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

 

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