TRIZ est un acronyme russe pour « Théorie de la Résolution des Problèmes d’Innovation ». C’est une méthode inventée par Genrich AltshuIler, il y a plus de 50 ans. Sous sa direction, une équipe de chercheurs a analysé des millions de brevets pour découvrir ce qui pouvait être modélisé. TRIZ s’appuie sur deux postulats : le caractère inventif de solutions innovantes peut être exprimé au travers d’un nombre limité de principes physiques, chimiques, géométriques, et les systèmes techniques évoluent selon des lois et sont donc prédictibles.
L’idée fondamentale que TRIZ a apportée peut être définie par cette proposition : « Tous les systèmes évoluent vers un état idéal appelé idéalité, en résolvant des contradictions et utilisant le moins de ressources disponibles ».
L’idéalité signifie « faire plus avec moins ». L’accroissement d’idéalité c’est : plus de bénéfices à moindre coût et sans dommage. La Nature fonctionne suivant ce schéma, cela s’appelle : l’évolution. Le moteur de l’évolution est la résolution de contradictions qui sont simplement ce qui sépare le besoin de ce qui est disponible.
Chaque problème recèle une ou plusieurs « contradictions ». Par exemple, on veut construire une voiture plus grande à l’intérieur et plus petite à l’extérieur. Honda l’a fait en la construisant plus haute. Rendre plus grand s’est réduit dans ce cas à passer de 2 à 3 dimensions, principe n°17 de TRIZ.
Chaque invention est le résultat de la résolution d’une ou plusieurs contradictions.
Les fondements de TRIZ
- L’idéalisation
Pour les problèmes techniques, il faut maximiser le quotient : (fonction principale recherchée) / (masse + énergie + taille). En fait on s’attache souvent à diminuer le diviseur en limitant autant que possible l’utilisation de ressources matérielles. Pour les autres problèmes, il faut maximiser le quotient : (fontion utile) / (coût + fonction nuisible)
Ici la démarche usuelle est de diminuer les coûts. Cela sous-entend qu’il faut éviter d’introduire des ressources supplémentaires, il vaut mieux en retirer qu’en ajouter. - Regarder le problème comme un système
Ou comme un système hiérarchique de problèmes pour en identifier les plus basiques afin de s’atteler à leur résolution. - Faire comme si le problème était résolu suivant le principe d’idéalisation
Regarder le chemin parcouru et le remonter. C’est une démarche inhabituelle qui a souvent des bénéfices inattendus. - Résoudre les contradictions qui se présentent en remontant le chemin
Les problèmes basiques évoqués en 3 sont les contradictions. - Se souvenir que, dans la nature, l’évolution suit des schémas qui se répètent
Copier, imiter les schémas ou solutions de la nature.
Le système de coordonnées de la matrice des principes de TRIZ
Les contradictions évoquées plus haut sont en nombre fini, 39. Ce qui est une découverte de la méthode. Elles sont présentées sous forme d’un tableau carré, appelé pompeusement matrice, de 39 lignes et 39 colonnes.
En ordonnée on trouve les 39 caractéristiques à améliorer et en abscisse les mêmes 39 caractéristiques à conserver. Le libellé des caractéristiques est le même pour les deux coordonnées.
Les 39 caractéristiques
En ordonnée : Caractéristiques à améliorer
En abscisse : Caractéristiques à conserver
- Masse d’un objet mobile
- Masse d’un objet statique
- Longueur d’un objet mobile
- Longueur d’un objet statique
- Surface d’un objet mobile
- Surface d’un objet statique
- Volume d’un objet mobile
- Volume d’un objet statique
- Vitesse
- Force
- Tension pression
- Forme
- Stabilité
- Résistance
- Durabilité d’un objet mobile
- Durabilité d’un objet statique
- Température
- Brillance
- Énergie dépensée. /obj. mobile
- Énergie dépensée. /obj. statique
- Puissance
- Perte d’énergie
- Perte de substance
- Perte d’information
- Perte de temps
- Quantité de substance
- Fiabilité
- Précision de mesurage
- Précision de fabrication
- Faits néfastes à l’objet
- Faits néfastes induits par l’objet
- Facilité de fabrication
- Facilité d’utilisation
- Réparabilité
- Adaptabilité
- Complexité du produit
- Complexité de pilotage
- Degré d’automatisation
- Productivité
Dans les cellules, à l’intersection des lignes et des colonnes de la matrice, sont portés les n° des mécanismes qui servent à résoudre les contradictions. Ces mécanismes ont été identifiés dans l’étude des brevets et font partie des 40 principes ci-dessous.
Les quarante mécanismes (principes) pour résoudre les contradictions :
- Segmenter
- Retirer, Soustraire
- Modifier les caractéristiques locales
- Rompre les symétries
- Grouper Fusionner
- Rendre Universelle
- S’inspirer des poupées russes
- Compenser le poids
- Faire une contre action préalable
- Agir en anticipation
- Protéger au préalable
- Équilibrer les tensions, les forces
- Inverser
- Rendre Sphérique
- Rendre mobile
- Agir partiellement ou excessivement
- Changer les dimensions
- Faire vibrer mécaniquement
- Agir périodiquement
- Rendre permanente une action utile 21. Agir à haute vitesse
- Transformer une difficulté en aubaine
- Introduire une contre réaction
- Utiliser un objet ou processus intermédiaire
- Rendre autosuffisant
- Copier
- Utiliser des objets éphémères et bon marché
- Remplacer une fonction mécanique par autre chose
- Utiliser des liquides ou des gaz
- Utiliser des membranes flexibles et des parois minces
- Rendre les matériaux poreux
- Changer de couleur
- Rendre homogène
- Éliminer et récupérer
- Modifier des paramètres
- Utiliser les transitions de phases
- Utiliser la dilatation thermique
- Utiliser des oxydants puissants
- Mettre en atmosphère /en milieu inerte
- Rendre une structure composite
Exemple
Pour la contradiction qui correspond au croisement de deux caractéristiques : améliorer (donc diminuer) la masse d’un objet mobile (caractéristique 1) sans en détériorer la résistance (caractéristique 14), la matrice indiquera les principes (par ordre décroissant de changement) :
28 : Remplacement du système mécanique
Remplacer un système mécanique par un système sensoriel (optique, acoustique, olfactif).
Utiliser des champs électriques, magnétiques, électromagnétiques pour interagir avec l’objet.
Remplacer les champs statiques par des champs mobiles, les champs aléatoires par des champs structurés.
Utiliser les champs en combinaison avec des particules ferromagnétiques.
27 : Objet éphémère et bon marché
Remplacer un objet cher par un ensemble d’objets bon marché, en renonçant à certaines qualités (comme la durée de l’action par exemple).
18 : Vibrations mécaniques
Faire osciller ou vibrer un objet.
Si l’oscillation existe, accroître sa fréquence (jusqu’à l’ultrason).
Utiliser la fréquence de résonance de l’objet.
Utiliser des vibrateurs piézo-électriques (au lieu de mécaniques).
Utiliser les vibrations ultrasoniques combinées à des champs électromagnétiques.
40 : Matériaux composites
Remplacer un matériau homogène par un matériau composite.
En travaillant sur ces pistes, on est sûr d’avoir cerné le problème et de mettre de l’énergie là où cela sera utile.
Voir la matrice complète
A quoi peut-on appliquer TRIZ ?
A l’amélioration :
- d’un process industriel
- de la fonctionnalité d’un objet
- de la rentabilité
- du fonctionnement d’une organisation
- d’une phase dans une action globale
- de l’ambiance de travail dans un groupe
- de l’efficacité d’une équipe
Et beaucoup d’autres choses en procédant par analogie et adaptant le vocabulaire pour qu’il colle au mieux au contexte.
Sites à consulter pour en savoir plus :
- www.triz40.com
- www.solidcreativity.com
- www.trizfrance.org
- www.triz-journal.com
- www.triz-online.de
- www.innovationtools.com
- www.innovation-triz.com
- www.insa-strasbourg.fr
- www.ideationtriz.com
- www.creax.com
… Et beaucoup d’autres en lançant une recherche sur votre moteur de recherche préféré.
Georges VALENTIN
Consultant Worlding