Couteau

Module: Initiation à l'ingénierie de l'innovation

Introduction

Le couteau existe sous ses formes les plus primitives, depuis les origines de l'homme. En effet, pour se nourrir, travailler et batir ses premières habitations et même pour se défendre l'homme a eu besoin d'un outil léger, transportable, lui permettant une grande maniabilité dans le but de couper, sectionner des matériaux.

Cet objet a certes subi des évolutions depuis ses origines, mais est resté globalement très ressemblant à travers les siècles. C'est pourquoi, en plus d'un goût prononcé pour cet objet souvent considéré comme un objet d'art de par l'importance accordée à son esthétique, nous avons décide de tenter d'innover ou sinon d'ouvrir de nouvelles perspectives d'évolution pour le couteau.

Dans cet objectif nous allons, à l'aide de la méthode TRIZ et en plusieurs étapes nous diriger vers une innovation.

Sommaire:

I/Analyse multi-écrans à l'aide du logiciel Steps et intégralité du système

II/Détermination des lois d'évolutions du couteau à l'aide du logiciel Steps et maturité des parties

III/ Etablissement de différents scénarios en vue de la détermination de contradictions

IV/Recherche d'une solution à travers une fiche concept

V/ Solution détaillée

 

I/Analyse multi-écrans à l'aide du logiciel Steps et intégralité des parties

Nous avons fait l'analyse multi-écran du couteau et avons déterminé différents paramètres d'évolution. Cette analyse a pour but de dégager les principales évolutions entre l'objet passé et présent afin d'imaginer les possibilités d'évolutions de demain. Nous avons aussi déterminé les sous-systèmes et super-systèmes.

Les paramètres d'évolution sont:

-l'inoxydabilité    -la masse                   -les matériaux utilisés                   -la sécurité

-l'affûtage             -le volume occupé   - la prise en main l'ergonomie

Nous avons décrit l'intégralité de notre objet en définissant les différentes parties. Ainsi, le couteau n'est alimenté que par l'énergie mécanique fournie par la force de l'utilisateur et transmise de la main puis à la lame par le manche.

 

II/Détermination des lois d'évolutions du couteau à l'aide du logiciel Steps et maturité

Le couteau étant une très vieille invention, nous avons jugé qu'il continue son évolution mais plutôt lentement, contrairement aux nouvelles technologies de l'information et de la communication. Cependant, nous avons effectué de nombreuses modifications lors de la création de l'araignée des lois d'évolution, car nous jugions que certains critères avaient une grande marge d'évolution. Ainsi, le logiciel nous conseillait de très bonnes conductibilité énergétique, idéalité et harmonisation, ce qui nous semblait en contradiction avec l'objet peu technologique qu'est le couteau (pas de présence d'électronique, l'énergie utilisée est uniquement mécanique, les différentes parties sont souvent distinctes).

III/ Etablissement de différents scénarios en vue de la détermination de contradictions

A cette étape, nous avons tenté de relever les différentes contradictions empêchant ou ralentissant le développement du couteau. Pour ce faire, nous avons rempli un tableau et évalué les impacts positifs et négatifs de chaque élément constitutif du couteau. Puis nous avons en imaginant deux scénarios, évalué l'importance de paramètres d'évaluation tels que la masse, la rigidité, l'affûtage, etc...

Dans l'un des deux scénario intitulé "Trekking", nous avons essayé de maximiser l'importance des paramètres importants pour un couteau destiné à un randonneur (la masse, la solidité, le tranchant) sans pour autant  se soucier de l'impact du prix.

Dans un second cas pour le scénario "Low -cost, nous avons minimisé l'importance des paramètres susdits pour en accorder davantage au prix et à l'entretien par exemple. Cela nous a ainsi permis de relever des contradictions différentes propres à chacun des scénarios.

 

L'une des contradiction que nous avons choisi de résoudre est la CT2.8 correspondant au rond le plus à droite dans le scénario couteau de Trekking. Nous avons choisi les contradictions les plus pertinentes en fonction de leur emplacement dans le graphe ci-dessus. Plus la contradiction est en haut et à droite, plus son universalité et son poids sont importants.

Son énoncé est: " La lame doit être à la fois repliable pour satisfaire le volume du couteau non utilisé et non repliable pour satisfaire la rigidité du couteau. Nous avons donc tenté de résoudre cette contradiction en nous inspirant de principes inventifs. Dans notre cas, nous avons jugé que le principe numéro 7 nommé "Le placement interne" permettait de résoudre notre contradiction.

 

IV/Recherche d'une solution à travers une fiche concept

Nous avons imaginé pour répondre à cette contradiction le concept suivant:

Il s'agit d'un couteau comprenant un manche creux dans lequel peut se loger une lame dévissable lorsque le couteau n'est pas utilisé. Ainsi, la contradiction est résolue car le gain de place est encore supérieur au couteau à lame repliable et la liaison pivot, source de perte de rigidité est remplacée par un système de vissage plus rigide. Ce concept présente des avantages supplémentaires tels que la sécurité accrue: la lame ne peut en aucun cas se déplier dans la poche de l'utilisateur.

D'un autre côté, la mise en place de la lame lors de l'utilisation nécessite plus de temps et le système de fixation peut s'endommager avec le temps car très sollicité.

 

Cette solution, bien que ne suscitant pas l'admiration ou l'étonnement au premier abord nous est apparue comme la meilleure. D'une part, aucun brevet similaire n'a été crée d'après nos vérifications sur Google patents. D'autre part, elle est combinable avec d'autres innovations en matière de matériaux: en effet, la majorité de nos idées concernant la résolution des contradictions provenaient du changement de la matière de l'un des composants. Qu'est ce qui empêche ainsi de combiner un manche en céramique ou en nanotubes de carbonne avec le concept inventif décrit plus haut ?

Le logiciel nous a permis de nous conforter dans notre intuition grâce à cette interface, reliant les différents concepts de solution aux contradictions résolues par ces derniers.

 

V/ Solution détaillée et conclusion

Cette solution ne comporte évidemment pas d'aspects techniques ou de concepts qui vont révolutionner la façon qu'a le monde d'utiliser ou de percevoir notre objet. Cependant, ce module nous a aussi appris qu'innover n'était pas forcément avoir des idées extraordinaires mais que des plus petites idées pouvaient venir les plus célèbres brevets et les plus grandes réussites commerciales. De plus, nous avons bien remarqué que le couteau, pendant des siècles a très peu évolué et donc que c'est un objet suffisamment optimisé pour que la moindre modification ait son importance.

Voici le schéma auquel nous avons abouti:


Nous avons hésité quand au système de fixation qu'il convenait d'utiliser et avons opté pour celui-ci car étant simple et sûr d'une part et procurant une grande rigidité d'autre part. Cependant, il serait envisageable d'imaginer un système de fixation différent pour ranger la lame dans le manche éprouvette grâce à un système de clips, ce qui procurerait un gain de temps certain.

Conclusion: La méthode Triz nous a donc permis de mettre de l'ordre de le foisonnement désordonné des idées que nous avions initialement. A travers ces différentes étapes, nous avons pu comprendre de quoi a vraiment besoin un objet tel que le couteau pour se développer. Avant d'être initié, nous ne pensions qu'à l'ajout de nouvelles fonctionnalités non encore inventées, comme une sorte de couteau suisse revisité, mais cette méthode nous a permis d'élargir nos perspectives et de déterminer les contradictions avec plus ou moins de pertinence afin d'aboutir à des concepts de solutions.

C'est sans doute dans cette étape que les difficultés ont été les plus importantes car le couteau est un objet qui n'a pas beaucoup évolué et qui remplit déjà bien son rôle. Nous avons donc du faire appel à notre esprit inventif pour trouver un concept crédible sans chercher l'idée uniquement dans le changement de matériaux. Celui que nous avons retenu nous semblait être pertinent dans la résolution de la contradiction d'une part, crédible d'autre part car d'autres objets ont des systèmes de rangement similaires et enfin il peut être combiné au changement d'un matériau en un autre plus innovant (céramique,nanotubes de carbone).

Ci-dessous le lien dropbox de notre projet:

https://www.dropbox.com/home/Couteau%20Triz%20Girardet%20Miguet%20Henry

 

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