Rapport de fin de projet

Ingénierie de l’innovation

Table des matières

Introduction

IDEAS

KMAP

BUILD & SOLVE

MULTI-ECRANS

LOIS

CONTRADICTIONS

RESOLUTION

SOLUTIONS

Conclusion

Introduction

               Dans le cadre de notre seconde année de Génie Electrique par alternance à l’INSA Strasbourg, nous avons eu la possibilité de choisir un objet de la vie quotidienne afin de tenter d’imaginer sa version future, améliorée. Cet exercice repose sur la méthode TRIZ (Théorie de la Résolution des problèmes Inventifs), une méthode en plusieurs étapes dont l’objectif est d’aider à inventer en permettant de résoudre plus facilement les problèmes rencontrés. Pour cela nous avons formé différents groupes de 4 personnes, chaque groupe ayant le choix d’un objet qui sera le sujet d’innovation du groupe cette année.

Nous avions initialement plusieurs idées de sujets sur lesquels nous aurions souhaité travailler. Un stylo à encre, un tube de chips et un accordeur de guitare. Notre choix s’est finalement porté sur le dernier sujet, les deux premiers étant déjà pris, et celui-ci étant le plus original des trois.

IDEAS

               Tout au long du projet, nous avons travaillé sur le site IDEAS, qui nous a permis de réaliser les différentes étapes de réflexion et de conception autour de celui-ci. Dans les parties qui vont suivre nous allons décomposer le travail fait pour présenter notre réflexion autour de l’accordeur de guitare.

Lorsque nous nous connectons sur le site, nous obtenons la vue globale du projet, montrant les membres du groupe, le sujet choisi ainsi que la progression de notre démarche d'innovation. Ayant complété tous les onglets nécessaires à l'étude, nous pouvons donc voir que la progression de notre groupe sur ce travail est de 100%. Le bouton « Show in PICC » en haut à droite de l’écran permet d’ouvrir l’outil « Private Innovation Competence Center » dont l’utilité est de pouvoir balayer toutes les étapes dans un projet d’innovation.

Notre projet est donc affiché, avec une image le représentant, la liste des membres ainsi que l'évolution de notre étude sur les différents diagrammes à remplir, à savoir le Kmap et le Build and Solve. Il y a également de renseigné la fonction principale utile (FPU) de notre accordeur, ainsi que le client de celui-ci (en l'occurrence les cordes de la guitare). Nous allons maintenant naviguer dans les différents écrans proposés afin de presenter notre démarche dans ce projet.

KMAP

Le KMAP constitue la première étape dans ce travail. L’objectif de cet écran est de nous permettre d’organiser les connaissances que nous possédons déjà afin d’y consigner l’ensemble des problèmes et solutions partielles, ainsi que les problèmes et solutions clefs.

Dans notre cas, le KMAP contient 13 problèmes et 7 solutions partielles. Le problème et la solution clefs sont ceux qui nous permettent d’arriver à notre solution innovante : ici d’automatiser l’accordage à l’aide d’un accordeur de guitare plus performant, ne mesurant pas uniquement la fréquence de la corde et la fréquence à atteindre, mais faisant également ces réglages lui-même.

A ces problèmes et solutions sont associés des paramètres qui apportent des précisions et un aspect plus physique du problème et de la solution.

Prenons l'exemple de l'autonomie : les accordeurs actuels fonctionnent à l'aide de piles, ce qui ne garantis pas une très grande autonomie. En effet l’utilisation de piles est assez limitée, et représente un certain coût pour l'utilisateur. Le paramètre qui y est donc associé est la durée d’utilisation avec une unité définie ici en heures. A ce problème, deux solutions sont proposées : utiliser une batterie rechargeable ou réaliser une extinction automatique de l'accordeur. Les paramètres associés à la solution de la batterie rechargeable sont la fréquence d’utilisation du dispositif en jours, ainsi que l’autonomie et la longévité de la batterie définies avec la même unité.

Cependant comme on l'a vu pour ce cas, une solution proposée à un problème peut-elle-même engendrer l’apparition d’un ou plusieurs nouveaux problèmes auxquels nous n’étions pas confrontés précédemment. Ici le fait de vouloir utiliser une batterie rechargeable va forcément induire des coûts supplémentaires.

Une fois tous les problèmes et solutions partielles définis, il faut s'assurer que toutes les « bulles » soient bien reliées entre elles. Il ne faut pas qu’une seule d’entre elles soit isolée, sinon sa résolution plus tard deviendra complexe.

Une fois le KMAP réalisé, nous allons essayer d’analyser et de résoudre les problèmes crées dans celui-ci en cliquant sur BUILD & SOLVE.

BUILD & SOLVE

Cela nous amène à une nouvelle page, nous proposant les onglets suivants :

PARTIES ; MULTI-ÉCRANS ; LOIS ; CONTRADICTIONS ; RÉSOLUTION ; SOLUTIONS

Dans un premier temps, dans l’onglet PARTIES, il a fallu, autour du système Accordeur, déclarer les différents sous-systèmes qui représentent toutes les fonctions associées au système.

Notre accordeur représente donc le système principal ici. Via une énergie mécanique créée par la main humaine et transmise par contact aux mécaniques de la guitare (au nombre de 6 sur une guitare standard) celui-ci permet, à travers toutes ces sous-fonctions, d’ajuster la note en modifiant la fréquence de la corde.

MULTI-ECRANS

               Cet onglet permet de comparer le système actuel avec sa version passée, afin de pouvoir déterminer les améliorations à apporter pour sa version future.

Nous avons donc notre système principal défini au centre avec les différents sous-systèmes définis dans la partie précédente. La suite a été de définir ces mêmes sous-systèmes pour le prédécesseur de l’accordeur, à savoir le diapason. Son fonctionnement est similaire, cependant le facteur de précision était le plus problématique, car étant fait simplement grâce à l’ouïe humaine. Le diapason a donc subi une amélioration pour devenir l’accordeur que l’on connait aujourd’hui, mais cela a engendré de nouveaux problèmes que l’on voit défini en rouge sur le schéma (durée de vie et simplicité d'utilisation).

L’appareil futur sera donc fait de telle sorte à corriger ces problèmes, avec un système automatique qui a une autonomie illimitée dans le meilleur des cas.

LOIS

Vient ensuite le diagramme des différentes lois de l’innovation. Celles-ci permettent de définir les potentielles modifications que va subir l’accordeur de guitare au fil des nombreuses innovations qui seront effectuées au cours du temps. Ces lois sont séparées en trois catégories :

- Statique : Ces lois concernent le fonctionnement interne de l’objet, ainsi que les liaisons entre ses différentes parties déclarées dans l’onglet Parties

- Cinématique : Ces lois concernent l’évolution des innovations de cet objet (concernant le cout, les axes d’amélioration et les nouvelles difficultés que cela implique)

- Dynamique : Ces lois concernent une potentielle évolution dans la physique de l’objet, à savoir si l’on peut migrer vers un système souple ou plus immatériel.

Il y a donc au total 9 lois à paramétrer, à l’aide d’une jauge allant de 0 à 5 représentant l’indice de suivi de la loi. Plus nous sélectionnons un chiffre élevé dans cette jauge, plus le système va tendre vers une innovation qui est régi par cette loi. Dans le cas où ce nombre est différent de 0, il nous faut donc prononcer une hypothèse quant à cette évolution du système actuel.

En voici un exemple avec la première loi : "Les constituants essentiels d’un système technique (moteur, transmission, travail, contrôle) doivent être présents et assumer correctement le rôle qui leur est dévolu dans sa structure. Ils forment un tout permettant la réalisation de la Fonction Principale Utile." Nous avons mis la jauge à 4 pour cet exemple, démontrant que le système est facilement éligible à une innovation concernant sa fonction principale, à savoir accorder une corde. Notre hypothèse est donc que l'accordeur pourra accorder la guitare sans aucune intervention humaine.

Si aucune hypothèse ne nous vient à l’esprit, nous pouvons en créer une automatique via le site en répondant à des questions sur l’objet, et plus exactement vers quelles propriétés nous voudrions qu’il se rapproche à l’avenir (par exemple la souplesse pour la loi numéro 8).

CONTRADICTIONS

               Le prochain onglet est celui des contradictions. C’est ici que nous allons renseigner pour chaque paramètre d’action (PA) un ou plusieurs paramètres d’évaluation (PE).

Ces paramètres d’évaluation sont les critères impactant les différents paramètres d’action, de manière positive ou négative. Ils définissent la manière dont le paramètre d’action va être amélioré, mais également des impacts négatifs que cela va engendrer, comme par exemple l’augmentation du prix de vente dans le cas d’un système plus sophistiqué.

On associe à chacun de ces paramètres un « poids » qui représente son importance et son influence sur le système. Comme nous avons par exemple axé un des critères de l’innovation sur l’autonomie de notre accordeur, il a été décidé de mettre ce paramètre à un poids plus fort.

Une fois toutes les contradictions effectuées à travers ces paramètres, nous pouvons afficher le diagramme des contradictions, représentées sous forme de bulles plus ou moins importantes.

On remarque donc sur notre schéma que la présence d’un dispositif mécanique asservi pour accorder est le paramètre posant le plus de contradictions, ce qui est normal étant donné qu’il représente la réalisation principale de notre tâche d’innovation. Ces bulles sont à un poids fort sur la courbe, c’est donc celles que nous allons tenter de résoudre en priorité.

RESOLUTION

Pour accéder à la fenêtre de résolution, nous cliquons sur une bulle puis sur « Voir résolution » (une fois la résolution effectuée, la bulle devient hachurée).

La contradiction met en avant deux paramètres qui s’opposent, la résolution va consister à définir les propriétés du paramètre à améliorer pour en déduire une solution d’innovation à partir de la matrice TRIZ. On coche donc les propriétés associées à chaque contradiction que l’on veut résoudre, par exemple pour le paramètre de qualité du son nous cochons les propriétés de précision de la mesure du son, ainsi que sa sensibilité aux bruits qui peuvent nuire à la mesure.

SOLUTIONS

La finalité de ce projet est donc de proposer plusieurs solutions d’innovation pour rendre notre accordeur de guitare plus pratique à travers divers paramètres. Nos solutions sont au nombre de 6 et sont :

• un accordeur de mécanique amovible pour résoudre le souci de cout des moteurs (1 au lieu de 6)
• un accordeur fixe sur la guitare pour résoudre le souci de risque de perte de l’accordeur
• un accordeur ne nécessitant pas d’intervention humaine afin de garantir un accordage automatique
• un diagnostic automatique de la guitare permettant d’éviter d’accorder la guitare à chaque utilisation
• un accordeur fait de matériaux légers pour éviter des soucis dus au poids de celui-ci sur la guitare
• un rechargement de l’appareil aisé pour éviter de devoir changer les piles souvent, améliorant l’autonomie de l’accordeur au passage.

Conclusion

Dans ce module, nous avons pu découvrir une nouvelle approche d’un projet, différente de celle que nous avons pu avoir auparavant lors nos différents projets à l’INSA. Là où nous ne devions répondre qu’à un cahier des charges, nous avons eu à rechercher et à proposer de véritables innovations dans le but d’améliorer l’objet que nous avons choisi. C’est un exercice qui a su stimuler notre créativité en étant également très challengeant.