Que celui qui n’a jamais eu une idée en tête sans pour autant savoir par où commencer pour la développer me jette la première pierre… Si vous êtes comme moi, à avoir une multitude d’idées qui vous passent par l’esprit et qu’il vous arrive de vous demander comment les concrétiser, vous trouverez probablement des axes de travail dans les lignes qui suivent.

Nous parlerons ici de tout le processus que nous utilisons dans le cadre de notre travail chez O’Sol pour concrétiser physiquement, rapidement et à bas coût une idée. Nous parlerons tout particulièrement du cas du prototypage mécanique. Les méthodes explicitées ci-dessous sont donc celles que j’utilise au quotidien pour développer des pièces, mêmes méthodes que nous avons tous appliqué dans le cadre du développement de notre générateur photovoltaïque mobile.

 

Prototypage… kesako ?

Revenons premièrement au mot à l’essence même de cet article : le prototypage. Qu’est-ce ? A quoi sert-il ?
On appelle prototypage le processus menant une idée ou un concept à une représentation physique pouvant remplir différents objectifs.

Dans certains cas, l’objectif principal sera d’ordre visuel. Le prototype permet donc d’aboutir à un design voulu et éventuellement faire office de démonstrateur.

Dans d’autre cas au contraire, le prototypage sera une méthode utilisée pour valider/invalider un concept ou une fonctionnalité. Il peut en ce sens permettre d’assez facilement identifier des failles dans un concept ou de valider certaines fonctions (assemblage, emboîtement de certaines pièces, engrènement de roues…).

Enfin, plus tard dans le cycle de développement du produit vient une phase dite de “prototypage technologique”. Cette phase terminale se veut aussi proche possible du produit fini (mêmes formes, matériaux…). Il permet en cela de finir la validation du concept (études thermiques et mécaniques plus poussées, tests en conditions réelles…).

 

Identifier le besoin et chercher à y répondre

 

Le besoin se doit d’être au coeur du développement de votre produit ou idée. Un outil redoutablement efficace pour cela est le brainstorming. Pour cela, marquez sur une feuille, un tableau ou quelque support que ce soit votre question, un besoin ou problématique et dressez une liste de toutes les idées que vous pourriez avoir pour y répondre, même si au premier abord certaines semblent saugrenues. Le fait de les considérer vous fera peut être penser à quelque chose d’autre… Le processus de créativité est long et auto-entretenu : jusqu’à un certain point, plus vous trouverez d’idées plus vous serez capable d’en générer de nouvelles.

Une fois votre liste dressée, prenez un moment pour vous aérer l’esprit, faites du sport ou traitez d’autres dossiers. Vous reviendrez dessus dans quelques heures ou le lendemain avec un esprit plus critique. A ce moment la, abordez cette masse d’idées en vous posant les bonnes questions : Quelles idées me semblent bonnes ? Lesquelles seront les plus compliquées / longues / coûteuses ? Lesquelles semblent a priori simples à essayer ?

Il est désormais temps de sélectionner les 2-3 meilleures idées et de les développer. Pour cela, différents outils peuvent-être utilisés afin d’aboutir à un objet physique.

Les outils du prototypage rapide

Il existe une multitude d’outils permettant de passer d’une idée à un prototype. Nous avons déjà évoqué les brainstormings, le dessin… voici donc une liste des outils que nous utilisons au quotidien chez O’Sol :

 

  • Les brainstormings : Ils permettent de laisser libre champ à la créativité et d’identifier un maximum de façons possibles de répondre à un besoin ou une problématique.
  • Le dessin : Il permet souvent de sélectionner les idées les plus adéquates et se faire une première idée du produit fini. S’il est assez précis, il peut même dans certains cas permettre d’invalider certaines idées, mais ne prend cependant pas en compte le caractère cinématique d’un produit.

 

  • Le maquettage rapide : Il permet d’avoir une idée très schématique de l’objet en 3D et est généralement réalisé avec très peu de moyens (carton, objets recyclés, papier…).

 

  • Le dimensionnement : Utilisé en conjonction avec le dessin, il permet de se rapprocher encore plus des dimensions réelles du produit et permet d’évaluer la pertinence d’une pièce dans un assemblage.

 

  • La conception 3D (CAO/CAD) et la simulation : Étape cruciale, la modélisation 3D permet de passer d’une version dessinée à une version en 3D dotée des bonnes mesures. Cette étape permet d’avoir un aperçu final du rendu d’une pièce et de pouvoir la combiner avec d’autres pièces dans un assemblage. Combinée à une partie simulation cinématique, la modélisation 3D peut parfois se substituer à une création physique. En créant un modèle numérique, on peut par exemple modéliser les mouvements d’une pièce, les réactions à des gradients de températures, à des écoulements de fluides… Un vrai laboratoire numérique!

 

  • L’impression 3D : Déjà abordée dans notre article Comment l’impression 3D a changé notre vision de la conception, l’impression 3D est une réelle révolution technologique dans le cercle du prototypage rapide. Fonctionnant sur le principe de conception additive, cette dernière peut permettre de passer en quelques heures d’un modèle numérique créé par CAO à un modèle physique pour quelques euros.

 

  • Autres : en fonction des étapes du développement du produit, des méthodes de fabrication plus précises et proches de celles utilisées pour le modèle série peuvent-être nécessaire. C’est le cas par exemple de l’usinage, du moulage, de l’emboutissage… ces méthodes industrielles utilisées pour fabriquer n’importe quelle pièce sont coûteuses et souvent longues mais permettent d’avoir une version “finale” du produit, avec les mêmes matériaux, permettant ainsi de réaliser des tests plus poussés.

 

L’itération au coeur du développement

Une notion très importante (si ce n’est la plus importante) à introduire est le processus d’itération. Comme nous en avons parlé dans l’article sur l’impression 3D, ce processus nous fait accepter l’erreur comme étant partie intégrante du développement. Le graphique ci-dessous reprend certains des outils de prototypages évoqués précédemment et les ordonne selon le principe d’un algorithme.

 

Typiquement chez O’Sol, nous commençons par des brainstorms afin d’établir une liste conséquente d’idées puis nous les étudions et développons afin de sélectionner les meilleures que nous passons ensuite sous CAD. Quand nous le pouvons, nous utilisons l’impression 3D afin d’obtenir un objet physique testable. Enfin, nous nous asseyons autour d’une table et si le produit n’est pas parfait, nous cherchons des éventuels problèmes, puis lançons une session de brainstorming afin de trouver des pistes d’amélioration, que nous développons ensuite… tout un processus d’itérations successives qui permet d’aboutir à un produit fini qui nous convient.

Si vous aussi vous utilisez le prototypage comme outil principal de votre développement, n’hésitez pas à nous contacter pour partager votre expérience. A bientôt sur le Blog O’Sol.

 

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