Cadenas de Vélo


Informations sur le Projet :

Catégorie : Electif I2 - 2020


Groupe : Cadenas de vélo



Electif Conception inventive         

Anna BUTTAZZONI PL2

Nikita ADAM GCE2 

 

LE CADENAS DE VÉLO 

 

Introduction

Le vol de vélo est encore un fléau. Quel étudiant ne s’est jamais fait voler son vélo au cours de ses études Il semblerait qu’aucun antivol ne soit assez résistant. S’il est léger et flexible, on peut facilement le couper à l’aide d’une pince, et s’il est trop rigide, on ne peut pas attacher toutes les parties importantes, et on l’on risque de se retrouver à devoir rentrer avec un vélo monoroueOu encore, on peut tout simplement l’oublier chez soi, car il est encombrant, ou bien même oublier la combinaison d’un antivol à code. 

Vous l’aurez compris, l’antivol présente de nombreux inconvénients, en plus de voir son efficacité réduite à mesure que les vols de vélos s’intensifient.  Et il présente néanmoins plusieurs possibilités d’évolution, c’est pourquoi nous avons choisi cet objet pour notre étude. 

Etat de l’art 

 Il existe de nombreuses formes d'antivol. Les plus anciennes étant de simples chaînes de maillons en acier associées à un cadenas à clés comme ci-dessous

On peut trouver aujourd'hui toutes sortes d'antivols, souples ou rigides, à clé ou à code, longs ou courts. En voici quelques exemples :

 

Cadenas câble 

Référence M1 

 

Description 

Ce cadenas est en acier torsadé, il est donc très flexible. Ce type de cadenas n’est cependant pas très efficace. Un effort a été fait au niveau de l’aspect esthétique comme en témoignent les différents couleurs disponibles.  

Fonctions 

-Sécuriser le vélo en attachant le cadre et la roue avant 

 

-S’attacher à différents types de support 

Source :  

https://www.leroymerlin.fr 

Prix : 6,90 € 

Dimensions (cm) : 

Longueur : 180  

Diamètre : 0,8 

Volume : 

144 cm^2 

Matière:  

Cable : Acier 

Revêtement : Vinyle 

 

 

 

 

Cadenas chaine 

Référence M2 

 

Description 

Ce cadenas est flexible et efficace. Un effort esthétique a également été fait pour cacher la chaîne. Le revêtement permet également de protéger le cadenas des agressions du milieu extérieur. Habituellement, les cadenas à chaine nécessitent un deuxième cadenas pour fermer la chaîne, ici la fermeture est intégrée 

Fonctions 

-Sécuriser le vélo en attachant le cadre et la roue avant 

 

-S’attacher à différents types de support 

 

Source : decathlon.fr 

Prix : 30 € 

Dimensions (cm) : 

Longueur : 90 

Diamètre cadenas fermé : 

24*22 

Section de maillon : 0,8  

Volume : / 

Matières : 

Châssis : polypropylène 

Chaine : acier 

Tissu : Polyester 

 

 

 

 

Cadenas pliable 

Référence : M3 

 

Description 

 

Le cadenas est flexible et n’est pas très lourd. Il est également facilement transportable et est rapide à plier/déplier. 

 

Fonctions 

 

-Sécuriser le vélo en attachant le cadre et la roue avant 

 

-S’attacher à différents types de support 

  

-Se transporter facilement 

Source : https://www.kelvelo.com 

Prix : 

59,95 € 

Dimensions (cm) : 

 Épaisseur 5 mm 

Volume : non précisé 

Matière : acier et silicone 

 

 

 

 

Cadenas en U 

Référence M4 

 

Description 

 

Ce type de cadenas est réputé comme le plus fiable, il résiste à un arrachement ou à une pince coupante. Les cadenas en U ne sont pas très lourds mais assez encombrants et très peu flexible. De plus, il ne permet pas de s’attacher à des supports épais. 

 

Fonctions 

 

-Sécuriser le vélo en attachant le cadre et la roue avant 

 

Source : www.alltricks.fr 

Prix : 94,99 € 

Dimensions (cm) : diamètre de 16 mm 

Volume : non précisé 

Matière : acier 

 

 

 

 

Cadenas minute 

Référence : M5 

 

Description 

 

Le cadenas se monte sur les haubans du vélo. Il permet de bloquer la roue arrière du vélo lors d'arrêts minutes. Il se verrouille à l'aide d'une clé. 

 

Fonctions 

 

-Sécuriser rapidement et temporairement un vélo en bloquant la roue arrière.  

 

Source : www.lecyclo.com 

Prix : 12,99 € 

Dimensions (cm) : 152 / 140 / 17 mm 

Volume : / 

Matière : non précisée 

 

 

 

 

Démarche sur PICC 

  • Graphe 

La première étape consistait à faire un “brainstorming” de tous les problèmes auxquels on peut faire face avec les antivols actuels, et d’y associer des solutionpartielles, qui parfois engendraient un nouveau problème. Il fallait également associer des paramètres d’évaluation aux problèmes, comme le poids, et des paramètres d’action aux solutions, c’est à dire les éléments sur lesquels on peut agir pour améliorer l’objet, comme la longueur. 

La représentation graphique est pratique pour évaluer létendue des problèmes. 

 

Insertion de l’image... 

  • Parties 

L’étape suivante consistait à identifier les différentes parties mises en jeu, pour bien comprendre le système. On a donc défini la Fonction Principale Utile (FPU)qui est d’accrocher loutil, ici le cadenas à l’objet sur lequel il agit, le vélo dans notre cas.  

On y définit également le type d’énergie utilisée, les acteurs qui ont le contrôle sur l’outil, le moteur, la transmission ainsi que le travail. 

Insertion de l’image... 

  • Multi-écrans 

    Le diagramme multi-écrans permet d’étudier l’évolution du système dans le temps, et l’évolution de ses caractéristiques. On note également les évolutions des paramètres, qu’elles soient favorables ou non, au niveau des flèches. 

    La ligne du milieu correspond à l’évolution du systèmeA gauche, on trouve une forme ancienne de l’antivol, au milieu une forme actuelle et des formes idéalistes tout à droite. 

     La ligne du bas correspond aux sous-systèmes, c’est à dire les éléments qui définissent le système, ils sont invariants. Seule la dernière case permet d’imaginer que le système et autonome. 

    La ligne supérieure définit les super-systèmes, c’est à dire les éléments qui influent sur le système. On a par exemple l’Homme, qui peut essayer de détruire l’antivol pour voler le vélo, ou bien l’environnement extérieur qui peut abîmer l’antivol par mauvais temps. On note également tout à droite, les évolutions possibles de ces super-systèmes. Par exemple, le vol de vélo qui n’existe plus. 

  • Diagramme des lois 

    Il faut ensuite évaluer notre système à améliorer à l’aide du diagramme des lois. Les neuf lois qui le composent sont : 

    • la loi d’intégralité des parties (les 4 parties de la FPU réalisent-elles parfaitement leurs rôles ?) 

    • la loi d’efficience (le système utilise-t-il le moins d’énergie possible ?)  

    • la loi d’harmonisation (le système est-il ergonomique ?) 

    • la loi d’idéalité (un objet idéal pourrait-il réaliser la FPU ?) 

    • la loi d’incohérence interne (le système possède-t-il un composant déficient ?) 

    • la loi de transition au super système (comment se comporte le système en fin de vie ?) 

    • la loi de transition vers le micro-niveau (évolution du solide vers le liquide ?)  

    • la loi de dynamisation et de contrôlabilité (le système peut-il être articulé, souple ?) 

    • la loi d’expansion des associations substances-champ (le système peut-il présenter d’autres fonctions sans nuire à la fonction principale ?) 

     

    Pour chaque loi, il a fallu noter sur une échelle de 1 à 5 son niveau de complétion et faire des hypothèses pour la résoudre au maximum.  

    Par exemple, pour la loi 1, nous avons imaginé les hypothèses suivantes. 

     

  • Contradictions 

    Après avoir noté les PA et les PE sur une échelle de 1 à 5, selon leur degré d’importance, nous pouvons évaluer les contradictions. Sur PICC, une contradiction oppose un paramètre d’action comme la longueur, à des paramètres d’évaluation qui sont avantagés, ou au contraire désavantagés, selon l’évolution du paramètre d’action. 

    Nous avons évalué nos paramètres d’action de la manière suivante : 

      

    Notre objectif premier étant d’obtenir un antivol facilement transportable et manipulable et très résistant. 

     

    Ici, avec l’exemple de la longueur, on voit que le poids, le prix, et le coût de fabrication seront moindre si l’on fait un antivol court, alors qu’ils poseront problème si l’on fait un antivol plus long. 

  • Résolution avec la matrice TRIZ 

    Le diagramme à bulle nous permet de voir quelles contractions sont les plus fortes, c’est à dire celles au plus fort diamètre et celles positionnées le plus en haut à droite du diagramme. 

     

    On peut ensuite essayer de résoudre ces contradictions avec la TRIZ. En associant chaque paramètre d’évaluation avec un paramètre de la matrice, Picc nous propose des principes inventifs pour chaque contradiction. On a ainsi accès à des exemples de solution dans d’autres domaines industriels qui présentent les mêmes contractions que les nôtres. 

      

    Avec l’exemple du diamètre, on peut voir que les 4 principes de la TRIZ proposés par le logiciel sont l'action préalable, l'utilisation de changement de phase, l'expansion thermique et les matériaux composites.  

     

  • Solutions 

    Voici tous les concepts de solution que nous avons imaginés à l’aide des principes de la TRIZ proposés par Picc : 

    - Un antivol intégré au cadre du vélo 

    - Un antivol intégré aux arceaux (principe du parcmètre) 

    - Un antivol fabriqué en matériau souple bon marché mais qui durcit lorsqu'on essaie de le couper 

    - Un antivol intelligent avec lecteur d'empreintes 

    - Un antivol qui explose quand on essaie de le couper 

    - Un antivol rétractable 

    - Un antivol-guidon rétractable

    Nous avons étudié la faisabilité de chaque principe, ainsi que ses points forts, ses points faible et sa durabilité.

Solution finale

Après avoir évalué les avantages et inconvénients de chaque solution sur Picc, nous sommes parvenues à la solution suivante : 

Un antivol rétractable, intégré au cadre du vélo, fabriqué en un matériau souple permettant d’attacher toutes parties importantes du vélo. 

Ainsi, nous répondons aux problèmes de poids et de transport, puisque l’antivol est une partie essentielle du vélo (on ne peut pas l’oublier et rouler sans cadre), et aux problèmes de maniabilité qui gênaient au moment de la fixation. 

Conclusion 

Ce projet nous a permis d’apprendre les différentes étapes de la conception d’un objet que l’on cherche à améliorer. Nous avons découvert la TRIZ, une méthode qui cherche à rendre générale la résolution de problèmes ainsi que le logiciel Picc. Nous avons aussi appris qu’il faut faire face à de nombreuses contradictions lors de la conception d'un objet, en faisant des choix judicieux pour ne pas dégrader des caractéristiques essentiellesIl est difficile d’atteindre l’objet idéal, mais nous avons pu chercher des pistes d’évolution dans notre étude du cadenas de vélo, même si de nouvelles inventions voient le jour régulièrement.

 

 

 

 

Auteurs : Cadenas de vélo

Buttazzoni Anna

PL3 - 2022 - Poignée transports publics Cadenas de vélo Malette Chirurgie

Adam Nikita

Electif Initiation à l'Innovation - Cadenas de vélo