Le chariot de supermarché

Le chariot de supermarché

I. Introduction

 

Historique

Le chariot de supermarché, aussi connu sous le nom familier de caddie, est un outil devenu populaire avec l'avènement de la consommation de masse, la création du libre-service et l'ouverture des premières grandes surfaces dans les années 1960 en France, bien qu'il ait été inventé en 1936 par Sylvan Goldman et qu'il ait été immédiatement utilisé aux États-Unis. Derrière cet objet banal de la vie quotidienne, se cache une histoire complexe directement liée à l'augmentation du niveau de vie du siècle dernier.[1]

Il s'agit d'un panier, généralement en acier, monté sur un châssis à roulettes et équipé d'un guidon pour que l'utilisateur (le client de supermarché) puisse pousser et manipuler le système : il permet d'entreposer les articles de consommation du supermarché en attente de paiement et de transbordement, au lieu de stocker les articles derrière le comptoir et rendre le client dépendant du vendeur comme autrefois : il accompagne donc la mutation du commerce en permettant le libre-service dans le supermarché.

Nous orientons notre étude vers le caddie dans les supermarchés de proximité (en ville), c'est à dire un caddie qui permet d'accompagner les achats de denrées quotidiennes et les achats d'appoint.

TRIZ

TRIZ est l'acronyme russe de la théorie de résolution des problèmes inventifs "Teorija Reshenija Izobretateliskih Zadatch". Il s'agit d'une approche algorithmique éprouvée pour résoudre les problèmes techniques.L'ambition de TRIZ est de favoriser la créativité, ou de stimuler la recherche de concepts innovants en proposant aux ingénieurs et aux inventeurs des outils de déblocage de l'inertie mentale. [2]

Car en effet il est possible de définir des lois qui régissent l’évolution des systèmes techniques; possible de construire des méthodes pour inventer ( ou tout du moins aider l’inventeur à résoudre ses problèmes).

Ainsi donc c'est par le biais de la méthode TRIZ, et via le logiciel STEPS, que nous allons, nous éleves-ingenieurs, essayer de proposer et apporter des solutions d'évolution innovantes à notre objet d'étude: le chariot de supermarché.

 

 

PHASE D'ANALYSE

 
 

II. Intégralité des parties

 

L’intégralité des parties est un graphe qui met en lumière les différentes parties vitales de l'objet d'étude, leurs fonctions, leurs interactions entres elles et avec le super système. Cela permet de bien définir le système et son fonctionnement.

       

Dans le cas de notre caddie, il y a 4 parties essentielles à son fonctionnement : le panier, qui remplit la fonction utile principale qui est de stocker les marchandises, les roues, qui permettent de rendre mobile le caddie, le guidon, qui permet de diriger le caddie, et enfin le châssis, qui soutient la structure et connecte les parties précédentes entre elles. L'utilisateur fournit l'énergie nécessaire à son déplacement et sa manœuvre (il fait partie du super système).

 

III. Analyse multi-écrans

 

TRIZ possède plusieurs outils qui ne sont pas destinés à fournir une formulation abstraite du problème initial, mais simplement une "représentation mentale" aidant le concepteur à surmonter son inertie psychologique. [3]

Parmi ces outils, on peut citer la méthode des neuf écrans (diagramme multi-écrans) qui consiste à analyser l'évolution de l'objet technique selon deux axes: l'axe systémique et l'axe temporel. Le but est de décrire l'historique des innovations (physiques et fonctionnelles) ajoutées au système, au super-système et au sous-système au cours du temps. Cela donne alors une idée de ce qui a déjà été fait sur notre objet et permet d'avoir une petite idée du futur éventuel de l'objet.

On établit donc dans un premier temps l'état de l'art de l'objet en faisant l'inventaire des paramètres qui ont évolué et ce de manière favorable et défavorable. On fait alors un récapitulatif des paramètres qui ressortent de l'analyse et on isole les paramètres représentatifs de cette évolution.

Dans un second temps, et une fois l'état de l'art dressé, on tente d’extrapoler en rédigeant des hypothèses d'évolutions qui ne sont rien d'autre que l'interprétation littérale d'une loi, ou d'une évolution future du système étudié, exprimée sous la forme d'une phrase.

On remarque que l'environnement du caddie a beaucoup évolué : alors qu'à sa naissance, il servait aux magasins de proximité, dans les années 1970, avec l'apparition de grandes surfaces et d'hypermarchés en périphérie des villes, son volume a grandement augmenté et son panier s'est soudé au caddie. Aujourd'hui, les petits commerces réapparaissent dans les grandes villes et le caddie est devenu inadapté à cet usage.

 

IV. Lois d'évolution

 

Un volet essentiel de TRIZ est constitué par les lois d'évolutions des systèmes techniques (ST). Ces lois ne sont pas destinées à la résolution de problèmes innovants à proprement parler, mais permettent bien souvent d'anticiper l'évolution des systèmes techniques et, ainsi, de suggérer des axes d'amélioration.[3] 9 lois ont été mises en évidence par les fondateurs de la TRIZ. Les différentes lois sont résumées de la manière suivante :

1.    L’intégralité des parties: Un système technique doit avoir un élément moteur, un organe de transmission, un organe de travail et un organe de contrôle permettant la réalisation de la Fonction Principale Utile (FPU).

2.    La conductibilité énergétique: Il faut qu'aucun des constituants ne bloque le libre passage de l’énergie pour assumer la FPU.

3.    L’harmonisation: Cela consiste en la coordination des rythmes des parties (en fréquence, vibration, périodicité).

4.    L’idéalité: Le système doit tendre vers un idéal dont le volume, le poids, la surface, le coût tendent vers zéro à iso-performance.

5.    Le développement inégal: Les différentes parties d'un système technique peuvent évoluer indépendamment et de manière inégale, certaines peuvent donc "prendre de l'avance sur d'autres".

6.    La transition au super système: C'est chercher à ce que la FPU soit réalisé au profit d'un des supers systèmes une fois le cycle de vie du ST achevé.

7.    La transition vers le micro-niveau: Cela fait appel à une évolution de l’état solide à celui liquide puis à celui du champ magnétique.

8.    La dynamisation et contrôlabilité Afin d'augmenter leur efficacité, les systèmes tendent à devenir de plus en plus dynamiques. Ainsi, les systèmes rigides deviennent plus souples (et donc adaptables), et s'adaptent aux contraintes extérieures.

9.    Evolution par la synthèse substances-champs: Introduire au sein du ST d’un ou plusieurs sous-ensembles substances-champs pour accroître la performance de la FPU.

Si l'on dote chacune des lois d'évolution d'une échelle d’avancement et que l'on regroupe toutes ces lois sur un même diagramme en étoile, alors en reliant le niveau d’évolution d’un produit suivant chacune des lois, on obtient une aire en bleu qui représente la  maturité actuelle du système. Plus un point est haut suivant l'axe d'une loi, moins il y a de perspectives d'évolution dans cette direction. Ainsi l'aire en verte représente  le potentiel d’évolution d’un produit pour qu'il soit considéré comme parfait.  

1. L’intégralité des parties: Les constituants essentiels d'un système technique (moteur, transmission, travail contrôle) ne sont pas tous présents. Nous avons donc jugé de placer notre curseur au quatrième cran, cela se justifiant par le fait que la fonction principale, le stockage provisoire et le transport des provisions, reste relativement bien assurée bien qu'un élément moteur reste absent.

2. La conductibilité énergétique: Nous avons placé le curseur sur le deuxième échelon car le chariot reste trop tributaire de l'énergie cinétique qui est variable au cours de l'utilisation par le client. L’énergie cinétique est une indication précise de la difficulté à freiner une masse. Or plus l'on charge le panier plus la masse  totale du chariot augmente et donc par là son énergie cinétique également. La réduire ou la supprimer impose de solliciter des forces physiques de la part du consommateur plus importantes. Il peut être intéressant d'adjoindre un mécanisme qui, à effort constant fourni par le client, lui permettrait, et ce en dépit de la masse du chariot, de le manœuvrer tout aussi efficacement.

3.

4. L'idéalité: Le chariot peut encore évoluer vers un idéal dans lequel il pourrait être un système automatisé qui supporterait sans contingence de taille ni de poids tous les désirs et les envies du consommateur. Il serait alors un réceptacle qui n’entraverait pas la liberté de mouvement, déambulant tout seul et pouvant jusqu'à même interagir et conseiller le consommateur.

5. Développement inégal: Tous les constituants actuels du chariot de supermarché (panier, châssis, guidon, roues) se sont développés dans l'ensemble au même rythme au cours du temps. Ils n’accusent pas de retards de développement par comparaison les uns aux autres pouvant être autant d'handicaps à l'efficience de la FPU. C'est la raison pour laquelle le curseur a été placé à une position élevée.

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7. Transition vers le micro-niveau: Nous avons placé le curseur sur l'échelon 6 car il nous semble difficile de faire évoluer l'efficience de la FPU en faisant appel à quelques évolutions de l’état physique du chariot dans la logique Solide-Granulé-Liquide-Champ-Plasma.

8. Dynamisation et contrôlabilité : Du point de vue des propriétés des matériaux, nous voyons mal notre chariot devenir plus « souple » afin d’assurer de manière optimale la FPU. Néanmoins L’impossibilité d’aménager le chariot à mesure qu’il se remplit peut constituer une entrave à sa dimension utilitaire. On pourrait par exemple modifier la structure en remplaçant le réceptacle en métal par des sacs cabas beaucoup plus flexibles. D’où la position de notre curseur sur le quatrième cran.

9.

 

V. Paramètres et poly-contradictions

 

Selon le premier postulat de TRIZ, tout problème doit être formulé sous forme de contradiction et que sa résolution passe par la résolution de cette contradiction, non pas en faisant un compromis, mais en obtenant le meilleur des deux paramètres qui s'opposent.

Mais comment trouver une contradiction ? Le logiciel STEPS nous aide pour cela en procédant à la définition au préable de poly-contradictions. L’écriture de ces dernières repose sur le modèle ENV :

  1. E (pour Elément) : C'est l'objet dont on étudie les caractéristiques ou une de ses parties.
  2. N (pour Name of parameter) : C'est le nom du paramètre d’action (PA) qu'on définit.
  3. V (pour Value of parameter) : C'est la valeur du paramètre(Va). Les deux valeurs sont souvent des adjectifs "incompatibles"

De manière générale la poly-contradiction influe sur plusieurs paramètres d'évaluation(PE). Ces derniers se rapprochent d’un ou plusieurs des 39 principes génériques listés par la méthode TRIZ.
Il est alors possible de généraliser l'écriture sous la forme:

 [4]

Afin de définir nos poly-contradictions, on a parfois utilisé les paramètres listés au début du processus (diagramme multi-écrans) ou on a dû en créer de nouveau d'autres fois .

À titre d'exemple considérons  le paramètre d'action "volume". Si ce dernier est grand alors le paramètre d'évaluation "consommation humaine" est favorisé au détriment des paramètres "Adaptabilité au piéton", "Rangement", "Transbordement". A contrario, si le volume est petit ce sont les paramètres "Adaptabilité au piéton", "Rangement", "Transbordement" qui sont dans ce cas favorisés au détriment de la "consommation humaine". 

Il a fallu par la suite pondérer chacun des paramètres d'évaluation afin de choisir ceux les plus pertinents et leur donner une importance appropriée. L'intérêt de cette pondération est de nous permettre de générer, grâce à des calculs effectués par le logiciel, à nos contradictions à résoudre. Autrement dit, on a défini à cette étape de l'algorithme la stratégie de résolution à proprement parler.

 

  

 

 

PHASE DE RESOLUTION

 

 

VI. Contradictions proposées

 

Un diagramme à bulles généré par le logiciel, place nos contradictions en fonction de leur poids et de leur universalité : les bulles-contradictions placées le plus en haut à droite sont donc les contradictions les plus problématiques. La couleur des bulles dépend des paramètres des contradictions qui les constituent. Nous choisissons de résoudre 3 contradictions se trouvant le plus en haut à droite :

  1. « le siège bébé doit à la fois exister pour satisfaire l'adaptabilité au piéton et ne pas exister pour satisfaire le transbordement » (C3.2, en vert et hachuré).
  2. « le panier doit à la fois être mobile pour satisfaire l'adaptabilité au piéton et immobile pour satisfaire la sécurité » (C4.2, en orange et hachuré).
  3. « le volume doit à la fois être grand pour satisfaire la consommation humaine et petit pour satisfaire l'adaptabilité au piéton » (C2.1, en fuschia et hachuré).

Leurs matrices respectives sont chacunes d'elles représentées aux paragraphes suivant. 

            

 

VII. Matrice et concepts de solutions

 

STEPS a ensuite, grâce à la matrice TRIZ, déterminé quels sont les principes inventifs les plus utilisés pour résoudre chacune des contradictions sélectionnées.  Voici donc les matrices des 3 contradictions retenues suivies pour chacune d'elles des principes ayant potentiellement une meilleur chance de donner des résulats ainsi que des concepts de solutions imaginés. Cela ne veut pas dire que les principes ayant un pourcentage plus faibles sont moins, bons. Ils sont simplement moins fréquemment utilisés, mais cela n'empêche nullement de les choisir pour apporter un concept de solution.

 

Principes les plus fréquemment utilisés:

1er concept de solution s'inspirant du principe 14.La sphéricité: Le chariot de supermarché curviligne

2ème concept de solution s'inspirant du principe n°28 La reconception et du principe n°1 la segmentation:

 

Principes les plus fréquemment utilisés:

  • 35. Valeur d'un paramètre.
  • 15. Mobilité.
  • 18. Vibration mécanique.
  • 1. Segmentation.

3ème concept de solution s'inspirant du principe 4.L'assymétrie Le caddie qui s'ouvre sur le côté.

-4.

 

Principes les plus fréquemment utilisés:

  • 10. Action préalable.
  • 4. Assymétrie.
  • 32. Changement de couleur.
  • 8. Contrepoids.
  • 7. Poupées russes.

4ème concept de solution s'inspirant du principe du principe n°34 le rejet et la regénération: Le caddie avec siège bébé optionnel:

 

VIII. Conclusion

Au final, nous avons retenu le concept de panier aimanté, pour plusieurs raisons :

  • Il utilise des principes suggérés par la matrice dans plusieurs contradictions (segmentation, degré de dynamisme, reconception) : cela signifie que ce concept est solution de plusieurs contradictions en même temps !
  • C'est, parmi tous les concepts de chariot trouvés, celui qui a le meilleur ratio avantages/incovénients.
  • C'est une version améliorée d'un concept déjà existant (le petit panier détachable de son châssis).

Lien vers notre fichier STEPS : https://www.dropbox.com/s/vcqqv992o74sioj/Caddie-MontaubanStrubel.idm?dl=0

 

Référence

[1]. Grandclément Catherine, Cochoy Franck, « Histoires du chariot de supermarché », Vingtième Siècle. Revue d'histoire 3/ 2006 (no 91), p. 77-93 [En ligne].Disponible sur : www.cairn.info/revue-vingtieme-siecle-revue-d-histoire-2006-3-page-77.htm. DOI 10.3917/ving.091.93

[2]. TRIZ. (s.d.). Dans Wikipédia, l'encyclopédie libre. [En ligne]. Disponible sur :   http://fr.wikipedia.org/wiki/TRIZ. ( Consulté le 9 Jan 2015).

[3].Cédric Lusseau, Lionel Gendre.(2010). Sciences de l'Ingénieur - TRIZ : une méthodologie d'aide à l'invention. [En ligne]. Disponible sur : http://www.si.ens-cachan.fr/accueil_V2.php?page=affiche_ressource&id=22

[4].Yves Guillou. TRIZ et OTSM-TRIZ [En ligne]. Disponible sur http://triz-experience.blogspot.com/

 

 
 

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