Porte-Manteau


Le Porte-Manteau
  

I - Introduction

Dans ce module d’Initiation à l’Innovation de l’Ingénierie, nous avons abordé la méthode TRIZ ("Teorija Reshenija Izobretateliskih Zadatch"), permettant de trouver des solutions innovantes afin de faire évoluer des objets. Cette méthode d'origine russe, se base sur le principe selon lequel l’évolution des systèmes techniques est régie par des lois objectives. Ainsi, l’invention et l’innovation d’objets peuvent se faire de manière méthodologique en se basant sur une approche systématique.

Avec des données et des brevets collectés dans le monde pendant plus de 40 ans, les problèmes des concepteurs et des inventeurs déjà rencontrés servent de base pour résoudre de nouveaux problèmes. Ainsi, cette méthode puissante, accompagne l’ingénieur tout au long de son processus d’invention, en lui offrant une manière méthodique et une base de données importante, pour trouver de nouvelles solutions aux problèmes inventifs.  

Photo_Porte-Manteau1

Au travers d’un objet simple, nous allons expérimenter cette méthode afin de trouver des solutions innovantes aux problèmes liés à celui-ci. Nous avons choisi le porte-manteau, c’est un système ayant pour principal but de maintenir les vêtements afin que ceux-ci ne se salissent pas et ne se froissent pas.

Le porte-manteau est un objet très répandu, existant depuis des centaines d’années, et même si sa fonction principale a très peu évolué au cours du temps, son apparence, et les matériaux qui le composent ont évolués. 

 

II - Description de la cible du marché

Une fois notre sujet déterminé, nous devions définir exactement les attentes de notre produit ainsi que son potentiel marché. Dans le cadre de notre étude, nous avons choisi les étudiants comme cible de marché.Pour cela, nous devons nous concentrer sur un produit « fonctionnel ». C’est-à-dire un produit dont les principales fonctions seront bien respectées et avec un usage simple.

Nous avons pu définir deux grandes familles : les porte-manteaux sur pieds et les porte-manteaux muraux. Le porte-manteau mural est en général moins encombrant mais a pour défaut d'abîmer les murs. Le porte-manteau sur pied, que nous allons étudier ici, possède d'autres caractéristiques. Il ne nécessite pas de fixation sur un mur mais il est plus encombrant et pose des problèmes de stabilité.

Photo_Porte-Manteau2_Exemples

Nous allons maintenant étudier l'évolution du porte-manteau sur pied depuis les années 60. A cette époque, le porte-manteau était en bois, généralement formé de deux ou trois composants fixés et difficilement démontables.

Nous allons considérer un porte-manteau de type standard, c'est à dire à prix abordable et que l'on peut trouver dans toutes les grandes surfaces ou dans les magasins de décoration et d'ameublement grand public. Ce type de porte-manteau est en général composé de 3 composants assemblés par vis : le pied, les patères et le corps du porte-manteau. Aujourd'hui, les porte-manteaux sont souvent en métal ou en plastique, l’utilisation du bois a fortement diminué.

Photo_Porte-Manteau3

 

III - Analyse du système

1 - Multi-écrans

Dans le cadre de l'analyse TRIZ, et pour nous accompagner dans notre démarche, nous allons utiliser le logiciel STEPS. Dans un premier temps, celui-ci va nous permettre de mettre sous forme graphique l'état de l'art du porte-manteau avec un affichage de ses principales caractéristiques et de leur évolution.

Pour cela, nous devons définir quelles sont les sous-parties (sous-système) de notre système, le porte-manteau, et préciser avec quels autres objets le porte-manteau peut interagir ( c’est le super-système).

Une fois ceci défini nous devons caractériser notre porte-manteau au travers de différents paramètres et étudier comment ce paramètre a évolué au cours du temps : favorablement ou défavorablement.

Multi-Ecran

Explication des différentes fonctions :

1 – Durée de vie : Cette fonction représente la durée pour laquelle le produit est utilisable et utilisé. Nous estimons qu’aujourd’hui les porte-manteaux  possèdent une durée de vie plus courte qu’auparavant.

2 – Démontabilité : Cette fonction représente la facilité pour l’utilisateur de démonter l’ensemble du porte-manteau. Nous pensons que cette fonction s’est améliorée car aujourd’hui on peut monter et démonter un porte-manteau puisque les assemblages se font généralement par vis.

3 – Poids : Cette fonction représente le poids de l’ensemble du porte-manteau. D’après nous, cette fonction s’est améliorée car désormais les pièces sont plus légères grâce à l’usage du plastique, et de cylindres creux pour le corps.

4 – Réparation : Cette fonction représente la facilité pour l’utilisateur de réparer un porte-manteau défectueux. Cette  fonction s’est améliorée grâce à l’amélioration de la démontabilité et la présence de pièces détachées.

5 – Stabilité : Cette fonction représente l’aptitude au porte-manteau de rester stable au repos et en usage avec le port de plusieurs vêtements. Cette fonction s’est dégradée car aujourd’hui, à cause de la forme du pied, les porte-manteaux sont moins stables une fois chargés.

6 – Encombrement : Cette fonction du super-système représente l’espace pris par le porte-manteau dans son environnement. Cette fonction s’est légèrement améliorée car la taille du pied s’est réduite.

7 – Choix des matières : Cette fonction du sous-système représente la diversité de choix pour l’utilisation de matériaux afin de pouvoir profiter de leurs différentes propriétés. Cette fonction a évolué favorablement puisque comme nous avons pu l’expliquer précédemment, les porte-manteaux peuvent désormais être en bois, en plastique ou en métal.

8 – Recyclabilité : Cette fonction du sous-système représente la capacité des différents composants à être recyclés. Selon nous cette fonction s’est dégradée car le métal et le plastique ont une empreinte écologique plus importante que le bois, et sont plus difficilement recyclables.

9 – Système de maintien des vêtements : Cette fonction des patères représente pour le porte-manteau sa capacité à maintenir correctement les vêtements et en ne les abîmant pas.

Nous avons ensuite mis différents objectifs vers lesquels nous espérons que notre porte-manteau tendra.

 

2 - Maturité du système

Dans la suite du processus de la Méthode TRIZ nous devons définir vers quel type d’innovation nous voulons tendre. Il existe deux principaux types d’innovation, celle dit de Rupture, qui amène une révolution technologique ou de fonctionnalité afin de changer en profondeur l’usage du produit. La deuxième, dite d’Evolution, se concrétise d’avantage par une optimisation des différentes fonctions du produit déjà présentes. Nous devons également définir à quel stade de l’évolution du porte-manteau nous pensons être.

Maturite_du_Systeme

Dans notre cas nous estimons que notre porte-manteau se situe  approximativement à un peu plus de la moitié de son potentiel d’évolution. Nous souhaiterions donc d’avantage amener une innovation de rupture.

 

3 - Les Lois d’Evolution

Dans la partie suivante, dite des Lois d’Evolution, nous allons aborder les différents aspects du produit au travers de 9 lois générales :

Loi 1 – Intégralité des parties

Loi 2 – Conductibilité énergétique

Loi 3 – Harmonisation

Loi 4 – Idéalité

Loi 5 – Développement inégal

Loi 6 – Transition au super système

Loi 7 – Transition vers le micro-niveau

Loi 8 – Dynamisation et contrôlabilité

Loi 9 – Evolution par la synthèse Substances-Champs

Loi d'évolution

Les 9 lois d’évolution nous permettent de définir des hypothèses d’évolution future pour notre produit, ces hypothèses peuvent être réalisables dans un futur plus ou moins proche.

L'enveloppe verte nous indique les points améliorables selon le logiciel, tandis nous avons défini la partie bleue. Celle-ci indique le niveau de performance atteint par le produit dans chacun des 9 domaines définis par les lois d'évolution de la méthode TRIZ.

 

4 - Poly-contradictions

Après avoir travaillé sur les différentes évolutions possibles de notre produit, nous devons essayer d'y associer plusieurs oppositions et contradictions. C'est à dire que pour faire évoluer notre objet, plusieurs objectifs contradictoires peuvent s'opposer. Par exemple en allégeant le poids de notre porte-manteau, celui-ci devient plus léger, en revanche il devient de plus instable.

Poly-Contradictions

Dans les poly-contradictions nous devons identifier deux types de paramètres, celui d’action (PA) sur lequel on peut agir, et celui d’évaluation (PE), qui va nous permettre d’évaluer l’impact du paramètre d’action. Nous pouvons décrire un paramètre d’action au travers de plusieurs paramètres d’évaluation.

Dans le cas de notre porte-manteau nous avons sélectionné 6 paramètres d’actions. Il y a le poids, le nombre, l’intégrité, la forme, la diversité des matériaux et la housse de protection.

Dans la liste des PE nous avons la durée de vie, la démontabilité, l’encombrement, la préservation des vêtements, la recyclabilité, la réparation, le maintien des vêtements, la propreté, la stabilité, la simplicité, le service rendu, l’effort de l'utilisateur, le coût, la transportabilité, la simplicité de conception, l’impact sur l’environnement et le design. Nous avons donc 17 paramètres d’évaluation.

Après avoir défini nos différents paramètres, nous devons les associer entre eux. C’est à dire que pour un paramètre d’action nous devons le décrire au travers de deux antonymes, et lui associer les paramètres d’évaluation positifs ou négatifs. Nous pouvons aussi associer un poids aux paramètres afin de les rendre plus ou moins importants.

Contradiction Poids

Par exemple, pour le poids, nous l’avons décrit au travers des caractéristiques “Léger” et “Lourd”, et lui avons associé les paramètres d’évaluation de stabilité et d’encombrement. Le poids possède une importance de 1.2 sur une échelle allant de 0.8 à 1.2. La transportabilité a, quant à elle, une importance de 7, et la stabilité de 10, sur une échelle allant de 0 à 10.

Echelle Poids

Après avoir fait l’analyse complète du système au travers de ces différents onglets nous allons passer à la partie Résolution du système.

 

IV - Résolution

1 - Contradictions proposées

Désormais, nous allons tenter de résoudre les contradictions, cependant nous ne pouvons pas toutes les résoudre nous devons donc effectuer un choix. Pour cela nous allons utiliser le graphique présent dans l’onglet “Contradictions proposées” du logiciel afin de choisir les plus pertinentes.

Contradictions proposées

Ce graphique représente nos différentes contradictions en fonction de leur poids et de leur universalité. Les contradictions les plus importantes se situent dans la partie supérieure à droite de l’écran. De plus, les contradictions provenant du même paramètre d’action sont coloriées de la même couleur.

Pour la suite de l’étude nous avons sélectionné une contradiction pour chacun de nos 6 PA.

 

2 - Matrice

Une fois une contradiction sélectionnée nous arrivons dans une nouvelle partie, dans laquelle nous devons caractériser nos PE avec 39 caractéristiques reconnues par la matrice. Tout d’abord nous choisissons lequel des 2 PE nous souhaitons privilégier, c’est à dire celui que nous voudrions voir s’améliorer en priorité. Une fois cette tâche effectuée, nous le caractérisons avec 1 à 3 des caractéristiques de la matrice TRIZ.

Cette caractérisation de notre contradiction nous permet de voir quels sont les principes inventifs pouvant résoudre nos contradictions. Ce travail se base sur une matrice comportant les 40 principes inventifs définis par TRIZ, et les classe selon leur pourcentage d’utilisation par d’autres inventeurs pour résoudre le même type de contradiction.

Ce résultat nous permet de savoir quelle est la meilleure voie à prendre pour résoudre notre contradiction.

Matrice

Par exemple avec la contradiction 6-4, qui correspond à une housse de protection permettant de protéger le vêtement tout en restant peu encombrant, nous avons trouvé comme principe inventif à privilégier le numéro 30. Ce principe correspond à l'utilisation d'une membrane flexible ou d'un film mince pour isoler l'objet de son environnement extérieur.

Une fois que la voie de notre solution a été définie nous pouvons continuer notre navigation dans le logiciel.

 

3 - Concepts de solution

Dans cette partie nous récupérons les différentes fiches de contradictions que nous avons choisies auparavant. Pour chacune d’entre elle nous devons créer une solution nous permettant de remplir la contradiction. Nous remplissons donc la page avec un croquis représentant notre solution et nous devons également la décrire. Pour cela nous devons remplir un descriptif afin que quiconque le lise puisse comprendre le principe de notre solution. Nous devons également définir quels sont les avantages et les désavantages de notre solution comparé à l’ancien système que nous souhaitons remplacer. Il y a également une partie liée aux risques que notre solution peut engendrer.

Voici un exemple de la présentation du logiciel pour cette partie avec notre contradiction 6-4, celle qui correspond à la membrane flexible.

Concept de solution - Membrane flexible

Cet onglet du logiciel clos la partie Résolution du logiciel et nous pouvons passer à la partie Solution.

 

Nota Bene : Les hypothèses lors de la partie conception de la solution ne sont pas les hypothèses qui devraient être associées. Cependant le logiciel ne conserve pas nos modifications et met la même hypothèse pour toutes les fiches.

 

V - Solution

Dans la partie Solution du logiciel deux onglets sont présents : celui du choix du concept de solution et de la solution détaillée.

1 - Choix du concept de solution

Dans cette première partie, nous devons travailler sur un graphique qui va nous permettre de voir l’impact de chaque solution par rapport aux contradictions proposées.

Tout d’abord nous avons dû remplir un tableau dans lequel nous indiquions pour chaque solution son impact sur l’ensemble des paramètres d’évaluation que nous avions défini avant. Ce tableau peut-être rempli par une personne ou un groupe de personnes. Ici nous avons fait le choix de remplir tous les deux ce tableau.

Chaque PE peut -être évalué sur une échelle allant de -3 à +3. Le 0 indique que la solution retenue n’impacte pas ce paramètre.

Exemple d'évaluation PE

Une fois le tableau rempli des liens apparaissent entre les différentes contradictions et nos solutions.

Graphique choix de concept de solution

Le logiciel affiche les liens en fonction d’un curseur qui permet d’afficher les contradictions qui possèdent un certain poids minimal. Nous avons fait le choix d’afficher toutes les contradictions ayant un poids minimal de 0 afin de voir quel est l’ensemble maximal de contradictions que nous pouvons faire tomber.

Dans notre problématique plusieurs solutions se détachent des autres. Elles sont plusieurs à osciller autour de la même valeur (une vingtaine de contradictions).

Pour le prochain onglet nous devons prendre en principe la ou les solutions qui nous permettent de faire tomber un maximum de contradiction.

 

2 - Solution détaillée

Dans cet ultime onglet nous devons présenter la solution finale que nous retenons et la présenter sous la forme d’un fichier image.

Dans notre cas nous avons défini deux porte-manteaux différents avec des solutions techniques et innovantes totalement différentes.

La première solution, présente ci-dessous, amène une rupture dans l’usage du porte-manteau.

Solution porte-manteau magnétique

 

Ce porte-manteau s’inspire des solutions aux contradictions 3-3, permettant le réglage de la hauteur du porte-manteau, la 1-1 proposant d’accrocher le porte-manteau au plafond avec des aimants, ainsi que la 4-1 utilisant une nouvelle forme de patère et le magnétisme.

Ce porte-manteau, plutôt original, possède certains avantages comme son faible encombrement au plafond, sa polyvalence d'utilisation (il peut être utilisable au plafond comme au sol), il est réglable en hauteur grâce au corps réglable, enfin, ses patères, munies d'un système de serrage par magnétisme, sont de formes arrondies ce qui permet de ne pas abîmer les vêtements

Cependant nous pensons que cette solution pourrait ne pas convenir aux étudiants qui sont notre cible de marché. L’usage de ce porte-manteau requiert la fixation d'un aimant au plafond afin d'aimanter le porte-manteau dessus plus tard. Ceci peut être problématique pour des étudiants qui sont souvent en location de studios. De plus, cela impose une contrainte de conception pour dimensionner les aimants afin d'éviter la chute du porte-manteau si le poids est trop important (principal risque). Enfin, le filetage à réaliser sur le tronc apporte également des contraintes de conception, de fabrication, et de coût.

 

Nous nous sommes alors tournés vers la deuxième solution.Celle-ci est d’avantage dans la continuité des porte-manteaux que nous connaissons. Il est composé d’un meuble qui lui sert de support et qui remplace le pied habituel. Il possède également des patères rotatives, ainsi qu'une membrane protectrice avec une fermeture éclair.

Schéma solution finale

Rendu réaliste solution finale

Vidéo d'animation du porte-manteau

Cette animation ne montre pas le déroulement du rideau.

Si la vidéo ci-dessus ne se lance pas, cliquez ici pour la visionner sur YouTube

Ce porte-manteau possède de nombreuses caractéristiques intéressantes. Le meuble permet de rendre le porte-manteau plus stable qu'un pied classique, de plus, il permet d’optimiser l’espace occupé par le porte-manteau, normalement inutilisé, en un espace de rangement. Les patères rotatives permettent d’accéder et de ranger plus facilement les vêtements, elles assurent aussi une meilleure stabilité en permettant à l'utilisateur de répartir les vêtements en fonction de leur poids. La membrane protectrice peut être ouverte ou fermée avec une fermeture éclair. Celle-ci permet de protéger les vêtements des éléments extérieurs pouvant nuir à leur propreté. De plus, les étudiants vivent souvent dans des petits appartements où espace de vie et cuisine sont confondus, ainsi, la membrane de protection peut servir de protection contre les odeurs.

Nous pensons que ce porte-manteau est à privilégier puisque même si il est moins original que l'autre, il possède de nombreuses fonctions pratiques et correspond davantage aux besoins des étudiants avec une bonne stabilité, ainsi qu'un encombrement réduit et optimisé avec des rangements supplémentaires.

 

VI - Commercialisation - Brevetabilité

Nous pensons que notre modèle pourrait être commercialisable mais une étude de marché pourrait quand même être nécessaire afin de pouvoir quantifier les coûts de fabrication et voir si les étudiants seraient prêts à investir dans notre objet.

Afin de savoir si notre produit était innovant nous avons visité différents magasins et sites commerciaux afin de savoir si des produits comme le nôtre pouvaient déjà exister. Nous avons pu voir qu’il existait des porte-manteaux meubles mais que ceux-ci étaient plus une sorte de valet ou de vestiaire et qu’ils n’avaient pas le même aspect que le nôtre, ni les autres fonctions que nous avons ajoutées.

Nous nous sommes également intéressés à des bases de brevets afin de savoir si des inventeurs en avaient déposés sur des innovations similaires aux nôtres. Nous sommes allés sur des moteurs de recherches spécialisés comme Google Patent ou sur le site de l’INPI (Institut National  de la Propriété Industrielle), et n’avons pas trouvé de porte-manteau similaire au nôtre.

 

VII - Retour d’expérience - Conclusion

Ce module nous a permis d’avoir un aperçu du processus d’innovation avec l’utilisation de la méthode TRIZ et du logiciel STEPS. Nous avons pu voir que le processus d’innovation ne repose pas seulement sur du brainstorming ou sur l’inspiration de créateurs, mais également sur un processus qui peut être structuré afin de faciliter l’innovation. En effet, de prime abord, un objet simple comme un porte-manteau n’a pas l’air de présenter d’évolution possible. En revanche, en analysant ce système au travers de la méthode TRIZ, nous avons pu trouver de nombreuses possibilités d’évolution pour notre porte-manteau, et comprendre que, même pour un objet simple, il existait toujours de nombreux problèmes à résoudre pour un inventeur.

 

Téléchargement du fichier STEPS

 

Crédits multimédias

  • Les captures d’écran viennent du logiciel STEPS de l’INSA de Strasbourg.
  • Les photos ont été prises par Benjamin ZIELINSKI et Léo WURTZ dans divers magasins grand public (Alinéa, Maisons du meuble, Meubles du monde, Conforama).
  • Les schémas ont été réalisés par Benjamin ZIELINSKI et Léo WURTZ.
  • Les images et vidéos en rendu réaliste ont été réalisées par Benjamin ZIELINSKI et Léo WURTZ avec le logiciel CREO de l’INSA de Strasbourg.
 
 
 
 
 
 
 

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