Projet PL3: Présentoir à lunettes
(Mettre une image du projet)
NOUGUIER Marius
BRABAN Marion
Sommaire
B. Recherche d'idées préliminaires
6. Modélisation et prototypage intermédiaire
Lors de ce semestre, dans le cadre du projet S6 de PL3, nous avons décidé de choisir le projet portant sur la réalisation d'un support à lunettes. Ce support devra servir pour une exposition professionnelle au Brussels Expertise Labels (BEL), que l'opticien Bodart exposera en Novembre 2025. A la différence du groupe ayant travaillé avec cette cliente l’année passée, nous avions cette fois-ci carte blanche vis-à-vis du format et du thème lié au support. Les seules directives étaient que le support soit:
- innovant;
- exceptionnel;
- utilisable lors d’une exposition profetionnelle tel que le BEL Prize
De plus, nous souhaitions aussi mettre en avant Bruxelles, ville de l'opticien partenaire, dans notre projet.
Ainsi, l’objectif de ce projet était de répondre à la demande de notre cliente en lui apportant des solutions inventives liées plus ou moins à la plasturgie et à l'ingénierie.
Lors de ce projet, se sont succédées trois grandes phases. Une première phase de recherche pour proposer un sujet à notre cliente, une seconde phase de recherche propre au sujet qu'elle avait choisi et enfin une phase de prototypage. Vous retrouverez donc la répartition de ces trois phases sur le semestre grâce au diagramme de Gantt suivant.
Comme pour tout projet qui part de zéro, ou presque, les phases de recherches ont été les plus longues et les plus frustrantes. La cliente nous ayant laissé carte blanche, il nous a fallu un certain temps et beaucoup d'inspiration pour trouver des idées qui ne donnaient pas une impression de déjà vu, ou qui laissaient indifférentes. Au bout de trois semaines, nous avions élaboré un premier portfolio dans lequel nous présentions 2 idées différentes. La cliente n'étant pas convaincue, 3 autres semaines nous ont été nécessaires pour produire un deuxième portfolio avec cette fois-ci 3 propositions encore plus diversifiées. A ce stade, nous avions déjà dirigé nos idées vers le concept de tenségrité, qui serait alors désormais au coeur de notre projet. Sur les 3 idées présentées, la dernière était celle en laquelle nous avions le moins d'espoir, mais ça a pourtant été le coup de coeur de notre cliente. Nous pouvions alors enfin nous concentrer pleinement sur une idée précise, et ça allait nous mener à encore un peu plus de recherches.
Comme vous avez pu le comprendre, nous avions une liberté totale vis-à-vis de ce que nous pouvions proposer à notre cliente, mais en contrepartie, nous n'avions aucune base sur laquelle nous référer. Il nous fallait alors un modèle, une référence, pour que nous puissions nous questionner et développer un thème qui nous plairait et pourrait plaire à notre cliente. Nous avons alors décidé de nous baser sur les supports à lunettes habituels pour dévelloper un support innovant et exceptionnel. Nous avons alors réalisé un état de l’art et des recherches pour former une base de données sur laquelle nous pouvions nous appuyer.
Nous avons débuté en réalisant des recherches sur les formes habituelles de support à lunettes. Nous avons ainsi listée ces caractéristiques qui sont très fréquents:
- Il n'a rarement une autre fonction que support;
- Il est très souvent juste formé d'une plaque de plastique pliée en deux ou de deux tiges en métal;
- Il représente parfois des visages humains ou animalier;
- Il reprends parfois les codes de la paire de lunettes qu’il met en avant;
- Il est, à de rares occasions, artistique.
Après avoir compilé ces données, l'une des conclusions que nous en avons tirée était que les supports à lunettes ne sont que rarement mémorables ou marquants. Cela peut être expliqué par deux raisons: le besoin de ne pas faire de l'ombre à la paire de lunettes, ou de ne pas surcharger l'environnement visuel; mais aussi pour des raisons financiéres. Aussi, en réalisant un support unique ou liée à une unique paire, il ne pourra que difficilement être utilisé pour une autre paire de lunettes. Il est alors plus pratique de réaliser un support sobre et réutilisable de nombreuses fois, indépendamment du design des lunettes.
Souhaitant inclure Bruxelles dans notre projet, nous avons aussi réalisé des recherches sur cette dernière pour savoir comment incorporer un ou plusieurs rappels à cette ville dans le support.
Il y a tout d’abord les monuments de la ville, tels que le Manneken Pis, L'hôtel de ville, Le Palais royal et l’Atomium, pour ne citer que les plus connus. La ville est aussi notamment connue pour son Art Nouveau, la mode et le textile, son temps pluvieux ainsi que pour son statut de capitale de la bande dessinée.
Nous avions alors une première base de données sur laquelle nous appuyer pour démarrer nos réflexions autour du sujet.
B. Recherche d'idées préliminaires:
Malheureusement, ce semestre les séances de projet et celles autour de l'apprentissage de l'analyse TRIZ n'étaient pas réalisées en parallèle. Ainsi, nous avons été obligé de rapidement formuler des idées pour notre cliente. Nous avons alors réalisé une majorité de la recherche d'idées en s'appuyant sur l'état de l’art précédemment établi. Mais aussi en discutant avec plusieurs de nos professeurs encadrant, sur ce que Bruxelles reflète à leurs yeux. Notre ligne de départ a été le fait que les supports les plus répandus n'étaient aucunement mémorable, ce qui était justement l'inverse de ce que notre cliente souhaitait. Ainsi, en trouvant une façon de rendre un support marquant et inhabituel, nous pourrions valider les directives imposées. Plusieurs idées sont alors ressorties de ces moments de recherches, que nous avons réalisé avec Mr Cecchet:
- Lors de la période du BEL, le marché de Noël de Bruxelles est aussi en place. Le BEL est un événement ou les artisans sont mis à l’honneur, nous avions ainsi le souhait de mettre en avant l’opticien et tout particulièrement le travail qu’il réalise. Une première idée s’est portée sur la réalisation d'une maquette de la boutique où l’on pouvait voir les différentes thématiques de la boutique tel que le choix des verres, de la monture ainsi que des examens de vue.
- Une autre manière de mettre en avant le travail de l’opticien est en se focalisant sur celui porté aux lunettes. En s’inspirant du travail mené par le groupe de l’année passé, nous avions en tête de réaliser une anamorphose grâce aux diverses parties d'une paire de lunettes (branches, verres, vis,...) .
Néanmoins, ne souhaitant pas réutiliser le même principe innovant que le groupe de l’année précédente, nous avons fait des recherches sur d'autres principes que nous pouvions mettre en face. C'est ainsi que nous avons alors trouvé le concept de tenségrité. Ce dernier se base sur la mise sous tension de différents câbles entre deux structures symétriques. Grâce à ce système de contrepoids, la partie haute de la structure semble alors en lévitation. De ce concept, se sont écoulés les idées suivantes:
- Un pupitre de créateur de lunettes qui semblerait en lévitation. On réussirait alors à mettre en avant le travail d'opticien en ajoutant des outils, des planches de colorimétries et des verres de lunettes;
- Une structure formée de deux mains. Ces dernières représenteraient alors le travail de la maison en ayant entre les mains une paire de lunettes ou des outils. Il y aurait alors eu un effet de lévitation sur la main supérieure mais aussi sur les éléments qui seraient entre les deux;
- La représentation de l’Atomium. Durant nos recherches, nous avions retenu le monument représentant la structure conventionelle du cristal de fer. La structure serait alors découpée en deux pour ainsi pouvoir y appliquer le concept de tenségrité. Une paire de lunettes représenterait alors le dernier atome central.
Après des étapes de recherche, d'analyse et de dessins, nous avons pu monter notre premier puis notre second portfolio. Les idées du premier ayant nécéssitè revisite, nous en avons profité pour tenter d'incorporer des idées tout à fait différentes pour notre second port-olio. Ce document rassemblait l'ensemble de nos idées qui nous semblaient les plus originales et différentes. Nous l'avons ensuite fourni à notre cliente et présenté lors d'une réunion. Après de nombreuses discussions, le choix de notre cliente s'est porté sur la recréation de l'Atomium en tenségrité. Tout d'abord parce qu'elle était impressionnée et curieuse à propos du principe de tenségrité mais aussi car le monument reflète à ses yeux un symbole fort de Bruxelles et donc de la maison Bodart.
L’analyse Triz est une méthode qui permet à son utilisateur de trouver de nouvelles idées et des solutions innovantes à un problème en se basant sur une très grande base de données regroupant plusieurs centaines de brevets déjà déposés. De ces brevets, on pu découler 40 principes innovants. Ils permettent alors de formuler des solutions se basant sur les mêmes principes techniques. Triz tente entre autres de systématiser la création et l'apparition d'idées inventives, en rupture de l'existant.
La méthode Triz est particulièrement efficace pour résoudre des problèmes techniques et physiques. Dans le cadre de notre projet, et des problématiques inhérentes aux supports à lunettes que nous avons pu identifier, les problèmes sont plus de l'ordre du subjectif et de l'appréciation. Ajouté au fait que le projet possédait carte blanche en réalisation, les contraintes étaient alors difficiles à identifier. En a découlé dans le logiciel des formulations de problèmes complexes et hors du champ usuel de résolution de la méthode.
Néanmoins, il nous fallait croire en la méthode et persévérer. La première étape était donc de créer un graphe des problèmes, répertoriant une liste de problématiques et de contradictions que nous souhaiterions résoudre. Nous avons alors fait figurer des problématiques telles que le manque de lien entre le support et la ville ou le fait que les supports ne sont pas marquants pour un client potentiel. Puis, nous avons associé à chaque problème un paramètre qui en découle, le reste de la méthode s'appuyant sur ces derniers.
Malheureusement, notre sujet se doit d'être artistique, donc la solution ne pourra pas entièrement se baser sur des principes techniques.
A présent que nous avions des paramètres, des contradictions ont pu être formulées. C'est en réussissant à les résoudre grâce aux principes d'innovations que nous pouvions commencer à formuler des solutions.
Comme expliqué dans la partie précédente, à ce stade de notre projet, le sujet que nous allions réaliser était déjà choisi. Là où les autres groupes ont réussi à identifier plus rapidement des solutions potentielles à leurs problématiques grâce à Triz, les difficultés auxquelles nous avons été confrontés ont fait que la solution globale à notre problème à été trouvée indépendamment du travail réalisé sur le logiciel. Nous avons tout de même continué à appliquer la méthode dans l'optique de conforter le choix de solution alors établie. Nous avons par exemple résolu ces deux contradictions:
Nous avons alors voulu vérifier si le concept de tenségrité pouvait être trouvable en résolvant ces deux contradictions. Grâce à la matrice de résolution, nous avons finalement réussi à trouver ces deux principes innovants: la segmentation et le contrepoids.
Nous pouvions à présent nous baser sur divers articles scientifiques présentant des innovations se basant sur ces deux principes.
Malheureusement, nous n'avons pas réussi à retrouver la tenségrité, néanmoins, nous avons pu retrouver un autre principe que nous avons utilisé dans notre projet, le fait de découper la structure en plusieurs petits éléments assemblables et interchangeables.
Finalement, même si nous n'avons pas mis en place ces solutions, nous voyons que celles que nous avons mises en place (tenségrité et segmentation de la structure) sont très proches de ces dernières, ce qui conforte énormément notre choix.
Il est donc probable que si nous avions appris à utiliser l'outil avant le début du projet que cette analyse nous mette sur la voie des solutions choisies.
6. Modélisation et prototypage intermédiaire
Nous avons tout d'abord imprimé une première forme de l'atomium complète, car pour réaliser une forme en tenségrité, nous devions découper la structure en deux moitiés non reliées par des parties rigides. Ainsi, après l'impression, nous avons découpé certaines des barres pour voir lesquelles pouvaient être enlevées sans pour autant perdre la ressemblance au monument.
Ainsi, après avoir enlevé certaines des barres et en cherchant de l'inspiration sur internet, nous avons donc commencé à avoir une vague idée de la forme finale. Nous avons donc pu démarrer des tests sur des formes habituelles de tenségrité. Nous avons alors imprimé en 3D un modèle trouvé en ligne pour faire des premiers essais rudimentaires de mise sous tension. Nous souhaitions de plus vérifier si nous pouvions placer la structure sur l'une de ses arêtes, l’atomium reposant sur un seul atome au lieu d'être sur une face.
Ainsi, malgré l'aspect rudimentaire de cette structure et après un premier essai convaincant, nous pouvions commencer la conception des deux moitiés de l'Atomium que nous avions imaginé. Nous avons alors conçu deux moitiés pré-percées. Pour les assembler, nous avons légèrement découpé une des barres pour emboîter les deux ensembles puis les mettre tous les deux sous tension.
En voyant que la forme était réalisable et compatible avec la mise sous tension, nous devions à présent réfléchir à la manière de la réaliser en plus grand format, le projet final devant pouvoir soutenir une paire de lunettes et être placé sur un présentoir.
Dans un premier temps, nous avions en tête de réaliser le montage en collant différents éléments en plexiglas transparent. Malheureusement, avec ce procédé, nous ne pouvions pas réaliser de prototypes, ainsi, nous avons rapidement écarté cette possibilité.
Finalement après concertation avec nos professeurs, une idée à alors émergée. Dans différentes boites de jeu de construction, des structures peuvent se réaliser en emboitant des barres dans des logements. Ainsi, nous souhaitions réaliser des formes emboitables pour réaliser la forme de l’atomium. Les sphères seraient alors coupées en deux et les barres y seraient emboîtées. Nous avions alors trois parties à modéliser: les sphères, les barres horizontales et les barres centrales en forme de V. Nous nous sommes alors d'abord concentré sur les sphères.
Tout d'abord, en vue des capacités des imprimantes 3D actuelles, il est assez difficile de réaliser une sphère entière. Le problème principal étant qu'une sphère complète possède des surfaces flottantes et une très faible surface de contact avec le plateau. En imprimant une sphère en une seule fois, nous faisons une croix sur le rendu de la pièce, ce qui n'était pas envisageable pour nous. Ainsi, nous avons immédiatement fait le choix de réaliser une sphère par l'assemblage de deux demi-sphères. Cela signifiait alors que l'on devait trouver un moyen ed les assembler. Nous avons alors commencé à réaliser divers prototypes de clips, avec différents angles, longueurs et nombres de clips.
Vous remarquerez alors qu'une partie des clips sont cassés. Malheureusement lors de notre choix matiére, nous avions pas pris en compte le module de Young du PLA qui le rend presque inexploitable pour la réalisation de clips. De plus, les sphères devaient pouvoir recevoir des tiges, l'espace restant n'était alors pas suffisant. Nous avons alors plutôt opté pour des filets et des taraudages entre les deux moitiés de sphères.
Ainsi, en plus de réaliser un assemblage très stable, les tiges avaient largement assez de place pour être assemblées aux boules.
A présent que les deux sphères peuvent s'emboiter tout en laissant de la place pour les tiges, nous avons alors rempli les deux sphères pour arrêter en translation les tiges. Néanmoins, nous avons laissé de la place à l'intérieur d'une des deux demi-sphères pour y placer un noeud ou l'arrêt choisi pour la mise sous tension des fils. Un trou à aussi été mis en place pour que le fil puisse ressortir.
En parallèle de la réalisation des sphères, nous devions modéliser les barres pour imaginer l'assemblage entre ces dernières et les sphères. Malgré le plastique choisi, notre choix s'est porté sur des clips pour les barres horizontales et un emmanchement forcé pour les barres en forme de V. La structure globale et le sens d'application des tensions nous permettait de nous contenter d'assemblages comme ceux-là. Nous pouvions alors commencer à réaliser les modélisations.
Tout d'abord, nous avons commencé la modélisation des différents types de clips pour les barres horizontales. Pour ce qui est des clips, nous avons réalisé plusieurs essais avec des parois plus ou moins fines. Nous avons finalement remarqué que celles qui tenaient le mieux étaient celles en marron. Les épaisseurs étant plus fortes, nous avions bien moins de casse. Mais le module d'Young de la matière étant aussi légérement différent, nous nous rendrons compte que plus tard que cette même solution n'était pas viable pour le PLA blanc que nous avions choisi pour le rendu final du prototype. Des tests nous ont ensuite mené à considérer des emmanchements forcés pour ces tiges horizontales aussi, pour garantir leur maintien partiel en position.
A présent que le type de clips pour les barres horizontales avait été choisi, nous pouvions nous concentrer sur la modélisation des tiges en forme de V. Nous devions tout d'abord modéliser le logement qui allait le recevoir. L'enjeu étant que les tiges sont très rapprochées, donc les trois logements (pour deux tiges horizontales et celle pour la tige en V) devaient être connectés.
Ainsi, les logements étant connectés, nous devions prendre cela en considération dans la modélisation de la tige. Nous l'avons alors légèrement creusée pour qu'elle ne gêne pas les deux tiges horizontales. Nous avons en même temps profité pour faire des tests sur l'inclinaison de la tige. La solution à laquelle nous avons abouti possède une forme avec une contre dépouille. De ce fait, le maintien de la barre en V se fait par le biais des barres horizontales. Cela permet de simplifier la conception des extrémités des barres en V, en évitant des formes techniques comme des clips ou un vissage.
Il ne nous restait alors plus qu'à modéliser le corps complet des barres.
Malheureusement, nous avons fait le constat que les plateaux des deux imprimantes étaiant bien trop petits pour réaliser les barres dans leur entièreté, et dans la bonne orientation. Pour ce qui est des barres horizontales, nous les avons alors découpé en leur centre tout en ajoutant un taraudage et un filet. Nous pouvions alors les assembler facilement et sans traces évidentes d'assemblage. Les bon paramètres d'angle de filet et de vitesses d'impressions permettent d'extruder ces pièces sans support, et donc qu'elles soient immédiatement utilisables. Nous avons aussi modifié le pourcentage de remplissage des parties les plus fragiles (au niveau des filets et filetages) pour les renforcer.
Pour ce qui est des barres en V, nous les avons découpées en trois et assemblées grâce à des queues d'arondes modélisées aux bout des tiges. En voyant que le montage n'était pas assez stable, nous avons alors appliqué de la colle aux niveaux des deux queues d'arondes. D'autres tests que nous avons menés nous laisse penser qu'un meilleureajustement au niveau des queues d'arondes permet d'obtenir un meilleur maintien. Il est aussi possible de mettre un angle dans le découpage, ce qui arrête en translation les deux pièces.
(Mettre photo des tiges en V)
Nous pouvions alors à présent nous atteler à la mise sous tension du support puis de la manière de faire tenir la paire de lunettes.
La mise sous tension à était réalisé à l'aide de fil de nylon de diamétre 0,5 mm et de résistance à la traction jusqu'à 10 kg. De plus, pour faciliter le montage, nous avons utilisé des anneaux et des perles de sertissage pour arréter les différents câbles.
(Mettre photo des anneaux et perles)
A présent que la structure était complète, nous devions trouver une idée pour incorporer la paire de lunettes sur le support. Nous avions d'abord pensé à la placer sur le fil central de la structure, malheureusement, l'espace était bien trop restreint et nous souhaitions que la paire puisse faire face à un observateur, ce qui peut être compliqué si elle est retenue uniquement par des fils. Nous avons donc créé des clips à accrocher aux barres en forme de V pour que la paire de lunettes soit placée au centre de la structure sans se baser sur les fils mis sous tension. Pour que le maintien se fasse correctement, nous les avons réalisés en PETG. Ce plastique se déforme bien plus que le PLA, le rendant moins cassant. Nous avons ainsi réalisé des clips avec différents angles d'inclinaison pour retenir les tiges.
A présent, il ne nous restait plus qu'à réaliser le prototype final.
A présent que tous les composants étaient disponibles, il ne nous restait plus qu'à assembler le support. Nous avons finalement pu réaliser un support presque entier pour la fin de ce semestre. Il est correctement mis sous tension et nous pouvons le placer sur un seul de ses atomes. Enfin, grâce aux clips, une paire de lunettes peut être ajustée de la manière que l'on souhaite.
(Mettre différentes images du prototype final)
Nous sommes conscients qu'actuellement le projet n'est pas abouti et c'est un choix que nous avons fait. La véritable fin de notre projet sera pour l'événement du BEL qui sera réalisé au courant du mois de Novembre. Nous avons donc choisi d'avancer prudemment mais surement pour être sur que les idées que nous avons proposé à notre cliente soient les plus qualitatives possibles. Il nous reste alors de nombreux points de réflexions et d'études jusqu'à cet événement.
L'un des premiers points est que les choix des matières devront être modifiées. Nous avons remarqué que le PLA n'est pas un bon choix de matière si l'on souhaite réaliser des clips. Nous pourrions donc réaliser l'ensemble de la structure uniquement en PETG pour assurer une plus grande facilité d'assemblage. Un autre point à améliorer sur l'assemblage est la manière de mettre les fils sous tension. Actuellement, nous les attachons à l'aide de noeuds et d'anneaux, ce qui n'est pas très précis. Nous devons alors trouver un autre moyen de mettre en tension les fils et de faire en sorte qu'ils aient une longueur équivalente entre eux.
Ensuite, après discussion avec M.CECCHET, nous aimerions proposer un support qui puisse présenter plusieurs paires de lunettes. Nous aimerions aussi modifier la manière dont les lunettes reposent sur le support, l'effet aérien du support. Nous pourrions alors réaliser des petits logements dans les barres pour que les paires puissent tenir grâce à une unique branche, créant un effet de lévitation. étant un peu cassé en posant la paire entièrement sur cette dernière.
Nous devons de plus aussi réaliser un support permettant de faire correctement tenir la structure, cette dernière tenant actuellement sur une de nos pièces mise au rebut.
Enfin, à présent que le support est quasiment fini, nous devons réfléchir au décor qui va l'entourer. Le BEL est un événement prestigieux, nous devons alors proposer un décor pouvant englober le support. Nous devons aussi continuer à améliorer le support en lui-même tel qu'en modifiant les couleurs ou en ajoutant des clins d'oeil à Bruxelles ou à l'événement.
Tout comme vous avez pu le voir dans notre diagramme de Gantt, ce projet nous a accompagné tout au long de ce semestre. Avoir une cliente à satisfaire nous a réellement donné envie de nous impliquer sur ce projet, surtout que nous ne sommes qu'à la moitié de ce dernier. Nous avions comme souhait de réaliser un prototype qualitatif qui pourrait répondre à une majorité des demandes de notre cliente et nous pensons avoir relevé le défi. De plus, lors de ce projet, nous avons pu prendre en main un nouvel outil pour incorporer de l'innovation à nos créations grâce à TRIZ. Nous ressortons alors de ce projet avec un outil qui nous servira à l'avenir.
Enfin, nous souhaitons remercier nos professeurs encadrants qui nous ont guidé lors de ce semestre tels que M.CAVALUCCI, M.CECCHET ou encore M.SLISSE. De plus, nous remercions tout particulièrement Mme Damaris, sans qui il n'y aurait pas eu ce projet, nous avons hâte de continuer ce projet à ses cotés.
Auteurs : Présentoir Lunettes
Nouguier Marius
PL3 - 2025 - Bague clé dévérouilleuse + Cadenas Présentoir Lunettes
Braban Marion
PL3 - 2025 - Bague clé dévérouilleuse + Cadenas Présentoir Lunettes