Trousse à contenu facile d'accès

  La Troubelle

La trousse née du mariage d'une trousse et d'une poubelle, elle est vraiment trou-belle!

 

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Sommaire:

1) Introduction

2) Analyse fonctionnelle et étude de marché

1. Recherche du besoin fondamental

2. Recherche des milieux de base et fonctions de base en phase d’utilisation

3) Prototypage

• Premières idées, croquis et essais

• Modélisation, création

• Résultat final

4) Conclusion

 

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1) Introduction

 

   Pouvant retourner pleinement en cours en présentiel, les élèves et étudiants retrouvent avec joie leur matériel scolaire. Devant s’installer rapidement tout en sortant leurs affaires, les apprenants perdent souvent les premières minutes du cours à farfouiller dans leur sac et à chercher un certain stylo perdu au fond de la trousse.

   Les cours 100% digitaux n’étant pas démocratisés, la trousse est encore un incontournable du sac de cours. Celles-ci ont globalement gardé une même forme à travers le temps, en position horizontale sur le plan de travail, les fournitures pêle-mêle à l’intérieur.

   Il est temps de donner un coup de jeune à la trousse scolaire. Notre projet cherche à proposer une trousse permettant non seulement de ranger de manière organisée ses fournitures scolaires, mais aussi s’ouvrant à une main, facilitant l’accès aux personnes à mobilité réduite notamment.

 

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2) Analyse fonctionnelle et étude de marché

a. Recherche du besoin fondamental

Contrôle de validité de ces besoins:

• Pourquoi le système existe-t-il ?

  • Parce que les trousses conventionnelles ne sont pas optimisées pour le rangement

• Pour quoi ce besoin existe-t-il?

  • Pour faciliter l'accès aux différentes fournitures

• Qu’est-ce qui peut le faire évoluer ?

  • Trousse connectée

  • Trousse motorisée

• Qu’est-ce qui pourrait le faire disparaître ?

  • Digitalisation de la prise de note

  • Absence de prise de note

  • Evolution des systèmes d’écriture manuscrite 

• Dans sa forme actuelle, le besoin est-il validé ?    

  • OUIIII

  • Non

• Pourquoi ?

  • Car il a peu de chance de voir disparaître ce système d’ici 10 ans

 

b. Recherche des milieux de base et des fonctions de base en phase d’utilisation

 

Diagramme pieuvre de la trousse

Fonction principale :

• FP1: Permettre à l’Homme de ranger de manière efficace ses fournitures

• FP1’: Avoir un accès facile au contenu de la trousse

Fonctions contraintes:

• FC1: Être d’un design attrayant

• FC2: Être sans danger pour l’Homme/ être ergonomique

• FC3: Être adapté à la température ambiante et aux variations de températures saisonnières

• FC4: Résister aux forces de compression

• FC5: Résister aux agressions extérieures (chocs, chutes, liquides, …)

• FC6: Résister aux rayons lumineux

 

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3. Prototypage

a. Premières idées, croquis et essais

 

Notre idée nous est venue en observant des objets du quotidien. En particulier, nous avons repéré des trousses, qui une fois ouvertes, font pot à crayon.

Mais cela existe déjà. Cependant une trousse de ce style qui s’ouvre à une main est déjà plus rare. Nous avons réfléchi à différents mécanismes d’ouverture/fermeture, en nous inspirant de mécanismes existant dans d’autres domaines d’application: les diaphragmes d’appareils photo, les systèmes d’ouverture de certaines poubelles, etc.

Pour répondre à la fonction “verticale” de la trousse, nous avons songé à différents systèmes d’ouverture de la trousse tout en prenant en compte le fait que la trousse doit être ouvrable à une main. Ci dessous, un diagramme F.A.S.T décrivant les différentes idées eues.

 

 

Nous nous sommes décidés pour un système d'ouverture "téléscopique" pour les raisons suivantes:

Avantages:

• pas de système motorisé, système purement mécanique

• inspiration d’objets existant déjà dans d’autres domaines d’études

• plus grande facilité de mise en oeuvre avec le matériel mis à disposition

• possibilité de combiner les différents systèmes

Inconvénients:

• taille du mécanisme à optimiser par rapport à la taille de la trousse

 

      Idée 1: Système inspiré de l'ouverture de certaines poubelles         Idée 2: Système inspiré de l'ouverture des diphragmes des appareils photos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

         Idée 3: Système de lamelles/baguettes métalique (comme ce qu'on peut trouver sur des boîtes à lunettes)

b. Modélisation et Création

 

     En parallèle de la modélisation de la trousse, nous avons effectué divers essais pour pouvoir déterminer certaines formes et dimensions de notre mécanisme, ce dernier étant le cœur de la trousse.

La trousse en elle-même étant plutôt basique, le mécanisme nous a donné quant à lui plus de fil à retordre.

Nous nous sommes décidés pour un système de coulissage, avec la position de nos points fixes à déterminer et une forme de tige pas évidente à trouver.

Pour faire des essais sans perdre trop de temps, nous avons créé les éléments de bases attachés au système, c’est-à-dire le couvercle et diverses petites tiges accrochées, puis nous avons créé une surface trouée pour tester différentes configurations.

 

Maquette:                 

    Cette grille nous a permis de tester différentes configurations des picots pour assurer que le couvercle s’ouvre et se ferme au maximum, tout en coulissant verticalement.

 

   Après divers essais, nous avons décidé d’optimiser également la forme de la tige, pour que la trousse s’ouvre entièrement et qu’elle coulisse jusqu’en haut/bas.

Nous sommes partis d’une forme droite comme ci-dessus, et avons testé différentes formes. Nous avons retenu la dernière qui correspond à nos critères. Nous l’avons alors vectorisé et découpé à la découpeuse laser dans une plaque de PVC après quelques ajustements.

 

 

                                                     

Prototypes de broches                                                   Modèle retenu (ajusté par la suite)                       Modèle final

 

Nous avons alors modélisé les différentes parties de notre trousse sur créo, et avons fait un assemblage pour voir le prototype final. Pour le dimensionnement, nous nous sommes inspirés des dimensions courantes de trousses d'école, pour pouvoir mettre des fournitures standards.

                                                                            

  De gauche à droite: Base de la trousse (partie basse), Partie coulissante, Couvercle :

 

                                          

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Base:

• Les deux picots observés sur la face avant correspondent aux points permettant de faire coulisser correctement la broche
• Les 4 rainures sur les faces internes permettent de compartimenter la trousse avec 1 , ou 2 fines plaques de PVC
• Les tenons sur 2 des faces externes contribuent à bloquer la partie coulissante de la trousse en translation, pour ne pas qu'elle s'enlève

Partie coulissante:

• Le trou traversant sur l'arête supérieure accueille un axe permettant la liason pivot avec le couvercle (cette liaison a été assurée par deux goupilles Mécanindus de diamètre 3mm)
• Les diverses fentes assurent un bon pivot avec le couvercle, et le passage de la broche entreposée entre la base et la parti coulissante, encastrée au couvercle
• Les rainures sur les faces internes font partie du système bloquant la trousse en translation, pour empêcher la partie haute de la trousse de s'enlever

Couvercle:

• Le tenon permet la liason encastrement avec la broche
• L'enfoncement permet l'ajout d'une plaque personnalisée

Broche:

• La broche ayant une forme complexe à modéliser, nous n'avons pas pu la créer sur créo. C'est la raison pour laquelle elle n'apparaît pas sur les photos de la CAO.

 

 

Assemblage de la trousse en position fermée (à gauche) et en position ouverte (à droite):

 

 

 

Impression:

Nous sommes alors passés à l'impression et avons alors découvert certains problèmes que nous avons résolu sur créo, avant de ré-imprimer avec les améliorations. Nous avons utilisé la Fortus 250mc pour imprimer nos pièces en ABS.

 

c. Résultat final

   

Trousse respectivement de droite à gauche: en position fermée, en position ouverte avec deux plaques de compartimentation amovibles, en position ouverte en utilisation

 

Observations et améliorations possibles :

Bien que plutôt satisfaits de notre prototype, nous sommes conscients que plusieurs améliorations sont possibles.

Dans un premier temps, il faudrait optimiser le système de fermeture. On pourrait alors imaginer un système de rappel (avec un ressort par exemple), afin de faciliter la fermeture à une main de la trousse n'étant pour l'instant pas optimale.

Il faudrait également réfléchir à la matière utilisée. Actuellement, notre trousse est très rigide avec des arêtes et des coins plutôt saillants. Un plastique plus souple, plus agréable au toucher et plus léger serait alors davantage adapté à l'utilisation.

Cette réflexion autour de l'ergonomie pourrait également passer par une réflexion autour de la forme de la trousse. On pourrait alors adopter une forme plus arrondie. Cependant, cela entrainerait une modification de la forme du mécanisme, voir du mécanisme tout entier.

Tous ces points ne sont que des pistes de réflexions qu'il nous faudrait explorer, s'il nous avait été demandé de développer ce prototype en un produit fini.

 

 

 

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4) Conclusion

   Ce projet nous en a appris beaucoup, que ce soit au niveau de la recherche d'idées, de la mise en place d'un cahier des charges fonctionnel ou de la réalisation du prototype. Malgré la simplicité aux premiers abords de cet objet, nous avons été confronté à diverses problématiques tout au long du semestre.

Ainsi, nous avons appris à travailler en équipe, à esquisser, à modéliser et à utiliser les diverses ressources du FabLab à notre disposition. Les consignes de ce projet nous laissant une grande liberté, nous avons pu laisser place à notre imagination et sommes passés d'idées abstraites à un objets bel et bien réel.

Nous avons réussi à atteindre notre objectif d'avoir une trousse innovante avec un protoype qui fonctionne, mais pouvant encore être amélioré.

 

Lien vers l'affiche du produit: ici