Bac à litière

 

Introduction

ProfileLe module électif Innitiation à l'ingénierie de l'innovation est basé sur l'utilisation du logiciel STEPS (Systematic Tool For Efficient Problem Solving), un support à la méthode de conception inventive IDM-TRIZ élaborée dans le but de guider l'ingénieur dans ses démarches d'innovation. La méthode comporte un certain nombre d'étapes guidant l'ingénieur dans une démarche de conception inventive. Le projet d'innovation que nous allons traité à l'aide de ce procédé est le bac à litière pour chat "Luuup" (https://luuup.com/). L'interface du logiciel STEPS propose un écran pour chaque étape de la méthode et permet d'exploiter de manière optimale les données que nous avons  entrées.Les chats d'intérieur doivent disposer d'un endroit où faire leurs besoins.
Le bac à litière du chat doit être suffisamment grand, confortable et le contenu de la litière doit être composé,d'une substance absorbante et maléable. Si leur litière ne correspond pas à ces critères, le risque est grand pour qu'ils jettent leur dévolu sur un autre endroit de la maison. Elle doit être régulièrement entretenue pour rester propre et sans mauvaises odeurs.
 
 
 

Analyse

1. Intégralité des parties

Nous avons choisi d'améliorer la litière "Luuup", car c'est un produit innovant qui réinvente le bac à litière. Elle est composée de 3 tamis, qui, lorsqu'ils sont superposés, forment un solide bac. Il suffit de soulever l'un des tamis pour filtrer la litière et récuperer les escrements. C'est un système efficace, simple mais qui demande une action humaine. Notre objectif serait d'automatiser ce mouvement perpétuel. De plus, ce bac ne propose aucune gestion des odeurs et des poussières qui font parties des problèmes majeurs des bacs à litière.

 

2. Multi-écrans

 

3. Maturité du système

En ville, l'absence de grands espaces verts fait du bac à litière un objet indispensable de la vie quotidienne de tout propriétaire de chat. Nous disposons donc d'une clientèle stable et dépendante de notre produit.  Comme on peut le voir sur le graphique, le bac à litière Luuup est un produit en plein expensition dans le marché, mais qui reste perferctionnable. De ce fait, nous souhaitons l'améliorer afin qu'il deviennent un produit  autonome, libéré de toute contrainte.      

 

4.Lois d'évolution

 

1. L'Intégralité des parties : Le bac à litière "Luuup" est en soi un produit pleinement opérationnel avec une performance suffisante mais nécessitant un contrôle humain. 

2. La Conductibilité énergétique : Toute l'énergie fournise assure la fonction première du bac à litière : Rammasser la totalité des escrements.

3. L'Harmonisation :  Le rammassage des escrements doit être synchronisé au depart du chat pour eviter toute stagnation générant : mauvaise odeur, baisse de l'hygiène.

4. L'Idéalité : Notre bac littière pourrait ramasser les escrements sans aucune action humaine.

5. Le Développement inégal : Une partie du bac pourrait être consacrée à la gestion des odeurs.

6. La Transition vers le Super-Sytème : Chaque appartement pourrait être equipé d'un espace interrieur (jardin intérieur...) s'occupant de la gestion des escrement félin.

7. La Transition vers le micro-niveau : Le bac pourrait être construit de façon à empècher les mauvaises odeurs (forme du bac, matériaux utilisés).

8. La Dynamisation et contrôlabilité : Notre bac devrait supprimer toute intervention humaine et se contrôler de manière autonome.

9. L'Evolution par la synthèse substances-champs : Le bac pourrait avoir une rampe qui recueillerait le reste de littière se trouvant sur ses pattes est sa fourrure. 

 

5. Paramètres et Poly-Contradictions

Résolution

1. Contradictions 

  

                               

 

Solution

1. Solution generale

A partir de l'étude STEP, nous avons pu définir un bac a litiere automatique et esthétique. Dans cette étude, l'esthétisme du bac doit être universel, puisque nous voulions que ce dernier complimente tout appartement. Ainsi, nous cherchions un objet discret et d'élégance simple. Par conséquent nous avons opté pour un bac cylindrique, décidé de réduire le bac de récupération et abandonner l'utilisation d'une rampe d'accès. Ceci nous a permis de conserver une forme géométrique simple et harmonieuse. Le bac est recouvert d'une housse anti-odeur et anti-poussière, facilement retirable. De plus, comme tous les composant sont regroupés dans un cylindre, il peut être transporté partout et facilement être rangé dans une boite en cas de déménagement ou de voyage.

Puis, nous avons decider que le ramassage des agglomerats ne se troduira tous les jours a heures precises plutot qu'apres chaque passage du chat. Ainsi, nous evitons les couts excessif qu'engendrait un detecteur de mouvement. Cette decision a ete possible grace a l'utilisation du zorflex et des sachets hermetiques qui elimite efficacement les mauvaises odeurs. Ainsi, les escrements peuvent rester dans le bac une journee sans sentir. Au final, les proprietaires de chats doivent recolter les sachets d'agglomerats qu'une seule fois par mois. 

Enfin, comme la partie electronique est assez simple (se systeme fonctionne a partir de rotation controler par un timer et d'une lampe s'allumant lorsqu'il n'y a plus de sachet), nous pensons que le bac pourra etre vendu dans le rayon des apparails electro-menager des grandes surfaces de type Carrefour ou Auchan. 

 

 

2. Solution détaillée

  • Gestion des poussieres par la housse en Zorflex et le tapis anti-poussiere 

Le bac est entièrement recouvert d'une housse en Zorflex (ci-dessous).

 

Le Zorflex un tissue qui élimine les mauvaises odeurs, grâce aux propriétés du charbons actifs. Il est lavable en machine et à une durée de vie de 2 à 3 ans.

La housse entoure le bac à l'aide d'un élastique positionner au niveau de l'entrée.. Ainsi, on peut facilement l’enlever le l’enfiler.

De plus, la face recouvrant l'entrée est en forme de croix avec des “petites dents arrondies”, garantir un accès tout en empêchant la propagation de la poussières et des mauvaises odeurs. Les “petites dents arrondies” ont pour but de légèrement brosser la fourrure du chat à chaque passage et de retirer  les poussières qui se seraient accrochées.

Enfin, nous avons abandonné l'idée d’une rampe car le cas est assez pour que le chat y accède sans problème. À la place nous optons pour l’utilisation d’un simple et classique tapis anti-poussiere pour récolter les poussières accrochées aux pattes du chat.

  • Le cylindre de tri

L'usage de deux cylindres concaves permet de d'automatiser le tri sans prendre beaucoup de place. Ainsi le bac à litière conserve un design cylindrique, simple et discret. Chaque cylindre en ensuite divisé en partie ayant différentes fonctions de tri :

  • séparation agglomérat / litière propre pour le tamis

  • evacuation des agglomérat pour les fentes

  • stockage provisoire de la litière propre pour un compartiment

  • stockage permanent de la litière d’approvisionnement pour deux compartiments

 

Pour diminuer la consommation d'énergie électrique, les cylindres sont constitués d'un alliage d'aluminium (par exemple) léger et résistant au poids d'un chat. Le moteur effectuant la rotation est aussi équipé d'une horloge a partir de laquelle on fixe l'heure du nettoyage.

 

Le  tri s'effectue en 5 étapes, représentées dans le schéma ci-dessous :

 

Les deux compartiments de stockage permanent (coloré en vert sur le schéma) sont munis de clapet s’abaissant (sous l’action de la gravité lors de la rotation du cylindre extérieur) pour verser de la litière fraîche dans le compartiment de stockage provisoire.

Ce dernier est généralement remplis de la litière propre restante après le tri. Cependant, au fur et à mesure des tri cette litière diminue au profit des agglomérats. Ainsi, il était fondamental de mettre en place un approvisionnement permanent et automatique en litière. En approvisionnement le compartiment de stockage provisoire on contrôle la quantité de litière ajoutée et on évite les excès. En effet, lorsque le compartiment de stockage provisoir est remplie la litiere bloque l'ouverture des clapet. Enfin, au dos de ces deux compartiments se trouvent un accès permettant de les remplir tous les mois.   

 

  • Le bac de recuperation

Le fonctionnement du bac de récupération s'inspire des poubelles Sangenic Tec de Tommee Tippee.

Le bac de recuperation se situe sous le cylindre de trie, au niveau de la double fente. Ainsi, les agglomerats atterissent directement sur le film. Ce dernier est hermetique et anti-bacterian ; par consequence, les agglomerats peuvent rester plusieurs jours dans le bac de recuperation sans sentir ( nous voulons pousser le maximum a 1 mois). 

Le poids des agglomerats fait descendre le filtre generant une petite poche. Puis une petite surface cylindrique situer au debut de l'enbout effectue une rotation de 360 degree qui ferme le film. Ainsi, au fils des jours, on obtient des petits boudins attacher les uns a la suite des autres. 

A la fin du mois, il suffit te tirer sur une poignee situees deriere le bac pour recupperer les boudins et jeter le tout a la poubelle. 

L'utilisateur n'entre donc jamais en contact avec les escrements.

 

Fichier STEP

Lien drive 

 
 
 

Alimentation de PC portable

Introduction

 

En tant qu'étudiants nous sommes amenés à utiliser notre ordinateur portable lors de déplacements. Il nous faut pour cela avoir accès à une source d'alimentation électrique lorsque la capacité de la batterie ne suffit pas. Ainsi nous est venu l'idée d'améliorer l'alimentation. Par exemple, nous avons remarqué un problème récurent de rangement des cables (emmellement).

Nous avons choisi comme objet de départ une alimentation évoluée :  le chargeur magsafe d'apple (notamment avec son connecteur aimanté qui permet d'éviter la chute de l'ordinateur portable ainsi que de trébucher dans la cable)  http://www.apple.com/fr/shop/product/MC747Z/A/adaptateur-secteur-magsafe-45-w-pour-macbook-air

Dans cette article nous allons appliquer la méthde TRIZ  à l'aide du logiciel STEPS afin d'innover et d'amméliorer cet objet.

Intégralités des parties

Pour commencer nous avons analysé le fonctionnement et les différentes parties d'une alimentation de Pc Portable. Cela nous a permis de définir les différentes fonctions du chargeur.

 

 

Multi-écrans

Nous avons analysé les evolutions du système en essayant de cibler les perfectionnements.

 

 

 

 

Lois d'évolution

Nous avons réglé les curseurs des lois d'évolution afin que cela corresponde avec l'évolution que l'on souhaite mener.

 

 

 

 

Etude des contradictions

Tout ce processus nous a servi à établir plusieurs contradictions concernant notre alimentation d’ordinateur portable, le but étant qu’en les résolvant nous trouvions des idées d’améliorations et d’innovation. Il faudra ensuite choisir lesquelles sont à retenir : toutes ne sont pas aussi intéressantes les unes que les autres, et toutes ne peuvent pas cohabiter ensemble. 

 

RAPPEL DE NOS OBJECTIFS : 

Nous souhaitons développer une alimentation de PC portable innovante optimisant lmobilité de l’utilisateur et facilitant l'utilisation de l'alimentation. Grâce à notre alimentation, il doit pouvoir charger son laptop dans des circonstances où une prise électrique ne se trouve pas à quelques mètres de lui (dans les transports, dans des amphithéâtres ou grandes salles d'un bâtiment...). Optimiser la mobilité signifie également réduire la masse et l’encombrement ainsi qu'augmenter la durée de vie.  

 

1ère contradiction : contradiction d’universalité.

Le problème est que les chargeurs sont tous « propriétaires », c’est-à-dire que chaque ordinateur possède un connecteur différent. 

Une solution serait d’utiliser un chargeur à induction.  

 

Sinon, il nous faudrait choisir le connecteur USB type C. C’est une norme récente et qui va devenir un standard (il est de plus en plus intégré sur les laptops récents et par de plus en plus de constructeurs ainsi que sur la plupart des nouveaux smartphones ). De plus, c’est le connecteur qui permet une charge la plus rapide à ce jour. Dernier avantage, il n’est pas cher à intégrer et à produire. 

 

2ème contradiction : le câble doit être long, mais léger.

Une solution est de ne plus utiliser de câble du tout et de faire transiter l’énergie électrique par un autre canal. Nous avons pensé à l’induction, mais dans ce cas, l’ordinateur devrait se trouver à quelques centimètres au plus de la station de recharge, ce qui n’est pas du tout l’objectif. Nous avons lu que des solutions de recharge par ondes électromagnétiques sont en cours de développement, mais nous écartons également cette possibilité car elle n’est pas achevée, le rendement est très mauvais, et cela pourrait être nocif pour la santé des usagers. Il reste la recharge grâce à l’énergie solaire, mais le rendement est très faible, et la quantité d’énergie ne suffit déjà pas pour recharger un smartphone, alors ce serait pire pour une batterie d’ordinateur portable. 

Il fallait cependant trouver des solutions pour pouvoir charger son laptop dans des conditions où une prise ne se trouve pas à proximité. Il fallait donc allonger le câble. 

Une solution est de concevoir un chargeur avec un « enrouleur », à la manière des rallonges utilisés en extérieur. Cette solution nous paraît intéressante car elle a l’avantage d’un rangement très facile et rapide et d’un encombrement au repos très réduit. 

Nous avons aussi pensé à rendre les câbles élastiques. Ainsi, leur encombrement au repos serait également réduit, mais permettrait d’attendre des prises situées à plus grande distance (cependant sûrement moins grandes qu’avec la solution d’enrouleur précédente). 

 

3ème contradiction : le câble doit être fin et léger, mais doit rester solide et avoir une longue durée de vie.

Nous avons eu l’idée de changer le matériau utilisé pour la fabrication des câbles. Après quelques recherches, nous pensons fabriquer le câble en fibre de nylon. Ce matériau permet au câble d’être très léger car il est très peu dense, mais ses bonnes caractéristiques mécaniques en font un matériau très solide. Il existe quelques câbles conçus avec ce matériau : la technologie est maitrisée. 

 

 

Nous ne présenterons pas les autres contradictions : elles n’étaient pas aussi intéressantes que les premières ou faisaient intervenir le prix, mais notre objectif n’est pas de concevoir une alimentation bon marché. 

Nous avons eu une autre idée qui ne provient pas de l’analyse de contradiction : intégrer des cellules de stockage d’énergie directement dans le câble ou dans le boitier du transformateur. Cela est complétement en accord avec notre objectif de mobilité, mais augmenterait la masse et le volume de l’alimentation. Il existe déjà des câbles pourvus de batteries externes pour les laptops, mais ils ont plus de succès pour les smartphones.  

 

 

 

 

Choix des solutions

 

Nous avons ensuite comparé ces solutions et avons choisi celles à retenir. 

Pour nous aider, nous les avons rentrés dans le logiciel STEPS afin de les classer. Les résultats sont (de la meilleure solution à la pire) : 

  1. Remplacer le matériau du câble par de la fibre de nylon  

  1. Recharge par induction 

  1. Conception en enrouleur 

  1. Stockage d’énergie supplémentaire dans le boitier du transformateur 

  1. Rendre les câbles élastiques 

  1. Recharge à l’énergie solaire 

 

Après traitement, il apparaît que la solution « Remplacer le matériau du câble par de la fibre de nylon » est la plus pertinente et celle qui présente le plus d’avantages. Ensuite vient la solution « recharge par induction », puis « enrouleur ». Il nous faut donc choisir entre l’induction (2) et l’utilisation de câbles UBS-C enroulés en fibre de nylon. Nous préférons cette dernière, car elle présente plus d’avantages et est plus en accord avec notre objectif de mobilité (s’il fallait rajouter une station de recharge par induction, l’encombrement (et donc la mobilité) serait dégradé). De plus l'induction a un rendement énergétique très mauvais dû à l'effet Joule notamment. 

Pour la solution « stockage d’énergie supplémentaire dans le boitier du transformateur ». Bien que cette solution ne soit pas aussi utile que les autres, elle est tout de même très intéressante et nous décidons de l’intégrer à notre alimentation. 

Enfin, nous écartons les solutions « rendre les câbles élastiques » à cause de l’utilisation de nylon, et « recharge à l’énergie solaire » également . 

 

Solution retenue

Finalement, voici un schéma de principe de notre alimentation innovante.

Cette alimentation est dotée d'un enrouleur afin d'optimiser la place utilisée lors du rangement et du transport. Elle peut aussi intégrer une petite batterie en cas de besoin.

 

Légende

P : Prise murale

T : Transformateur

B : Batterie externe

E : Enrouleur

C : Cable en fibre de nylon

L : Languette pour le rangement du connecteur

 

Finalement, notre nouvelle alimentation répond bien aux objectifs que nous nous étions fixés, c’est-à-dire optimiser la mobilité de l’utilisateur – il fallait donc diminuer la masse et l’encombrement, optimiser l’utilisation en extérieure où dans des locaux inconnus et avoir un design facilitant le transport et le rangement – ainsi qu’optimiser la simplicité d’utilisation. 

Concernant l’utilisation en extérieure, l’utilisateur peut maintenant utiliser son ordinateur sans prise de courant à proximité grâce à la batterie externe intégrée (même si celle-ci ne dure pas aussi longtemps que celle de l’ordinateur), et dans des bâtiments inconnus où la prise de courant se situerait très loin de la station de travail : le concept d’enrouleur permet de dérouler un câble beaucoup plus long que le câble habituel de 2m à encombrement identique. Le transport et le rangement sont également grandement optimisés : notre alimentation a une forme compact qui permet de réduire le volume global lors du rangement. Grâce à l’utilisation de fibre de nylon, la masse ne sera pas plus élevée que cella des alimentations existantes (par exemple l’alimentation MagSafe que nous avions pris comme alimentation de référence mentionné en introduction). Ce nouveau matériaux augmente aussi la solidité des câbles. Cette résistance accrue a pour effet de réduire les dégâts et d’augmenter la durée de vie. 

 

Notre alimentation est aussi plus simple à utiliser que ses concurrents : en effet, au lieu de passer du temps à chaque fois pour ranger le câble, le nôtre s’enroule automatiquement et rapidement à chaque rangement. 

Le lien du fichier steps sur One drive : https://1drv.ms/f/s!AqlqGqT4WpmW2UsQe8eMz-HZBkbA

 

Etui à lunettes

 

I. Introduction

       

    L'étui à lunettes est apparu à la fin du XIX ème siècle lors de la démocratisation des lunettes. 

    Avant cette époque, les lunettes étaient exclusivement portées par la classe plutôt aisée pour lire et écrire, et ne nécessitaient donc pas de moyen particulier pour les transporter. 

    Aujourd'hui une part importante de la population porte des lunettes (1 personne sur 3 est myope en Europe), c'est pourquoi l'étui à lunettes est devenu lui aussi un élément indispensable pour protèger ses précieuses lunettes.

II. Analyse

    Aujourd’hui il existe de nombreux models d’étui à lunettes (rigides, souples, à fermeture éclair, à pression ou

encore sans réelle fermeture). Cependant, l’étui à lunettes n’a jamais subi d’innovation significative.

 

    L’intérêt du module est de résoudre un problème inventif simple à l’aide de la méthode TRIZ (« Teorija

Reshenija Izobretateliskih Zadacht »). Cette méthode considère que les problèmes rencontrés lors de la conception

inventive sont similaires à d’autres problèmes déjà résolus. Il s’agit donc de guider l’ingénieur ou l’inventeur à

formuler de manière abstraite et générique ses contradictions afin de pouvoir s’inspirer des solutions déjà

existantes. Il s’agit donc d’une approche méthodique ayant pour but de proposer des solutions

systématiquement. 

 

1) Analyse multi-écran

    L'analyse multi-écran est une étape indispensable pour le développement de produit innovant. Elle permet d'identifier les différentes innovations du produit au cours du temps, mais également les aspects qui ont été détérioré.

    Le super système que nous avons identifié est un sac. Et les sous-système considérés sont tous les éléments pouvant être présent à l’intérieur de l’étui (son tissu intérieur, la lingette nettoyante, le sérum nettoyant pour lentille de contact). 

    Selon nous, l'ajout de nouvelles fonctionalités pourrait être un axe majeur pour l'innovation de l'étui à lunettes. 

 

 

2) Loi d'évolution

    La loi d'évolution des systèmes techniques nous permet de mettre en évidence les voies d'évolution de notre système suivant les neufs lois ci-dessous :

 

- L'integralité des parties : Un étui à lunettes qui protège déjà correctement les lunettes.

 

- La conductibilité énergétique : L'énegie est utilisée à 100% pour proteger les lunettes.

 

- L'Harmonisation : Le tissu intérieur doit être reconçu de manière à ce que sa zone de contact avec les lunettes soit idéalement structurée pour protèger les lunettes. C'est à dire que l'étui s'adapte aux lunettes afin de les maintenir en position.

 

- L'idéalité : L'idéalité est ici obtenue si les lunettes se protègent d'elles-même sans qu'un étui à lunettes ne soit nécessaire.

 

- Le dévoloppement inégal : Le tissu intérieur peut être amélioré afin d'augmenter l'efficacité du maintien en postion 

 

- La transition vers le Super-Système : Le sac à dos ou la poche pourraient protèger les lunettes sans qu'il y ait besoin d'un boitier pour contenir les lunettes

 

- La transition vers le micro-niveau : La coque exterieur pourrait passer de l'état actuel rigide à un système articulé de manière à ce que l'étui à lunettes puisse maximiser la fonction de protection des lunettes.

 

- La Dynamisation et contrôlabilité : La coque exterieur pourrait être articulée afin de limiter le volume occupé par le boitier.

 

- L'évolution par la synthèse substances-champs ; L'étui à lunettes pourrait présenter d'autres fonctions comme par exemple être pourvu d'un rangement pour des lentilles de contact dans le boitier.

 

3) Maturité du sytème

 

    Un étui à lunettes est vendu avec chaque paire de lunettes. L'étui à lunettes n'est donc pas un produit en fin de vie car il possède un marché potentiel important, cependant une innovation est selon nous nécessaire afin d'intégrer ce nouveau marché.

 

4) Poly-contradictions

 

    Nous avons identifié cinq Paramètres d'Actions (le coût, le volume, la nature, la souplesse et le système de fermeture) auxquels nous avons attribué des paramètres d'évaluations (esthétique, maintien en position, place disponible dans le sac, protection intérieur, clientèle plus large, plus de fonctionnalités et masse) et établi cinq contradictions auxquelles nous avons attribué une importance de 0 à 10. 

 

 

III. Résolution

    Après avoir choisi une contradiction, il faut choisir un des deux PE (Paramètre d'Evolution) de manière à apporter une plus value à notre objet. Parmi les caractéristiques proposées par la matrice TRIZ, nous choisissons celle qui correspond le plus à notre contradiction. Le logiciel nous sélectionne ensuite, parmi les 40 principes de la méthode, ceux ont le plus de chances de nous aider à résoudre ce type de contradictions. 

 

1) Contradictions

    Il s'agit ici de choisir les contradictions en cherchant celles qui maximisent les trois paramères (poids des contradictions, universalité et rayonnement). Nous avons étudié les deux scénaris suivants :

    Nous nous sommes intéressés à trois contradictions :

-Le système de fermeture doit à la fois être existant pour permettre un maintien de la position des lunette et inexistant pour réduire la masse de l'étui.

-Le volume doit être à la fois suffisant pour permettre à l'étui de satisfaire plus de fonctionnalités tout en étant le plus faible possible pour ne pas prendre trop de place dans un sac.

-Le prix de l'étui doit être suffisamment élevé pour assurer une qualité du produit permettant le maintien des lunettes dans l'étui pour ne pas les abîmer et suffisamment bon marché pour satisfaire une clientèle la plus large possible. 

 

 

2) Concepts de solution

1) Un boitier pliable:

    En s'inspirant du principe 1 ( la segmentation ), nous avons imaginé un système de boitier entièrement démontable pour ainsi pouvoir réduire son volume si l'utilisateur porte ses lunettes.

    Le principe de fonctionnement de ce boitier est simple, il est segmenté en 3 parties distinctes: on dépose les lunettes sur une surface pliable, puis on vient positionner 2 bouchons aux extrémités pour fermer le volume.

    Lorsque l'utilisateur porte ses lunettes, la surface pliable se range à l'intérieur des deux bouchons afin de réduire le volume occupé.

    Ce boitier risque cependant d'apparaître comme un étui complexe à l'utilisation et à la manipulation.

 

2) Un boitier déformable: 

    Le boitier est composé de plusieurs tiges plastiques fixées sur deux supports circulaires. Ces tiges sont reliées entres-elles par un tissu protecteur. Deux anneaux viennent maintenir les tiges. Lorsque l'on souhaite ouvrir le boitier, il suffit de faire glisser les deux anneaux en les tournant vers les extrémités.

 

    Cette solution permet de résoudre le problème du système de fermeture. Cependant il serait tout d'abord nécessaire de trouver un matériau permettant cette fonctionnalité et améliorer le design par la suite.

3) Un boitier blob: 

    Il s'agit d'une substance compararable à celle des chaufferettes, capable de se rigidifier et de redevenir maléable sur demande. Idéalement, par une simple pression sur un bouton on passe d'un état à l'autre afin d'introduire ou retirer les lunettes.


 

    Là encore, il s'agit de trouver le matériau adéquat. Nous avons pensé à une évolution amenant la réversibilité du procédé à la manière des fluides non-newtonien.

 

V. Solution

    Nous avons choisi de retenir la première solution de boitier pliable. En effet cette solution permet d'à la fois protèger au mieux les lunettes, mais également minimiser le volume occupé par le boitier.

 

    La plaque maintenant les lunettes est composée de multiples plaques de métal recouvertes d'une couche de matière plastique coloré sur la partie extérieur et douce sur la partie intérieure à la manière des étuis classiques.

    Les plaques métalliques sont alignées suivant quatre bandes parallèles permettant par pliage de créer un volume pouvant accueillir les lunettes. Trois de ces quatre zones sont elles-mêmes pliables en deux dans l’autre sens. La quatrième est-elle pliable en trois parties dont deux ne sont pas solidaires des autres bandes. Cette quatrième zone différente des trois autres permet de rigidifier la structure de l’étui pour assurer la protection des lunettes.

       

    Chaque extrémité de plaque est aimantée de manière à rester solidaire des bouchons positionnés de part et d’autre. Une languette permet de maintenir les deux bandes extrêmes entre elles afin de maintenir fermé l’ensemble.

 

    Les deux bouchons permettant de fermer le volume sont sensiblement différent. Le fond des deux bouchons est aimanté. Cependant, lorsque les lunettes ne sont pas dans l’étui, « la plaque » une fois pliée se range entre les bouchons qui sont alors assemblables.

    

 

    L'un de deux bouchons assure une fonction supplémentaire. Une rainure sur la face externe permet de venir y poser son téléphone, comme un dock classique.

 

VI. Conclusion

    Ce module d'innovation nous a permi de voir un aspect de l'ingénierie qui n'avait, jusqu'à présent, jamais été abordé. La créativité d'un ingénieur est une compétence de plus en plus demandée par les entreprises et mérite d'être travaillé.

    La méthode TRIZ permet d'encadrer la recherche d'idée inventive de manière rigoureuse et nous donne des pistes de recherche. En effet, elle nous a ammené à des solutions auxquelles nous n'aurions jamais pensé. 

 

 

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Lampadaire

 

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Cuillère à glace

LA CUILLÈRE À GLACE

 

INTRODUCTION

 

 

La cuillère à glace est un objet dont l’invention date du 17ème siècle, soit juste après celle de la glace. En effet, manger de la crème glacée devient plus simple à l'aide de cet objet.

 

 

De plus, depuis ses débuts, la cuillère à glace est passée d’un objet en bois simple et sans relief, à un objet plus complexe, alliant plusieurs innovations permettant une meilleure prise en main.

 

 

De nos jours, la cuillère à glace est presque devenue incontournable dans les foyers français. Cependant, nous considérons qu’en dépit de toutes les innovations subies, ce type d’objet peut encore se trouver amélioré, dans l’optique d’être le plus pratique possible pour l’utilisateur.

 

 

Pour y arriver, nous utilisons la méthode TRIZ. Elle consiste à déceler les changements survenus lors d’une évolution de l’objet, aidant à déterminer ce qui doit être amélioré.

 

 

Comme travail préalable, nous avons recherché la cuillère à glace déjà existante qui nous semblait la plus innovante. À partir de cet exemple concret, nous avons listé les critères que nous souhaitions améliorer sur notre produit lors de cette démarche d'innovation. Cela nous a donné un point de départ pour commencer notre travail sur la cuillère à glace.

 

 

 

Analyse

Intégralié des parties

 

 

Pour commencer, nous avons analysé le fonctionnement et les différentes parties d'une cuillère à glace, puis nous définissons ses fonctions.

 

 

 

 

Analyse multi-écrans

 

 

Dans cette partie, nous cherchons à déterminer les avantages et inconvénients qu'apportent les différentes évolutions de notre produit.

 

 

Plus précisément, nous prenons l’exemple d’un ancêtre direct de notre objet et de la cuillère à glace actuelle en prenant compte leurs sous-systèmes et super-systèmes.

 

 

Nous allons ensuite nous intéresser aux points positifs et négatifs qui surviennent lors du passage de l’objet « ancêtre » au projet actuel.

 

 

Cette démarche nous permettra de nous donner une idée de ce qui peut être amélioré. On cherche alors les avantages qu'apporterait l'évolution de la cuillère à glace actuelle. Cela nous ammène à une liste de critères possible pour notre objet innové, ainsi que pour son sous-système et son super-système.

 

 

 

 

 

Maturité du système

 

 

Le graphique modélise deux courbes et représente le stade d’évolution actuel de l’objet et le stade d’évolution où l’objet devrait se trouver après notre recherche d’innovation.

 

 

La cuillère à glace est présente depuis quelques centaines d’années et de nombreuses innovations l’ont déjà fait évoluer pour répondre aux besoins des utilisateurs. De plus, nous pensons que l’objet arrive en fin d’évolution, ainsi nous avons placé notre future innovation sur la même courbe que l’état d’évolution de notre objet actuel.

 

 

Finalement nous cherchons à innover notre objet mais pas à développer une évolution importante déterminante pour lui permettre d’être à un nouveau début de cycle et de se trouver sur la seconde courbe de notre graphique.

 

 

 

 

 

 

Lois d'évolution

 

 

Les lois d'évolutions constituent une partie importante de le méthode TRIZ et de l’analyse du produit. Ces 9 lois nous permettent de déterminer la capacité d’évolution du système étudié.

 

 

Voici une brève description des neufs lois présentes dans la méthode pour mieux comprendre le diagramme ci-joint.

 


 

Lois n°1 : intégralité des parties

 

 

Cette loi détermine si chaque élément participe pleinement au bon fonctionnement du système et si au moins une des parties est contrôlable pour subir les variations de l’élément de commande.

 

 

Loi n°2 : conductibilité énergétique

 

 

Cette loi évalue si la circulation de l’énergie est libre et efficace au travers des différentes parties du système. Ainsi, le bilan énergétique des pertes est un indicateur important du respect ou non de cette loi.

 

 

Loi n°3 : Harmonisation

 

 

Cette loi évalue la coordination des rythmes des parties.

 

 

Loi n°4 : Idealité

 

 

Cette loi évalue le niveau d’idéalité. Un produit tend vers un idéal dont le volume, le poids, la surface, le coût tendent vers 0. L’idéalité augmente si on augmente les fonctions utiles et/ou si on diminue les fonctions inutiles ou néfastes. Un système ne peut survivre que si sont idéalité augmente.

 

 

Loi n°5 : Développement idéal

 

 

Cette loi évalue l’évolution inégale des parties et donc la complexité du système.

 

 

Loi n°6 : Transition vers un super-système

 

 

Cette loi évalue si un système a épuisé toutes ses possibilités de développement, et peut fusionner à un super système en tant qu’une de ses composantes.

 

 

Loi n°7 : Transition vers le micro-niveau

 

 

Cette loi reflète la tendance de l’évolution des systèmes techniques vers une miniaturisation des composantes du système. Le stade ultime du développement pouvant éventuellement être interprété comme une évolution vers le nanomètre.

 

 

Loi n°8 : Dynamisation (par augmentation de la contrôlabilité)

 

 

Le développement des systèmes peut tendre à se segmenter pour acquérir plus de dynamisme. Seulement cette évolution ne peut pas se faire si cela inclut une perte de contrôlabilité.

 

 

Loi n°9 : Dynamisation ( ajout d’associations substances-champs)

 

 

Cette loi évalue si le système nécessite une complexification justifié par l’évolution fonctionnelle engendrée pour l’objet.

 

 

Sur le graphique suivant, le logiciel « Steps » nous aide en nous fournissant une suggestion préalable de l’évaluation des lois, en fonction de notre travail précédent, qui est représentée par le diagramme vert.

 

 

Nous avons ensuite donné notre propre évaluation des lois, ce qui aboutit au diagramme bleu.

 

 

 

 

 

 

Paramètres et poly-contradictions

 

 

Dans cette étape, notre objectif est de déterminer les contradictions de notre système, ce qui représente des possibilités d’évolutions.

 

 

Dans cette optique, nous sélectionnons des paramètres d’évaluation (PE) qui représentent notre système et qui sont destinés à être améliorés. Ces derniers peuvent aussi être ajoutés par nous mêmes. Ensuite nous déterminons les paramètres d’action (PA) qui sont choisis parmi les PE en fonction du scénario, autrement dit en fonction des caractéristiques finales de notre produit innové. Les Pa engendrent des contradictions avec une action et son opposé. Ces dernières sont définies par des PE. Pour finir nous évaluons le degré d'importance de ces PA et  de ces PE.

 

 

Toute cette démarche est propre à un scénario donné, qui montre la voie d’évolution choisie de notre système. Nous avons décidé de travailler sur l’amélioration des performances de notre cuillère à glace.

 

 

 

 

 

Résolution

Contradictions proposées

 

 

Une fois la partie la partie « Analyse » terminée, nous nous tournons vers la résolution avec l’item des contradictions proposées.

 

 

Précédemment, nous avions mis en évidence des contradictions puis, au travers de la notation des paramètres d’évaluation (PE), des valeurs ont été attribuée à ces dernières. La visualisation de ces notations se fait sur le diagramme Universalité/Poids des Contradictions. Les contradictions répondant au mieux aux attentes se trouvent au maximum de l’abscisse et de l’ordonnée.

 

 

Afin d’utiliser cette partie de la méthode TRIZ, nous nous occupons en premier lieu des meilleures de nos 22 contradictions, sélectionnées selon le paramètre précédent.

 

 

Méthode Matrice

 

 

 

Elle consiste à afficher les principes TRIZ qui sont les plus à même de trouver une solution à la contradiction étudiée.

 

 

Pour cela, nous devons sélectionner, dans un premier temps, parmi nos deux paramètres en contradiction, celui qui ce dégrade et celui qui est ammené à évoluer.

On désigne ensuite les paramètres génériques qui correspondent à nos deux paramètres de contradiction. On obtient ainsi les principes inventifs les plus aptes à résoudre notre contradiction. Il sont rangés dans l'ordre sous forme d'une pyramide inversée. En étudiant plus précisément  les deux ou trois principes présentant le plus haut pourcentage à l'aide des élements de la base données, on choisi le principe qui nous semble le mieux correspondre à la résolution de notre contradiction.

Enfin, nous créons une fiche solution qui explique une evolution possible de notre système en suivant le principe TRIZ étudié.

 

 

 

Méthode Modes de séparation

 

 

 

Cette méthode est présentée sous la forme d'un arbre de décision. Nous sommes guidés par des questions sur l'état actuel et sur les possibles évolutions de notre système.

En répondant aux questions de cette méthode, nous organisons petit à petit nos idées jusqu'à dégager une solution pour notre contradiction.

 

 

 

Conclusion

 

 

 

Dans l’optique d’analyser une contradiction donnée, nous nous sommes majoritairement servi de la méthode Matrice, car elle est intuitive et nous offre la possibilité d'accéder à des exemples concrets via une base de donnée. Ceci nous permet alors de nous inspirer de cas existants pour trouver une solution à notre contradiction .

La méthode Modes de séparation nous a quant à elle paru plus difficile d'utilisation car quelques questions n'avaient pas de réponse évidentes pour notre produit et certaines étaient compliquées à cerner. Il était donc plus complexe pour nous d'aboutir à une solution satisfaisante à l'aide de cette méthode.

Enfin, nous n'avons pas utilisé la méthode Vépoles car elle était trop complexe pour être utilisée aussi efficacement que les deux autres.

 

 

Dans notre projet, nous avons d’abord étudié les premières contradictions dont la 3.1 : « La prise en main du manche doit être à la fois bonne pour satisfaire une meilleure ergonomie et mauvaise pour satisfaire un moindre coût ».

 

 

Nous avons ensuite  trouvé l’inspiration à travers les exemples de la base de données du principe « changement de couleur » et « changement de phase ». Nous avons pu créer un concept de solution qui consiste en un manche à mémoire de forme.

Nous avons également étudié le principe « vibration mécanique» qui nous a ammené vers un concept de solution incluant un moteur dans le manche de notre cuillère à glace permettant au cuilleron d'osciller.

 

 

 

 

 

Concept de solution

 

 

La première idée que nous ayons eu est au sujet du manche à mémoire de forme qui est composé d'une matière à mémoire de forme s'adaptant à la morphologie de la main de l'utilisateur dans l'"action". Ensuite, nous avions étudié d’autres contradictions de la même manière que précédemment.

 

 

En recherchant des solutions possibles dans les bases de données, nous avons trouvé d’autre concepts de solution comme :

 

 

- un cuilleron oscillant issus du principe « vibration mécanique », permettant d’améliorer l’entrée dans la crème glacée et de réduire l’adhérence au cuilleron

 

 

- des boules de glace déjà formées issus du principe « action préalable », permettant de faire disparaître la cuillère à glace en faisant au préalable les boules de glaces.

 

 

 

Nous avons ensuite trouvé d’autre concepts de solutions suite à nosrecherches sur la base de données de principes clés permettant d’optimiser la contradiction étudiée.  

 

 

 

 

 

Solution

Choix du concept de solution

 

 

La méthode TRIZ se termine dans cette partie, qui consiste à choisir les meilleures solutions parmis les concepts sauvegardés.

 

 

Dans cette étape, un diagramme représentant les différentes contradictions étudiées et nos différents concepts de solution nous offre la possibilité de voir quel concept de solution répond au plus grand nombre de contradiction. Ceci nous permet de visualiser quel est le concept le plus profitable à notre innovation future.

 

 

Voici les concepts les plus avantageux :

 

 

1 - Un cuilleron composé de deux structures permettant de réaliser un service à un temps donné et un autre à un autre temps.

 

 

2 - Le cuilleron peut subir un changement de température (chauffage) pour faciliter la formation des boules de crème glacée.

 

 

3 - La cuillère à glace, ou une de ses parties, serait un réceptacle capable de prendre de la glace et de la contenir pour qu'elle soit mangée.

 

 

4 - Un cuilleron oscillant

 

 

5 - Un manche à mémoire de forme

 

 

A partir de là, nous avons dû faire un choix. Le premier concept n’est pas viable, parce que nous ne voulions pas que notre objet remplisse des fonctions trop différentes les unes des autres. Le 2ème n’a pu être choisi car existant déjà. Ensuite, la 3ème possibilité nous a aussi bien intéressé, seulement, nous étions dans l’optique de choisir une innovation de l’objet sans que celui-ci disparaisse, même si nous savons que ce 3ème choix possède beaucoup d’avantages. Nous nous sommes donc penchés sur un croisement entre la 4ème et la 5ème possibilité.

 

 

 

 

 

Solution détaillée

 

Solution retenue

 

 

 

 

 

Lien Steps

 

 

Vous pouvez accéder à notre fichier Steps en suivant le lien ci-après : https://drive.google.com/drive/folders/0B4N4-i9Jz9CQTWlDRS1rUDhXMk0

 

 

 

 
 
 

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