Sac à dos

Le sac à dos est apparu au XIème siècle avec la hotte en osier et est passé par beaucoup de phase d'évolution. Nous pouvons par exemple citer les structures en bois soutenues sur le dos grâce à des lanières de cuir, ou encore le "havresac" (terme allemand apparu avant l'appellation de sac à dos) qui est un type de sac militaire qui a été utilisé pendant les guerres avant le XXème siècle.

Aujourd'hui le sac à dos est utilisé dans plusieurs domaines : sport, photographie, randonnée, sac urbain,... Nous avons constaté que cet objet a ses propres caractéristiques dans chaque domaine, par exemple: dans le domaine de la photographie, le sac est conçu avec plusieurs compartiments qui sont destinés à stocker en sécurité (à l'abri des chocs) tous les composants détéchables nécessaire à la photographie ( appareil photo, objectifs, trépied, ...). Notre objectif est de rendre le sac à dos plus polyvalent de manière à pouvoir l'utiliser dans plusieurs domaine simultanément. Cependant, le domaine prépondérant auquel sera associé notre sac est la randonnée. 

Pour mieux illustrer notre idée, voici une mise en situation: Vous êtes un photographe professionnel qui a le goût de l'aventure souhaitant partir en voyage afin de photographier des paysages naturels. Il vous faut de quoi transporter votre matériel (appareil photo, objectifs, ...), les objets nécessaires à la vie sauvage à savoir le sac de couchage, tente, réchaud,... Vous optez donc pour un sac à dos. Ce sac doit être résistant pour protéger vos affaires et surtout votre précieux matériel à l'abri des chocs , il doit également être sécuritaire le temps de voyager (à l'aéroport par exemple) pour conserver votre matériel coûteux, et il doit enfin être confortable pour réduire votre effort physique lorsque vous serez en "milieu hostile".

Nous allons tout d'abord citer et commenter brièvement quelques sac à dos existants. Ensuite nous décrirons la démarche que nous avons suivi sur PICC. Enfin, nous détaillerons notre solution finale.

I. Produits existants.

Produit: SAC À DOS 50 LITRES DE TREK VOYAGE - TRAVEL 500 GRIS HOMME 

Avantages: - Confort correct: sangle abdominal/pectoral, tissu rembourant

                   - Résistance: tissus robuste

Inconvénients: - Non-imperméable

                        - Pas de poches sur la ceinture abdominale

                        - Les compartiments ne sont pas assez variés, c'est-à-dire qu'on a une grande poche principal où on met à priori tout en vrac, ce qui n'est pas pratique pour y stocker une appareil photo par exemple

                        - Pas de dispositif de sécurité

 

Produit: Sac à dos appareil photo gris Outdoor Portable imperméable

Avantages: - Rangement optimal pour un appareil photo

                   - Imperméabilité

Inconvénients: - Manque de confort: pas de sangle abdominale (cela peut être douloureux si on porte le sac toute la journée)

                       - Pas de dispositif de sécurité

II. Démarche PICC.

1) KMAP.

L'objectif du KMAP était de définir les problèmes et les solutions liés à l'utilisation du sac à dos et édifier une "toile" de ces éléments associés entre eux.

Dans un second temps nous avons défini les paramètres de chaque solution et problème, par exemple on mesure l'imperméabilité en Schmerber pour le problème "le sac n'est pas imperméable".

2) Parties (Build and solve).

Dans cette partie, il s'agissait de définir le fonction principale utile (FPU)  et mettre en évidences les 4 parties du système, c'est-à-dire les parties Moteur, Transmission, Travail et Contrôle (MTTC).

Nous avons défini la FPU par "transporte" ou plus explicitement "Le sac à dos transporte des objets".

Partie Moteur: ce sont les muscles de l'utilisateur qui vont agir sur le sac à dos pour pouvoir transporter les objets.

Partie Transmission: c'est la répartition des charges dans le sac qui va assurer l'efficacité de l'effort musculaire.

Partie Travail: ce sont les sangles du sac qui s'appuient sur les différentes parties du corps de l'utilisateur qui vont être solicitées et effectuer le travail du sac à dos.

Partie Contrôle: c'est bien évidemment l'utilisateur qui est en charge du contrôle du sac dans ses mouvements durant l'effort.

3) Diagramme multi-écrans.

Nous avons rempli le diagramme multi-écran pour avoir une dimension temporelle de l'évolution du sac à savoir le passé (les sac à dos antérieurs), le présent et le futur (où on définit l'objectif absolu du sac à dos).

Dans chacune de ces dimensions temporelles, nous avons défini le super système qui regroupe les objets extérieurs agissant sur le sac et le sous sytème qui regroupe les entités qui agissent depuis l'intérieur du stystème. 

4) Lois.

L'objectif de cette partie était de mettre en évidence sur un diagramme l'influence des 9 lois sur le système à améliorer.

Un système technique est constitué de 4 constituants essentiels que sont le moteur, la transmission, le travail et le contrôle. Ce tout formé assure la Fonction Principale Utile. Ces situations constituent le départ du système technique dont la fonction principale souhaitée n'est pas accomplie de façon satisfaisante. 

Ensuite nous avons la loi d'efficience qui constitue l'énergie traversant les constituants du système et aucun des constituants ne bloque son passage pour assurer la FPU.

La loi d'harmonisation est définie par la concordance entre deux constituants, c'est-à-dire les caractéristiques susceptibles d'être optisimées dans l'objectif de maximiser la FPU.

La loi d'idéalité, qui est évalué par le rapport entre performances du système et dépenses qu'il use, fait intervenir la notion "d'idéal absolu", qui est obtenu lorsque l'object assure la FPU sans aucune dépense.

La loi d'incohérence interne introduit la notion d'état de maturité des constituants. Ceci entraîne l'apparition d'inégalités et donc de contradictions.

La loi de transition au super système intervient lorsque l'évolution logique n'a d'autre issue que sa disparition au profit d'un de ses supersystèmes.

La loi de transition vers le microniveau définie l'évolution de l'efficience de la FPU qui passe par une évolution de l'organe de travail d'un état vers un autres en moins dense.

La loi de dynamisation et de contrôlabilité suit l'évolution de la structure du système qui passe par le dynamisme apportant plus de contrôle des effets de la FPU.

La loi d'expansion des associations substances-champ : l'évolution du système technique passe par l'apport d'un ou plusieurs sous-ensembles substances-champs pour améliorer la performance de la FPU.

5) Contradictions.

La contradiction peut être défini comme un obstacle au suivi d'une loi. L'objet d'étude actuel ne l'a pas encore franchie. La contradiction défini comme obstacle et la loi suivi peuvent donc amener à la solution finale. 

Les contradictions sont obtenu à partir des PA et des PE issues de la KMAP. De plus, il est possible de rajouter des paramètres qui nous sembles nécessaires.

6) Résolutions.

Cette partie consiste à étudier les solutions possibles en utilisant les 40 principes de la TRIZ. En cliquant sur un principe on peut voir quelles solutions ont été utilisées pour d'autres systèmes afin de mieux saisir comment utiliser le principe pour créer une solution.

III. Solution finale.

La dernière étape du projet sur picc est l'élaboration des solutions du sac à dos.

Nous en avons trouvé 6:

- Matière élastique:

L'idée de cette solution est de rendre la capacité du sac flexible, selon la quantité ou l'encombrement des objets. Cependant, il y a un risque de déchirure car la matière élastique est plus fragile que les tissus conventionnels pour le sac à dos.

 

 

- Sangle de rechange:

Il n'est pas rare que l'utilisateur ait un défaut sur la sangle de son sac à dos, ce qui arrive souvent lors de longues expéditions. La sangle étant un élément important du sac, ajouter une sangle de rechange est une solution aussi utile que simpliste.

 

- Sac en forme de poire coupée:

L'atout principal de cette solution est la répartition des charges optimale. En effet, on a attend le plus de poids concentré au niveau de la taille car c'est l'endroit le plus proche du centre de gravité de l'utilisateur.

Le désavantage de cette configuration est le fait que l'interieur du sac n'est plus uniforme, donc le rangement devient plus contraignant.

 

 

 

- Sac réfléchissant:

Cette solution vise à améliorer la sécurité de l'utilisateur en lui donnant plus de sécurité la nuit ou dans les endroits sombres. Par exemple, pour traverser une route le soir, le sac donnera une grande visibilité au conducteur sur l'utilisateur qui est en train de traverser.

- Sangle abdominale mulitfonctionnelle:

Si on ajoute des rangements au niveau de cette sangle, l'utilisateur n'a pas besoin poser son sac pour chercher un objet (relativement petit, par exemple carte bancaire, téléphone, petit appreil photo,...), cela rend le sac beaucoup plus pratique.

 

- Système de roulement sur le dos du sac pour se déplacer dessus:

C'est probablement la solution la plus complexe de notre sac à dos. Il s'agit d'équiper le sac d'un système motorisé où l'utilisateur pose le sac par terre et se déplace dessus grâce à un système de roulement. Cela permettrait à l'utilisateur d'une part de se déplacer sans effort dans les zones de voyages (aéroports, gares, ports) mais aussi de pouvoir s'asseoir s'il n'y pas de place libre.

Bien évidemment, cette solution encombrerait davantage le sac et l'alourdirait.

 

 

 

IV. Conclusion.

Pour conclure, cet électif nous a permis de découvrir les bases de la TRIZ avec ses différents principes et lois mais aussi comment l'utiliser dans le cadre d'un projet. De plus, nous avons appris à utiliser PICC qui est un logiciel très intéressant pour inventer et innover, et qui pourrait être un outil de prédilection dans le domaine de la conception.

Nous avons abordé ces différents aspects autour de notre projet qui est le sac à dos dont nous avons vu qu'il était possible d'améliorer ses caractéristiques pour rendre son usage plus performant pour les randonneurs ou voyageurs.