ELECTIF: CONCEPTION INVENTIVE

CONTENEURS DE MASQUES

Janvier 2021

 

Proposé par:

• Segolene IBIKA
• Julie BRANCHARD

 

 

 

INTRODUCTION : CONCEPT

Le conteneur de masque a pour objectif la réutilisation ainsi que la protection des masques. Dans un contexte de pandémie, on doit pouvoir changer régulièrement de masques sans que cela occasionne une contamination. De plus, dans un démarche écologique et économique, on souhaite pouvoir réutiliser les masques usagers, donc les transporter sans risque.

 

 I - GRAPHE DES PROBLÈMES

Fig 1: Graphe des problèmes

 

Le graphe des problèmes nous permet d’avoir une vue d’ensemble sur l’objet. Un premier problème se pose alors : le produit étant relativement récent, nous ne l’avons pas nous même expérimenté. L’élaboration de ce graphe repose donc globalement sur notre imagination, nous émettons des hypothèses quant aux situations où il serait bon d’optimiser le produit.

La racine du problème est toutefois évidente car tout à fait actuelle : le masque ne doit pas être un support à la contamination des virus, ici du sras-cov-2. Afin d’étendre le graphe, on se penche donc sur toutes les situations où il y a un contact entre le masque et un élément extérieur au masque, peu importe qu’il soit mobile ou non. On en déduit quelques axes d’étude : la séparation des masques et la perméabilité du conteneur principalement.

Par la suite, on réfléchit au conteneur en tant qu'objet utilisé au quotidien. On en tire alors des contrainte lié à la résistance et à l'entretien du conteneur : il doit être résistant au divers manipulations de manière à ce qu’il ne soit pas souvent changé, et l’utilisateur doit pouvoir le stériliser.

 

II - INTÉGRALITÉ DES PARTIES

Fig 2: Diagramme “Parties” 

 

Le diagramme qui précède permet d’identifier et caractériser les différentes composantes du conteneur, et de mettre avant sa fonction principale. Ici, comme relevé au graphe des problèmes, il s’agit d’empêcher la contamination. De plus, la seule énergie nécessaire au bon fonctionnement du conteur est l’énergie de l’utilisateur, donc une énergie musculaire. Cette dernière permet le mouvement des parois les unes par rapport aux autres, ce qui est transmis par l’ensemble de la structure continue du conteneur. Enfin, le mouvement est permis par la pliure, qui est donc le moteur. L’ensemble de ces parties est directement contrôlé par l’utilisateur.

 

III - DIAGRAMME MULTI ÉCRANS

Fig 3: Diagramme Multi-écrans 

 

Le diagramme multi écran permet une vue d’ensemble sur les objectifs du produit et sur ses évolutions passées sur le court terme. Dans notre cas, l’objet n’avait en fait aucune utilité avant la pandémie de 2020. On manque donc de recule sur le produit, il n’y pas de conteneur remplissant le rôle de celui étudié avant celui-ci : on utilisait des objets tels que des boîtes type tupperware pour transporter des masques. On émet donc peu d’hypothèse par rapport au passé de l’objet.

Ainsi les principales hypothèses concernent la praticité d’utilisation et la capacité à contenir un bon nombre de masques.

 

IV - LOI
 

Dans cette partie du projet , il s’agit d’analyser notre produit et ses différents éléments afin de voir s' ils respectent au maximum les lois . Nous avons attribué à chacune une note allant de 0 à 5 en fonction du suivi de notre système par rapport à celles-ci . 

 

Fig 4: DIagramme des lois 

 

• Loi 1: Loi d’intégralité des parties

 

Cette loi stipule qu’un système ne peut rentrer dans sa vie d’objet que s' il dispose d’un moteur , d’un élément transmission , de travail et de contrôle .On peut alors se demander, l’ensemble des éléments sont-ils présents ?

A cette question la réponse est oui , nous pouvons alors passer à la 2e loi.

 

• Loi 2: Conductibilité énergétique 

 

Cette loi porte sur l'efficience du système . Elle a pour but d’optimiser celui-ci tout en utilisant le moins d’énergie possible . On peut  alors se  demander si l’ensemble des éléments composants le système laissent passer de l’énergie sans provoquer de pertes.

A cette question la réponse est non , cette réponse a  alors donné naissance à une hypothèse . Celle selon laquelle il faudrait  fabriquer le conteneur dans un matériau moins résistant afin de dépenser moins d’énergie .

 

• Loi 3: Harmonisation

 

Cette loi a pour objectif d’améliorer l’harmonie du système en passant par l’harmonie des formes et l’harmonie des rythmes de fonctionnement . Elle cherche à maximiser la FPU. On peut alors se demander si les relations entre éléments du système et éléments de la FPU  sont de nature à optimiser la réalisation de la FPU .
A cette question la réponse est oui , mais comme rien n’est parfait et qu’on peut toujours améliorer un système , on peut proposer comme hypothèse la conception d’un conteneur de masque possédant une structure plus apte à isoler le masque du milieu extérieur .

 

• Loi 4: Loi d’idéalité 

 

Cette loi stipule que l’idéalité est l’objectif à atteindre . Pour ce faire, il faut imaginer l’objet idéal et voir où on se situe par rapport à celui-ci .

Sur une échelle de 0 à 5 , le conteneur de masque se situe à 2 . En effet , on est encore loin de l’idéal . Par contre , pour s’en rapprocher , nous avons formulé quelques hypothèses :

Une selon laquelle , on peut choisir parmi les différents matériaux répondant à nos attentes le moins coûteux et , l’autre selon laquelle on pourrait concevoir des masques imperméables à tout microbe . Ainsi , le masque ferait office de masque et de conteneur de masque .

 

• Loi 5: Loi d’incohérence interne 

 

Le but de cette loi est de voir si un des constituant du système est moins développé par rapport aux autres . Nous avons estimé que dans notre système , tous les éléments sont au même niveau de développement et qu’il n’y en a aucun qui handicape les autres .

 

• Loi 6: Loi de transition au super système 

 

Elle s'intéresse à la fin de vie d’un système , plus précisément à quel super système pourrait le remplacer pour réaliser la FPU.Ainsi , nous pouvons nous demander si le système a épuisé les ressources de son développement ?

A cette question la réponse est non . Vu la situation actuelle , nous aurons toujours besoin de masques et donc de conteneurs de masques pour pouvoir ranger  et protéger ceux-ci . Nous pouvons alors passer à la loi suivante.

 

• Loi 7: Loi de transition vers le micro-niveau

 

Cette loi spécifie que tous les systèmes évoluent de l’état solide vers le plasma .

Pour pouvoir évaluer le suivi de cette loi , on se demande si le système dans son état technologique  actuel a épuisé les ressources de son développement et si  un changement radical du mode  de  réalisation de la FPU semble inéluctable ?
A cette question la réponse est oui . Cette réponse nous a permis de fournir comme hypothèse celle du “conteneur champ”. En effet , une fois le masque non porté , on pourrait projeter sur ses deux faces un champ qui le protégerait empêchant ainsi qu'il soit contaminé

 

• Loi 8: Loi de dynamisation 

 

Cette loi nous permet d’imaginer  la dynamisation d’un système . Il passera d’un  système monobloc à un système souple en passant par un système articulé .

Évaluer cette loi revient alors à savoir où on se situe face à cette évolution d’un système . Dans l’état actuel des choses , le conteneur de masque est déjà un système souple , on peut alors passer à la loi suivante .

 

• Loi 9: Loi d'accroissement des substances-champ

 

Cette loi a pour but d’évaluer si on peut ajouter à l’objet  une nouvelle fonction , pour développer un nouveau système .On peut alors se demander si l’état de maturité de notre système exige d’intégrer de nouvelles associations de types substances-champ pour évoluer dans le but de maximiser  la valeur de la FPU. A cette question la réponse est non . En effet, rajouter    à un conteneur de masque une autre fonction accroîtrait le risque de contaminer ces derniers ce qui minimiserait la valeur de la FPU.

 

V - CONTRADICTIONS

 

Une contradiction est caractérisée par un ou des paramètres d’actions et un ou des paramètres d’évaluation . C’est une reformulation d’un problème inventif . Elle symbolise l’obstacle à surmonter lors du passage d’une génération d’objet à une autre . Lors de sa résolution , aucun compromis ne doit être fait. 

Ainsi, dans notre étude du conteneur de masque, nous avons dû faire des contradictions afin d’analyser ce qui n’allait pas dans notre système.
Après avoir associé à un paramètre d’action des paramètres des évaluations , nous avons pu générer plusieurs contradictions qu’on peut observer sur le graphe suivant:

 

  

Fig 5: Graphe des contradictions 

 

VI - PRÉSENTATION DES SOLUTIONS

Fig 6: Représentation des solutions envisagées

 

Dans un premier temps, nous décidons de garder le concept de compartimentation. En effet, en comptant une efficacité de 4h pour un masque chirurgical (il est aujourd’hui admis qu’ils sont lavables), il faut au moins deux masques pour une journée de travail, si ce n’est 3. Cependant, une sortie plus courte pourrait en nécessiter qu’un seul. Afin d’optimiser l’espace occupé par le conteneur, il est donc intéressant de laisser à l’utilisateur le choix du nombre de compartiments qu’il portera sur lui. Ensuite, on conserve les dimensions d’origine des compartiments : un masque est plié à l’intérieur du conteneur afin que les face interne et externe ne se contamine pas entre elles. 

De plus, il est plus pratique d’avoir un objet compact, on choisit donc un système de rails et d’encoches permettant de conserver les masques en lot.

 

Fig 7: Représentation de la solution finale

 

Pour que cette solution soit applicable, on choisit un matériau rigide nécessaire à l'emboîtement des compartiments. De plus, il permet de glisser plus efficacement le masque plié dans un compartiment. Ce dernier se referme à l’aide d’un clapet - ressort pour limiter la manipulation du conteneur et augmenter l’ergonomie.

Enfin, afin d’éviter les contagions, on préfère donc une surface auto-désinfecté pour le conteneur : en effet, il a été développé en France un revêtement virucide, éliminant les virus au bout de quelques heures grâce aux particules d’argent présentent. Les risques de contagion sont donc nettement moins importants. 

Pour un conteneur durable et un coût limité, on opte également pour une protection au choc sous forme de peinture sous le revêtement virucide.

 

CONCLUSION

En somme , nous ne pouvons retenir que du positif de cet enseignement électif . En effet , nous avons eu la chance de bénéficier d’un module complet sur la conception inventive et une démarche afin de résoudre les problèmes d’ordres inventifs sur des systèmes . Cet électif nous a offert un panel de configurations réalistes nous permettant de nous mettre dans la peau des futurs ingénieurs que nous serons . Tout au long de l’enseignement , l'enseignant s’est montré très disponible et à l’écoute . Ce fût  donc des échanges agréables et constructifs.  C’est alors avec un avantage considérant que nous rentrerons dans la vie active.