Porte-partition

 

 

Dans le cadre de notre module électif Ingénierie de l'Innovation, nous avons choisi de nous intéresser à un objet présent dans notre quotidien : le porte-partition.

 

 

Sommaire

 

 

I) Introduction

II) Modélisation du problème

                A) Analyse Multi-écrans

                B) Lois d'évolutions

III) Formulation des contradictions

IV) Concepts de solution

V) Solution

VI) Conclusion

 

 

I Introduction

 

 

Un peu d'histoire...

 

 

Dès le Moyen Age, l’usage de la notation de la musique devient systématique. Les techniques sont nombreuses et ont évolué avec le temps, passant de l’écriture manuscrite à l’édition numérique de nos jours. Ce support musical, appelé partition, est donc un langage permettant la transmission et la communication de la musique.

La partition n’a pas été remise en question depuis le 18ème siècle et ne tend pas aujourd’hui à disparaître. En effet, tant que les symboles d’écriture répondent à l’attente du compositeur et du lecteur, il n’y a pas utilité d’en changer. De plus, la partition est indissociable de l’enseignement musical.

Dès l’apparition des premières partitions, le porte-partition a vu le jour afin de libérer les mains du musicien et donc de permettre une lecture aisée de la musique.

L’ancêtre du porte-partition moderne est le lutrin des moines médiévaux. Il s’agit d’un meuble imposant, muni d’un pied massif, créé pour que plusieurs personnes puissent se réunir autour des chants liturgiques.

 

Un lutrin

Aujourd’hui, le porte-partition est généralement individuel, ou partagé entre deux personnes dans un orchestre symphonique classique. Il s’est considérablement allégé et transformé : constitué de pièces en bois imposantes auparavant, il est désormais maintenant fabriqué en plusieurs pièces d'acier léger. Son transport et son ajustabilité sont ainsi améliorés. 

 

Il reste toutefois de nombreux soucis liés au porte-partition, au niveau de son confort d'utilisation pour le musicien.

Nous avons décidé de baser notre étude sur le porte-partition le plus couramment utilisé, c'est à dire celui en acier léger possédant un trépied (photo ci dessous).

 

 

La méthode Triz

 

Nous utiliserons pour notre étude la méthode Triz qui est l'acronyme russe de "théorie de la résolution des problèmes inventifs". Triz repose sur une méthodologie permettant l'analyse et la résolution de problèmes techniques faisant appel à des solutions innovantes. La recherche de solutions techniques est un processus complexe, consistant à imaginer différentes solutions susceptibles de répondre aux conditions imposées, à les concrétiser, à simuler leur comportement, pour au final en choisir une et la valider.

La première étape de la méthode consiste à définir la structure et le mécanisme de fonctionnement du porte-partition afin d'identifier le problème innovant.

 

 

II) Modélisation du problème

 

                A) Analyse Multi-écrans

 

A l'aide de la matrice 3x3 de l'analyse multi-écrans, nous avons défini le porte-partition vis-à-vis de son environnement et de ses composants.

Nous avons décomposé le porte-partition en quatre parties distinctes : le trépied, la tige, le pupitre et les ailettes. En comparant les parties de la structure actuelle à celles de l'objet du passé, nous avons mis en évidence les paramètres qui se sont améliorés (repérés par un smiley vert)  lors de cette transition et ceux qui se sont dégradés (repérés par un smiley rouge), ce qui nous a permis de réaliser une comparaison à l'échelle du sous-système de l'objet. Nous avons aussi réalisé cette comparaison à l'échelle du système, c'est-à-dire le porte-partition lui-même dans son intégralité et à l'échelle de son environnement, que l'on caractérise par les utilisateurs : les musiciens et les objets avec lesquels le porte-partition interagit : la partition et les instruments de musique.

Nous avons formulé des hypothèses, qui à chaque paramètre défini, impliquent que ce dernier impacte positivement le porte-partition du futur. Le but de notre étude est de chercher à améliorer le maximum de paramètres, certains seront seulement conservés ou stabilisés.

 

Multi-écrans

 

 

                B) Lois d'évolutions

 

Nous avons ensuite étudié le système vis-à-vis de son évolution dans le temps. Pour cela, nous avons déterminé l'état de maturité de notre système "porte-partition".  Selon notre analyse, le porte-partition actuel est présent depuis longtemps dans le même état. Il s'inscrit dans une phase de stagnation. Une rupture technologique caractérise alors le porte-partition du futur.

 

 

Maturité du système

 

Tous les systèmes techniques présents dans notre environnement évoluent en suivant des lois d'évolution. Ces lois sont associées à la courbe représentant l'état de maturité du système. Chacune de ces lois décrit un comportement particulier dans l'évolution du système, lié à sa position sur la courbe. Nous avons poursuivi notre étude en utilisant les lois d'évolution afin d'estimer le positionnement du porte-partition au travers des critères propres à chacune des lois. Cet outil nous a permis d'enrichir notre analyse en adoptant différents points de vue à l'égard de notre porte-partition. Rappelons brièvement la caractérisation des lois d'évolution.

Les premières lois sont basées sur le fait que le système cherche à remplir sa Fonction Principale Utile en ajustant et harmonisant le fonctionnement de tous ses composants. Elles permettent d'analyser comment s'organise la Fonction Principale Utile au sein du porte-partition. Nous avons défini la FPU qui est de maintenir la partition. La loi n°1 Intégralité des parties  nous a permis d'identifier les composants minimums requis pour que le porte-partition remplisse sa FPU. La loi n°2 Conductibilité énergétique  caractérise le niveau d'efficience dans la réalisation de la FPU. Nous avons alors cherché à  examiner la transmission d'énergie depuis l'entrée jusqu'à la sortie du système. La loi n°3 Harmonisation vérifie que tout ce qui compose le système fonctionne en harmonie. Elle nous a conduit à s'interroger sur les possibilités d'amélioration des interfaces entre les parties et leur coordination.

Les lois suivantes s'appuient sur le rendement du système et les possibilités de transition vers le super système. La loi n°4 Idéalité nous a amené à s'interroger sur l'amélioration des performances du porte-partition par une complexification ou simplification du système et la mise en œuvre de fonctions qui se réalisent par elles-mêmes. La loi n°5 Développement inégal  nous a permis de se concentrer sur les sous-parties du porte-partition afin d'évaluer celles qui représentent un frein pour l'évolution de l'ensemble. La loi n°6 Transition au supersystème nous a permis de se concentrer sur l'extérieur du système et de se questionner sur une possible fusion du système avec le supersystème.

Les dernières lois agissent sur la contrôlabilité du système et  l'augmentation de l'interaction substances-champs. Elles permettent d'anticiper un "saut" de génération en faisant changer de structure le système. La loi n°7 Transition vers le micro-niveau tend à passer d'un système rigide à un système contrôlé par des effets chimiques et physiques à petite échelle de la matière.  La loi n°8 Dynamisation et contrôlabilité vise à augmenter l'efficacité du système par le passage d'un état rigide à flexible notamment. La loi n°9 Evolution par la synthèse Substances-Champs tend à faire évoluer le système vers l'utilisation de champs plutôt que des substances matériels.

A travers de chaque loi, nous nous sommes concentrées sur certaines caractéristiques du système et plusieurs questions nous ont permis de formuler de nouvelles hypothèses telles que est-il possible de faire évoluer le système en appliquant telle loi ? En quoi le système pourrait être amélioré?

La rubrique Loi d'évolution nous a permis de synthétiser notre analyse sous la forme d'un graphique montrant où se place le futur porte-partition vis-à-vis de chacune des lois.

 

Lois d'évolutions et leurs hypothèses

 

III) Formulation des contradictions

 

 

Après avoir ciblé le porte-partition au regard des lois d’évolution, intéressons nous aux poly-contradictions entre nos différents paramètres définis dans notre analyse multi-écrans. La détermination de ces contradictions est très importante car ce sont à partir de ces dernières que nous allons pouvoir entrevoir des perspectives d’innovation. Ces contradictions concernent une ou plusieurs parties du porte-partition et mettent un jeu un ou plusieurs paramètres. Pour les établir nous allons choisir plusieurs paramètres d’action (PA) et les mettre en relation avec les paramètres d’évaluation (PE). Nous évaluerons également par la suite ces différents paramètres selon leur importance dans la réalisation de notre scénario.

Nous avons choisi ici comme scénario le cas de musiciens amateurs jouant en pratique collective.

 

 

 

 

 

 

 

IV ) Concepts de solution

 

 

Après avoir défini nos contradictions, le logiciel nous les place dans un graphique universalité/poids qui nous permet d’apercevoir clairement les contradictions les plus importantes (celles placées en haut à droite).

 

 

Nous avons choisi de centrer notre étude sur les trois contradictions suivantes :

 

CT 2.1 :La masse doit être à la fois lourde pour satisfaire la stabilité du pupitre et légère pour satisfaire la transportabilité.

CT 3.1 :La quantité d’éléments à assembler du porte-partition doit être à la fois faible pour satisfaire le coût et élevée pour satisfaire l’ajustabilité.

CT 3.5 :La quantité d’éléments à assembler du porte-partition doit être à la fois faible pour satisfaire le temps d’installation et élevée pour satisfaire son ajustabilité.

 

Nous avons ensuite recherché des solutions à ces contradictions en nous appuyant sur les principes inventifs proposés par le logiciel. Nous avons trouvé au total 12 concepts de solutions s’appuyant sur 7 principes inventifs différents.

Nous présenterons ici quatre de nos concepts de solutions et vous invitons à consulter notre fichier steps pour voir la totalité des fiches.

 

 

   

 

 

 

V) Solution

 

Nous allons à présent retrouver toutes nos poly-contradictions dans un graphe des impacts. Pour pouvoir relier celles-ci à nos différents concepts de solutions, nous allons éditer tous les paramètres de ces derniers. Cette étape nous permettra alors de savoir combien de contradictions sont résolues pour chaque concept.

 

 

Dans notre étude, ce sont les concepts des porte-partitions « trépied » et « ventouse » qui arrivent en tête en résolvant la quasi-totalité voire la totalité des contradictions.

Nous allons maintenant présenter notre solution détaillée, inspirée de nos meilleurs concepts de solutions.

 

Solution finale

 

Le porte-partition "Roll up"

 

Description :

Notre nouveau porte-partition se compose de trois pieds télescopiques ajustables en longueur reliés à un socle triangulaire creux en leur sommet. Une rotule s'insère alors dans ce dernier. Le pupitre est de forme incurvée et vient se positionner sur la rotule de manière aimantée. L’inclinaison de celui-ci peut donc être réglée selon le souhait du musicien.  Lors du rangement, les pieds se rejoignent pour n’en former plus qu’un et le pupitre vient s’enrouler autour de ce pied. Le tout s’insère dans une housse de rangement.

Nous avons choisi, au niveau des matériaux, de réaliser le trépied en aluminium. Le pupitre, quant à lui, nécessite un matériau à la fois rigide pour tenir la partition et souple pour s’enrouler lors du démontage. Nous avons pensé à utiliser le concept des bracelets de sécurité auto-enrouleurs (lien ci-dessous) fait en plastique ou en métal léger et recouvert de velours pour le confort.

http://www.vegea.com/objets-publicitaires/textiles-et-vetements/vetements-de-travail-professionnels/brassards-de-securite-reflechissants-20-136-661.html

Cette solution est inspirée du concept de solution « porte partition trépied ». Ce dernier comportait deux inconvénients qui étaient la transportabilité peu aisée ainsi que la masse bien trop conséquente de l’ensemble. En modifiant principalement la partie pupitre du porte-partition, nous avons pu pallier à ces deux problèmes et améliorer dans un même temps son temps d’installation.

 

Schéma explicatif :

 

 

Avantages de notre solution finale : ajustable, réglable, stable, léger, transportable, temps d’installation court.

 

 

VI) Conclusion

 

Innover est une tâche difficile car elle impose la production d'idées pertinentes et inédites. En effet, des méthodes telles que le brainstorming sont utilisées pour générer de nouvelles idées mais limitent l'étendue des recherches en s'appuyant sur des expériences précédentes et en se focalisant sur des domaines de connaissance et compétence déjà connus. La méthode TRIZ vise à faire émerger les idées en générant des solutions à partir d'une base de données. En mettant en œuvre cette méthode, nous avons pu aborder l'innovation d'une façon méthodique en évitant une production désordonnée d'idées successives et hasardeuses. Nous avons alors construit et modélisé notre étude en cernant les caractéristiques et le fonctionnement du porte-partition. Nous avons ensuite étudié le porte-partition vis-à-vis de son environnement puis nous avons formulé des contradictions à partir de paramètres que nous avons définis. Les 40 principes inventifs nous ont permis de générer plusieurs concepts de solutions. Triz nous a alors permis d'apporter une solution innovante à notre produit qui n'aurait sûrement pas été proposée sans baser notre réflexion sur cette méthode. C'est une source efficace d'idées et une approche pluridisciplinaire à différents points de vue.

Lien dropbox vers notre fichier steps :  https://www.dropbox.com/sh/blclnejk7qxlg9h/AADsWmS719zrPBQLQSE-5QZ8a?dl=0  

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