à la demande actuelle et ne trouverait donc pas de clientèle.

 

Conclusion sur "TRIZ" :

La TRIZ nous a permis de voir qu'il était possible d'innover sans chercher "d'idées géniales" mais en suivant rigoureusement une méthode, cette approche efficace de l'innovation nous était inconnue : pourtant les solutions que nous avons trouvé, quoique très perfectibles, ne nous seraient pas venues à l'idée avec un simple brainstorming.

C'est également intéressant de voir qu'il est possible de prévoir qu'elles peuvent être les futurs d'un objet.


Fichier :

Voici le lien pour télécharger notre fichier STEPS : https://www.dropbox.com/s/a9ucfmb3g07le5b/~Poubelle.zip?dl=0

 

 

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