Imaginer une poubelle intelligente

Sommaire
Résumé
1
Remerciements
2
Introduction
3
1
Contexte et objectifs
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
2
5
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Démarche
2.1
2.2
2.3
3
Contexte . . . . . .
Limites de l'étude .
Problématique . . .
Solutions existantes
Cahier des charges
Sondage . . . . . . . . . . .
Solutions envisagées . . . . .
2.2.1 Solution automatique
2.2.2 Solution mécanique .
2.2.3 Solution design . . .
2.2.4 Choix de la solution
Test de tri sur le campus . .
11
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Résultats
3.1
3.2
3.3
5
6
6
6
8
Communication . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Conception . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.1 Conception numérique . . . . . . . . . .
3.2.2 Réalisation de la maquette . . . . . . . .
3.2.3 Réalisation des prototypes . . . . . . . .
Plan de développement . . . . . . . . . . . . . .
3.3.1 Etude du marché et stratégie marketing
3.3.2 Plan d'industrialisation . . . . . . . . . .
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12
13
13
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Conclusion
29
ANNEXES
30
Présentation de l'équipe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Diagramme GANTT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Répartition des tâches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Évolution du projet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Bilan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Checklist . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Résumé
Préserver les ressources naturelles est devenu une préoccupation majeure de notre siècle. Trier
puis recycler les déchets est un aspect indispensable d'une conduite écologiquement responsable. Il
est cependant apparu que sur le campus de l'Ecole Centrale Lyon, tout comme dans bien d'autres
lieux publics équipés de distributeurs automatiques de boissons et friandises, il n'existe pas de
dispositif de tri ecace pour traiter les déchets issus de ces machines. L'objectif de ce projet
d'étude est la conception d'une poubelle de tri capable de traiter les déchets issus des distributeurs,
la fabrication d'un prototype et le développement d'un plan d'industrialisation de l'objet.
Ce rapport présente les démarches eectuées pour arriver à la création du dispositif et les
résultats obtenus. Après une étude bibliographique des poubelles déjà existantes, et un travail
de dénition du contexte dans lequel s'ancre le projet, seront présentées les diérentes solutions
envisagées et la solution retenue. La conception numérique du dispositif sera ensuite détaillée, ainsi
que la fabrication de maquettes grâce à une imprimante 3D puis la réalisation du prototype. Enn,
le plan d'industrialisation et une ouverture du projet vers un marché plus étendu seront exposés.
1
Remerciements
Nous tenons tout d'abord à remercier l'Ecole Centrale de Lyon et la Chaire Eco-Emballages
de nous avoir permis de réaliser ce projet dans les meilleures conditions possibles, et de nous avoir
oert, dans le cadre du projet d'étude, la possibilité de visiter le centre de tri de Rillieux. Nous
remercions également toutes les personnes ayant contribué au bon déroulement du projet :
Nos tuteurs, Mme Catherine GIRAUD-MAINAND, Mme Michelle SALVIA et M. Roberto
VARGIOLU, merci pour leur disponibilité tout au long de l'année et leurs conseils.
Nous remercions également M. Jean-Patrick PECHE, design consultant auprès du programme
I.D.E.A. pour son aide lors de la conception de la poubelle.
Un grand merci à M. Olivier DESPORTES et tous les membres du Fablab qui nous ont assisté
lors de la fabrication de la maquette avec l'imprimante 3D.
Merci également à Mme Anne-Catherine BRULEZ, spécialiste en matériaux plastiques à l'ITECH,
qui nous a beaucoup appris sur les procédés de mise en forme des matériaux plastiques, ainsi qu'aux
entreprises nous ayant renseigné sur les coûts de ces techniques.
Enn, nos remerciements à Mme Laure FLANDRIN et M. Emmanuel RIGAUD, nos tuteurs en
Expression et Organisation, et Gestion de Projet, car leurs conseils nous ont beaucoup appris non
seulement pour ce Projet d'Etude mais également pour la gestion du travail en groupe en général.
2
Introduction
Jusqu'en 1992, la presque-totalité des déchets, industriels et domestiques, étaient entreposés
dans des décharges où ils étaient destinés à se décomposer. Pour d'évidentes raisons environnementales, ainsi que des problèmes d'encombrements, fut instauré en 1992 un décret déclarant toute
entreprise comme responsable de s'occuper du bon traitement de ses déchets. Une politique environnementale fut instaurée et certaines entreprises, privées mais à but non lucratif, ont pour mission
de réaliser le tri des déchets avant leur recyclage. C'est le cas par exemple d'Eco-Emballages. De
nos jours, l'Etat leur a xé comme objectif de réussir à trier puis recycler 75% des déchets. Cependant, le travail de ces entreprises est facilité par un tri des déchets en amont, au moment de jeter
le déchet. Il est donc de nos jours indispensable de mettre en place des dispositifs adéquats.
Le campus de l'École Centrale de Lyon est fréquenté chaque jour par plus d'un millier de personnes. Plusieurs distributeurs automatiques de boissons et friandises sont implantés sur le campus
et c'est chaque jour plusieurs centaines de déchets (emballages, gobelets) issus de l'utilisation de ces
machines qui sont jetés sans être triés. Un premier constat est que jusqu'à janvier 2014, il n'existait
aucun dispositif sur le campus permettant à l'utilisateur de séparer les déchets recyclables de ceux
non-recyclables. On peut ensuite s'interroger sur la volonté des utilisateurs à participer au tri des
déchets, et à une manière simple de les accompagner dans cette démarche. Il est important que
chacun soit sensibilisé à l'importance d'une attitude écologiquement responsable, et participe à son
échelle au développement durable de la planète. C'est pourquoi la chaire éco-emballage a décidé
de commanditer un projet d'étude dont l'objectif est de concevoir un dispositif permettant de trier
les déchets issus des distributeurs automatiques. Cependant, l'intitulé du projet, "La poubelle intelligente", oriente le dispositif vers un objet pédagogique capable de faire distinguer à l'utilisateur
un déchet recyclable d'un déchet qui ne l'est pas, mais également de lui indiquer le geste à adopter
pour trier correctement son déchet.
Le but du projet est donc la conception d'un tel dispositif. An de pouvoir vérier que l'objet
conçu répond aux objectifs xés, une seconde phase du projet implique la fabrication d'un prototype. Parallèlement, bien que le campus de l'École Centrale de Lyon soit le premier lieu visé par
l'utilisation du dispositif, celui-ci doit pouvoir être implanté dans tout autre endroit si nécessaire
c'est pourquoi il est nécessaire que le projet comporte une phase de planication d'une industrialisation possible de l'objet, en respectant un critère nancier de cent euros par unité an que l'objet
reste aisément commercialisable.
Un groupe de cinq élèves de l'École Centrale de Lyon s'est constitué composé de Claire Burtin,
Guillaume Devillers, Charlotte Lion, Pierre Mailliez et Florian Vanbuckhave an de travailler sur le
projet. Le travail s'est articulé en plusieurs étapes. Tout d'abord un inventaire des déchets concernés
et les possibilités de recyclage de chacun d'entre eux. Ensuite la recherche d'une solution parmi
plusieurs possibilités de dispositifs envisagés. Enn, la réalisation de maquettes, d'un prototype
et du plan d'industrialisation de l'objet. En parallèle, an de sensibiliser les diérents acteurs du
campus au projet, plusieurs actions de communication ont été mises en place.
3
Ce rapport présentera d'abord plus précisément le contexte dans lequel s'ancre le projet, et les
objectifs à atteindre. Puis la démarche scientique sera explicitée ainsi que les diverses solutions
envisagées pour répondre aux besoins exprimés par le commanditaire. Enn, les résultats du projet
seront exposés, c'est-à-dire la conception numérique puis la réalisation des maquettes, la fabrication
du prototype et l'élaboration d'un plan d'industrialisation.
4
Partie 1
Contexte et objectifs
1.1
Contexte
Le tri est aujourd'hui installé dans notre quotidien, au travers de petits gestes. Même si trier
constitue un geste simple et rapide, son impact est considérable.
En eet, le tri puis le recyclage permettent tout d'abord de préserver nos ressources naturelles en
réutilisant des matériaux issus de sources non renouvelables ou en voie de raréfaction. Le recyclage
permet aussi, en évitant certaines étapes de la fabrication d'un produit de réduire les émissions
de gaz à eet de serre et d'économiser l'énergie nécessaire à sa fabrication. Ainsi refondre des
canettes d'aluminium nécessite 95% d'énergie en moins que d'extraire ce métal à partir de minerai
en première production [1]. Le secteur du tri et du recyclage a aussi permis de créer près de 30
000 emplois depuis 1992 [2]. Trier c'est donc aussi aider l'économie locale et s'inscrire dans une
démarche éco-citoyenne.
Les grands chires du recyclage à garder en tête sont :
353 kg : quantité de déchets produite par an par Français [3]
1 223 700 tonnes de déchets recyclés depuis le début de l'année 2014 [1]
67 % : c'est le taux de recyclage des emballages ménagers en 2012, sachant que l'objectif est
xé à 75% par le grenelle de l'environnement[1].
Figure 1.1 Cycle de vie du déchet[1]
5
1.2
Limites de l'étude
L'objectif est donc de créer une poubelle qui puisse trier assez nement, de telle sorte que
les déchets collectés soient directement recyclés. La poubelle sera placée sur le campus de l'École
Centrale de Lyon, à proximité des distributeurs.
L'étude est donc limitée par le type de déchets provenant des distributeurs, à savoir : des
petits emballages plastiques (type emballage de friandises et barres chocolatées), des gobelets, des
canettes et des bouteilles en plastique. Parmi les déchets provenant des distributeurs présents sur
le campus, trois seulement présentent un intérêt en terme de tri car ils sont fabriqués en matériaux
recyclables et présents en susamment grandes quantités pour être récoltés régulièrement. Ces
trois déchets sont les gobelets en plastique, les bouteilles en plastique et les canettes métalliques.
Ainsi la poubelle devra permettre de séparer ces trois types de déchets.
La poubelle envisagée sera parfaitement adaptée au campus de l'École Centrale de Lyon, mais
on peut envisager de l'utiliser à proximité de distributeurs dans d'autres lieux tels que les gares,
les universités, les aéroports, les aires d'autoroute ...
1.3
Problématique
L'École Centrale de Lyon produit chaque année une quantité non négligeable de déchets recyclables via les distributeurs. Pour l'année 2012, la masse de PET (matériau principal des bouteilles
plastiques) issu des distributeurs du campus s'élève à 272 kg tandis que la masse d'aluminium issue
des canettes s'élève à 201 kg[4]. Ces chires ne sont pas assez importants pour permettre aux déchets d'être directement revendus à des valorisateurs. Cependant, il est possible d'envisager à long
terme une zone de stockage de ces déchets sur le campus an d'en générer une quantité susante
menant à leur revente. Cela permettrait de rentabiliser le coût de production de la poubelle. En
eet, la revente permettrait à l'école d'économiser 190e par an[5].
En raison de la quantité insusante de déchets produits, l'acheminement des déchets vers les
centres de recyclage pourra se faire plutôt avec la société ELISE, entreprise avec laquelle l'École
Centrale de Lyon travaille déjà pour la récolte des déchets issus du campus et qui passe déjà
régulièrement.
Un dispositif de ce type existe déjà sur le campus de l'école mais il est très coûteux. C'est une
poubelle LemonTri[6] qui permet de trier automatiquement les déchets. Étant une machine automatisée son utilisation implique certains coûts supplémentaires dûs notamment à la maintenance
ou à l'électricité nécessaire à son fonctionnement. Notre travail est ici de trouver une solution
proposant la même ecacité de tri avec un coup réduit.
La problématique de ce projet est donc d'arriver à concevoir une poubelle triant ecacement
c'est-à-dire pouvant permettre une revente des déchets triés à des centres de recyclage tout en
étant accessible nancièrement pour l'école. Cette accessibilité nancière a été estimée par nos
commanditaires à 100e (pour l'achat d'une poubelle).
1.4
Solutions existantes
Des solutions répondant à la problématique existent déjà sur le marché. Quelques unes sont
répertoriées dans le tableau 1.1, récapitulant leurs caractéristiques, leurs avantages et leurs inconvénients.
6
Nom
Textinov[7]
Caractéristiques
Avantages
Inconvénients
scanner code
barre
ouverture
automatique
des bacs
propreté
tri précis
coûteux
nécessite de
l'énergie
scanner code
barre
détection de
poids
compactage
formes
d'objets sur
les couvercles
codes couleurs
sans sac
peu coûteux
entièrement
recyclable
design peu
attrayant
codes couleurs
non
pertinents
compactage
manuel (avec
le pied) des
déchets
peu coûteux
ludique
design
attrayant
ne trie pas
compactage
design
design
attrayant
incitant à
trier
coûteux
pas de guide
pour trier
Canibal[8]
ludique
tri précis
récompense
prise en
charge
complète des
déchets
maintenance
maniabilité
coûteux
nécessite de
l'énergie
Ecotribox[9]
Armstrong Bin[10]
Ovetto[11]
Table 1.1 Solutions existantes
7
Design
La première catégorie est composée de poubelles utilisant des dispositifs électroniques. Ils permettent à la poubelle de trier automatiquement le déchet présenté dans son orice, le plus souvent
grâce à un système de lecture de code barre. C'est le cas des poubelles "Canibal", "LemonTri" et
"Textinov" par exemple. La poubelle "Canibal" peut également séparer les déchets grâce à une
méthode de reconnaissance de poids. Ces poubelles sont automatiques et permettent à l'utilisateur
de ne se poser aucune question au moment de jeter ses déchets. La seconde catégorie de poubelles
fonctionne surtout grâce à son design et sa signalisation. C'est le cas des poubelles "Ecotribox" et
"Ovetto" par exemple. Certaines poubelles simples sont parfois équipées de gadgets utilisés pour
rendre leur utilisation plus facile ou ludique, par exemple l'ajout d'un microphone délivrant un
son lorsque le déchet est jeté dans le bon compartiment, des systèmes de LED [12] permettant
d'allumer une diode au niveau du module où l'utilisateur doit jeter son déchet ou encore une poubelle accordéon (Armstrong Bin) permettant de compacter manuellement ses déchets. Ces aspects
ludiques ont pour avantage d'attirer l'attention des consommateurs et de les inciter au tri.
1.5
Cahier des charges
Les besoins formulés par les commanditaires, sous la forme d'une problématique sont ici formalisés avec un cahier des charges. C'est le référentiel principal pour notre étude.
Le diagramme des interacteurs présenté gure 1.2, fait le lien entre les diérents acteurs et le
produit à réaliser. La poubelle intelligente, insérée dans son environnement c'est-à-dire non loin du
distributeur doit permettre aux consommateurs d'eectuer un tri intuitif des déchets provenant du
distributeur. Dans son cycle de vie, la poubelle est amenée à interagir avec les clients, les agents
collecteurs et les agents d'entretien selon des critères bien précis. Ces relations sont récapitulées
sous la forme de fonctions de contraintes (FC) dans le diagramme des interacteurs.
Ces contraintes sont associées à plusieurs critères qui peuvent être quantiés. Cette quantication permet d'établir le cahier des charges dénitif associé au produit. Il dénit les critères à
respecter pour que la poubelle soit acceptée par les commanditaires. Ainsi, le cahier des charges
permet également de réduire l'étendue de l'étude et facilitera les choix futurs : par exemple fabriquer une poubelle à moins de 100e compromet l'utilisation de technologies coûtant plus de
100e.
Le tableau 1.3 quantie les critères développés dans le diagramme des interacteurs. Les valeurs
des critères sont dénies conjointement avec les commanditaires.
Les objectifs et le contexte de l'étude ayant été dénis, nous verrons par la suite la démarche
entreprise an de répondre à cette problématique, en accord avec le cahier des charges déni.
8
FP
:
FC1 :
Permettre un tri intuitif des déchets provenant des distributeurs par les consommateurs.
Plaire à l'÷il
S'adapter à tous les consommateurs
Etre rapide d'utilisation
Résister aux agressions des consommateurs
FC2 :
Contenir l'ensemble des déchets provenant des distributeurs
Trier de manières diérentes chaque type de déchets
Résister à l'agression des déchets et de leur contenu
FC3 :
S'intégrer à l'environnement proche du distributeur
Résister à l'environnement
FC4 :
Permettre une collecte indépendante et facile de chaque type de déchets
FC5 :
Permettre un nettoyage facile par l'agent d'entretien
FC6 :
Etre abordable
Figure 1.2 Diagramme des interacteurs
9
Figure 1.3 Cahier des charges fonctionnel
10
Partie 2
Démarche
Le produit à concevoir doit non seulement satisfaire le cahier des charges précédemment dénit
mais aussi s'adapter à son environnement. En eet certains types de déchets se retrouvent plus
facilement que d'autres dans l'environnement qu'est le cadre de l'École Centrale de Lyon. Nous
avons tous une approche plus ou moins diérente du tri sélectif. C'est pourquoi la première étape
de notre démarche est d'étudier la façon dont le tri est abordé par les élèves sur le campus de
l'école. Cela permet par la suite de déterminer plusieurs solutions possibles an de nous orienter
sur celle qui correspond le mieux aux attentes du cahier des charges mais aussi à nos attentes en
tant qu'utilisateur potentiel du produit.
2.1
Sondage
La place du tri dans la vie étudiante est un paramètre important à prendre en compte dans
une étude préliminaire à la conception de cette poubelle de tri puisque les étudiants sont les
principaux acteurs de ce nouveau système. Le problème suivant s'est alors posé : les étudiants sontils désintéressés de la question du recyclage, ou bien les dispositifs mis en place sont-ils inadaptés ?
En eet, il a été constaté par ailleurs que bien que des poubelles de tri soient en place dans les
cuisines des résidences du campus, le tri n'est fait ni de façon régulière ni ecacement. La réalisation
d'un sondage portant sur le tri dans les locaux de l'école permet tout d'abord de quantier les
habitudes de tri sur le campus. Il constitue aussi une sensibilisation au tri pour les personnes les
moins réceptives à cette pratique, mais avant tout ce sondage ore l'occasion aux futurs utilisateurs
de la poubelle de faire entendre leur voix quant au type de solution choisie. Ainsi les destinataires
du sondage ont pu donner leur avis sur l'usage ou non d'une récompense, et sur le choix d'une
poubelle au design original ou d'une poubelle complètement automatisée. Les principaux résultats
du sondage sont résumés sur la gure 2.1.
Seulement 10% des 1000 personnes à qui était destiné ce sondage y ont répondu, ces résultats sont donc à prendre avec précaution. Cependant, il est possible de remarquer des tendances
générales sur certaines réponses.
D'après le sondage, bien que les gens ne trient pas régulièrement leurs déchets, la plupart
seraient prêts à le faire si un dispositif adapté était mis en place. Ce fait a été conrmé par les
élèves au sein des résidences lors d'un second sondage. 83% des personnes interrogées ont admis
ne pas savoir quoi mettre dans les poubelles de tri installées dans les cuisines, la signalisation
n'étant pas claire. Cependant, de nombreux étudiants interrogés semblent très peu concernés par
le recyclage.
11
Figure 2.1 Principaux résultats du sondage auprès des centraliens
Les résultats présentés ci-dessus indiquent également que le facteur temps est important pour
les utilisateurs de poubelles de tri. Pour que les gens prennent le temps de trier leurs déchets,
le geste de tri doit être rapide. De plus, les trois quarts des gens sondés pensent qu'un design
attrayant pourrait les aider à trier.
2.2
Solutions envisagées
Le concept d'"intelligence" est ce qui doit diérencier le produit à créer des autres poubelles
présentes sur le marché. Le mot "intelligente" peut être interprété de diérentes manières dans le
cas d'une poubelle de tri. Il peut correspondre à une action concrète de la poubelle elle-même :
l'objet trie lui-même les déchets proposés par le consommateur. Mais l'"intelligence" peut également résider dans le message envoyé à l'utilisateur. La poubelle incite à trier, et explique comment
trier ; ce qui, tout en permettant le tri des déchets, responsabilise le consommateur. C'est alors
l'intelligence du geste qui est mise en valeur.
Trois grands types de solutions peuvent être envisagés pour concevoir une poubelle de tri : une
poubelle automatique, une poubelle mécanique et une poubelle design.
2.2.1
Solution automatique
La première idée venant à l'esprit lorsque l'on parle de poubelle intelligente est une poubelle
capable de reconnaîre les déchets jetés et d'eectuer d'elle-même le geste de tri. Plusieurs moyens
peuvent alors être mis en place dans la réalisation de ce type de poubelle : la poubelle peut être
capable de diérencier les déchets en scannant leurs codes-barres, grâce à leur poids ou au matériau
dont ils sont constitués. Une fois le déchet reconnu, un plateau pourrait alors s'incliner, ce qui le
12
ferait tomber dans le module approprié (comme le fait déjà la poubelle Canibal[8]), ou la poubelle
pourrait tout simplement indiquer à l'utilisateur où le jeter. Une telle méthode de tri est à la fois
rapide puisque l'usager n'a pas de question à se poser et ecace car elle ne permet quasiment
aucune erreur de tri. Elle peut aussi être considérée comme ludique, ce qui peut inciter au tri. En
eet il peut être amusant de regarder le processus de tri complètement automatisé.
Cette solution pose tout de même quelques problèmes. En eet, l'électronique peut facilement
tomber en panne, et si la poubelle est trop souvent hors service, non seulement les déchets ne sont
plus triés, mais en plus l'objet perd de sa crédibilité auprès des utilisateurs qui auront tendance à
moins l'utiliser lorsqu'elle sera en fonctionnement. Le second problème, et c'est l'argument majeur
contre le choix d'une solution intégrant de l'électronique, est le coût. En eet, le cahier des charges
impose un budget d'une centaine d'euros pour réaliser l'intégralité de la poubelle (en se basant
sur des prix dans le cas d'une production de masse). L'électronique est trop coûteuse à mettre en
place dans notre cas et des solutions existent déjà. L'utiliser avec ces contraintes de budget ne nous
permet pas d'atteindre un résultat aussi concluant que les systèmes existants. C'est pourquoi nous
avons choisi de ne pas allier de l'électronique à notre système.
2.2.2
Solution mécanique
Une alternative à la poubelle électronique est de concevoir un objet mécanique. La poubelle
peut par exemple se présenter sous la forme d'un système de plateau incliné sensible au poids
de l'objet tombant dans la poubelle. Le poids du déchet pousse le plateau incliné plus ou moins
bas dans le socle de la poubelle et l'inclinaison de celui-ci amène l'objet à tomber dans le bon
compartiment.
Cette solution n'a pas été retenue pour l'élaboration de la poubelle intelligente de notre projet.
La principale raison étant le très faible poids des objets, ne permettant pas un mouvement du
plateau assez ample. De plus, les variations de poids entre les diérents objets à trier sont très
faibles et donc dicilement détectables par un tel système. Enn, un dernier problème concernait
les déchets divers, destinés à être jetés dans la partie "tout venant" : en eet, un emballage
plastique de gâteaux est plus léger qu'un gobelet en plastique, mais un trognon de pomme plus
lourd. Pourtant ces deux déchets doivent être entreposés dans le même module. Un système basé
sur le poids des déchets n'était donc pas pertinent.
La poubelle peut aussi se présenter sous la forme d'un système ludique, permettant une interaction avec l'utilisateur. Par exemple, l'utilisateur doit actionner une manivelle an d'ouvrir la
porte donnant sur le module adapté au déchet à jeter. Le choix de la manivelle à actionner étant
illustré par une photo correspondant au déchet à jeter. Le côté ludique est intéressant, puisqu'il
permet d'attirer l'attention de l'utilisateur, intrigué par un objet sortant de l'ordinaire. Cependant,
le temps que prend le geste de tri avec une telle poubelle compromet son utilisation dans le cas des
heures de pointe. En eet, dans ce cas jeter un déchet devient chronophage et, comme l'a montré
le sondage eectué, cela décourage les utilisateurs de la poubelle. C'est pour cela que cette solution
non plus n'a pas été retenue pour notre projet.
2.2.3
Solution design
Créer une poubelle attirante par son aspect visuel et "intelligemment utilisable" de part son
design constitue une dernière solution. Les solutions existantes sont soit très fonctionnelles (c'est
le cas par exemple de l'Ecotribox[9]) et peu attrayantes soit très travaillées en termes de courbes,
couleurs,... mais peu fonctionnelles car manquant d'indications de tri (c'est le cas par exemple de
13
la poubelle Ovetto[11]). Ainsi une poubelle attrayante pour les utilisateurs tout en facilitant leur
compréhension du processus de tri peut prendre un nombre très important de formes diérentes.
Une poubelle de la sorte peut par exemple être constituée de trois modules : un pour les
canettes, un pour les bouteilles et un pour les gobelets. La poubelle est en pratique installée dans
des lieux où des poubelles pour déchets divers sont déjà mises en place, il est donc inutile de créer
un bac supplémentaire permettant d'accueillir le tout-venant.
Pour indiquer pour quels types de déchets chaque bac est prévu, la forme des orices des
diérents modules peut prendre la forme du déchet à jeter. Le bac pour bouteilles est alors doté
d'un trou en forme de bouteille, de même pour les canettes. On peut imaginer un module gobelet
un peu diérent des deux premiers : par exemple un tube vertical dans lequel l'utilisateur vient
mettre son gobelet usager. Ce dernier module permet un gain de place énorme puisque les gobelets
sont empilés dans le tube. Cette méthode de tri semble ecace car elle contraint les utilisateurs à
ne mettre qu'un seul type de déchet dans chaque bac. Cependant, l'orice de la poubelle n'est pas
toujours bien visible en fonction de la place de l'utilisateur par rapport à cette dernière.
2.2.4
Choix de la solution
La comparaison entre les diérentes solutions évoquées ci-dessus peut être résumée dans le
tableau 2.1
Méthode de tri
Mécanique
Automatisée
Design
Solutions technologiques
Avantages
Inconvénients
manivelle
balance
compacteur manuel
ludique
peu couteux
Ecacité en temps
de tri
scanner
balance électroniquecompacteur
rapide
tri ecace
ludique
coût
matériaux
couleur
forme
esthétique
intuitif
peu coûteux
ecacité en tri
variable
Table 2.1 Comparaison des méthodes de tri
Le cahier des charges à la gure 1.3 présente les critères utilisés pour choisir la solution de
poubelle correspondant le mieux aux attentes de notre client. Ces critères permettent de choisir la
solution d'une poubelle de tri dont l' "intelligence" réside dans le design. Jean-Patrick Péché, designer travaillant à I.D.E.A. 1 , préconise une poubelle épurée et de forme simple mais élégante. Une
1. Innovation, Design, entrepreneurship and Arts
14
trop grande accumulation d'informations pouvant être néfaste à la compréhension des utilisateurs,
l'indication de tri peut être donnée par un unique pictogramme présenté sur la gure 2.2.
Figure 2.2 Exemple de pictogrammes pouvant être utilisés
La seconde solution pensée sous forme de module se base davantage sur l'intuition de l'utilisateur en mettant l'accent sur leur morphologie. Le bac à canettes prend la forme d'une canette
géante, de même pour le bac à bouteilles. Pour le troisième module, récupérant les gobelets, il est
possible d'utiliser un tube vertical comme cela a été décrit plus haut, sur le haut duquel est modelé
une forme de gobelet, de sorte que l'utilisateur jette son gobelet dans un plus gros gobelet comme
s'il l'empilait et le gobelet usagé tombe dans le tube de récupération. Ainsi la communication est
maximale, l'utilisateur ne peut se tromper concernant le déchet à jeter dans le bac. Le tableau 2.2
récapitule les avantages et inconvénients de chacun des designs envisagés. La comparaison des deux
solutions envisagées nous amène à préferer le design de poubelle en forme d'objet.
15
Modèles
Poubelle choisie : trois modules
en forme d'objets
Avantages
Inconvénients
Facilité de montage
Robuste
Original
Intuitif
Modulable
Facilité de
transport car les
poubelles
s'emboîtent : gain
de place
Coûts de mise en
place de la
production
3 modules distincts
Pas d'harmonie
visuelle
Forme simple
Une seule plaque de
matière première
est nécessaire à la
réalisation des
modules
Modulable
Ecace
Production série
dicile
Peu robuste
Diculté de
montage
Pas d'innovation
Diculté de
transport
Coût élevé par
rapport aux
poubelles de ce
type déjà présentes
sur le marché
Solution écartée : poubelle
épurée avec pictogrammes
Table 2.2 Comparaison des solutions envisagées
2.3
Test de tri sur le campus
A ce stade nous décidons de nous assurer de la pertinence de notre choix grâce à un test de tri
sur le campus permettant d'éprouver certains aspects de notre future poubelle. En eet, le but de
ce test est d'évaluer l'ecacité de symboles simples (présentés sur la gure 2.3) pour l'identication
des poubelles de tri, et de mettre en évidence d'éventuels défauts de la poubelle tubulaire destinée
aux gobelets.
Pour cela, nous avons équipé deux poubelles d'un tube pour recevoir les gobelets. Chacune
des deux poubelles possède alors trois modules : un pour les gobelets, un pour les canettes et un
dernier pour les bouteilles et autres types de déchets. Une poubelle telle que sur la gure 2.4 a
donc été placée près des distributeurs automatiques des bâtiments H9 et H10 de l'École Centrale
de Lyon.
16
Figure 2.3 Symboles utilisés pour le test de tri
Figure 2.4 Poubelle utilisée pour le test
Les résultats de ce test montrent que les symboles peuvent être utilisés. Même s'ils étaient
inecaces au début du test, après 3 semaines la plupart des déchets sont correctement triés.
Les symboles sont donc ecaces comme indicateurs de tri, ce qui est exploité dans le logo qui fait
l'objet de la partie suivante. Mieux encore : l'utilisation des tubes pour collecter les gobelets semble
intuitive puisque dès les premiers jours ceux-ci étaient correctement remplis. Les résultats de ce
test permettent de plus de dimensionner ces tubes an qu'ils soient assez grands pour avoir une
contenance adaptée à la consommation locale. Il faut aussi que leur rayon soit susant pour éviter
tout blocage des gobelets dans le tube. Il apparaît enn que les quantités de liquide résiduelles
dans certains gobelets n'entravent aucunement le fonctionnement de la poubelle.
17
Partie 3
Résultats
3.1
Communication
An de familiariser les utilisateurs avec le produit, un logo et un slogan sont créés. La gure 3.1
représente le logo créé dans lequel a été incorporé le slogan.
Figure 3.1 Logo et slogan de la poubelle
Le logo et le slogan permettent de faire connaître le produit et de communiquer avec l'utilisateur. En eet, l'utilisation d'un logo et d'un slogan est un moyen de diérencier le produit des
autres poubelles de tri classiques, ils donnent une identité au produit. De plus, le logo reprend
plusieurs symboles qui permettent de véhiculer les idées de tri et de recyclage. Les trois èches
vertes rappellent les concepts de recyclage et d'environnement. Le symbole de l'homme jetant un
déchet permet d'indiquer à l'utilisateur qu'il s'agit d'une poubelle. Quant à la bouteille, elle permet
de montrer la nature des déchets à jeter. Ainsi le logo joue un rôle informatif, il permet de montrer
à l'utilisateur que ces objets sont des poubelles de tri.
18
3.2
Conception
Une fois le choix de la solution eectué, la phase de conception de cette solution peut s'amorçer.
Le processus de conception est constitué de trois phases. On construit à l'aide de l'outil informatique
un modèle numérique. Ensuite on réalise une maquette à l'échelle 1 : 10 du produit imaginé. Enn,
une version à échelle réelle permettant de valider les plans de conception est fabriquée : on dispose
alors d'un prototype de la poubelle.
3.2.1
Conception numérique
Réaliser un modèle numérique implique au préalable de choisir un logiciel adéquat. On choisit
le logiciel de CAO 1 français CATIA 2 . En eet, ce logiciel étant largement utilisé et ce dans
de nombreux domaines (notamment l'aéronautique, l'aérospatial, les énergies, etc...) il est utile
pour des élèves ingénieurs de s'y former, d'autant plus que l'École Centrale de Lyon permet de
s'aranchir des droits de licence.
Le but de la phase de conception numérique est de créer des modules en forme de canette
et de bouteille, ainsi qu'un tube surmonté d'un gobelet. An de dessiner un modèle qui réponde
aux attentes exigées par le cahier des charges, il est nécessaire de les prendre en compte lors de
cette étape d'esquisse. Ainsi on doit respecter, pour l'aspect visuel, les proportions de la bouteille,
de la canette et du gobelet mais aussi et surtout les dimensions géométriques xées par le cahier
des charges : volumes à contenir, hauteurs et largeurs an de s'adapter à l'utilisateur et de permettre l'intégration dans l'environnement attendu. En respectant ces consignes, on esquisse les
trois modules visibles sur la gure 3.2.
Figure 3.2 Modèle numérique des trois modules
1. Conception Assistée par Ordinateur
2. Conception Assistée Tridimensionnelle Interactive Appliquée
19
La modularité des diérentes parties de la poubelle est un élément fort à respecter. Cela procure
l'avantage d'une grande adaptabilité de la poubelle : celui qui décide de l'installer peut ainsi
sélectionner en fonction de ses besoins les parties à mettre en place. S'il ne souhaite pas trier les
canettes par exemple, il peut employer uniquement les autres parties de la poubelle. Néanmoins,
en considérant qu'a priori au moins deux modules de la poubelle sont utilisés, il est intéressant
d'ajouter la possibilité de lier les modules les uns aux autres. Cela peut par exemple faciliter la
gestion et la maintenance des modules ou bien encore renforcer la cohésion de la poubelle. Pour
l'utilisateur lambda, le fait de voir ces formes de canette, de bouteille et de gobelet de grande
dimension reliés entre eux peut potentiellement renforcer la signication qu'il s'agit en fait d'une
seule entité, qui, de plus, est une poubelle. Le souhait de laisser la potentialité de lier entre eux les
modules est donc la raison d'être des queues d'aronde, visibles sur les gures 3.3 et 3.4.
Figure 3.3 Détail d'une queue d'aronde
Figure 3.4 Un exemple de conguration grâce aux queues d'aronde
20
Une autre fonctionalité particulièrement intéressante de la poubelle permet de faciliter grandement son transport. Il est possible "d'emboîter" les trois parties les unes dans les autres, ce
qui permet au transporteur de déplacer les trois modules alors même que l'encombrement dans le
véhicule n'est pas plus important que celui lié au module en forme de canette. La gure 3.5 montre
l'agencement à suivre an d'obtenir cet encombrement réduit.
Figure 3.5 Vue éclatée des trois modules emboîtés
Enn on pense l'habillage des modules de la poubelle dans l'optique que celui-ci renforce le
message véhiculé par la silhouette des modules eux-mêmes. Par exemple, sur la forme de bouteille
on utilise le fait que les bouteilles du commerce possèdent généralement un bandeau (achant
la marque du produit, les ingrédients, etc...). Ce bandeau permet alors, via cet autre mode de
communication avec l'utilisateur, d'indiquer à nouveau qu'il s'agit d'une poubelle de tri. De plus,
en changeant légèrement le logo utilisé par rapport au logo principal de la poubelle, comme le
montre la gure 3.6, on précise par un pictogramme s'il s'agit d'une poubelle destinée à recevoir
des bouteilles ou non. Là encore, le but est de faciliter le tri, d'augmenter "l'intelligence" de la
poubelle. De même, les écritures habituellement présentes sur les canettes sont détournées an
de mieux communiquer avec les utilisateurs. Ainsi, en respectant l'ensemble des impératifs et en
intégrant les fonctionnalités souhaitées, on achève le modèle numérique visible sur la gure 3.7.
21
Figure 3.6 Habillage des modules bouteille et canette
Figure 3.7 Apparence nale des trois modules assemblés
3.2.2
Réalisation de la maquette
Réaliser une maquette numérique est une étape capitale, mais ce n'est évidemment pas la
nalité de ce projet, celle-ci étant de créer réellement une poubelle. C'est pourquoi on réalise
une maquette à l'échelle 1 10. En fait cette opération vise à satisfaire deux buts. D'une part on
valide non seulement les plans de la poubelle (rendu visuel général, fonctions de services assurées,
fonctions contraintes respectées, etc...) mais aussi sa faisabilité (formes complexes, épaisseurs,
non-basculement, etc...). D'autre part, cette maquette constitue un livrable concret et facilement
22
exploitable pour les commanditaires. Ceux-ci peuvent attester ou non que le projet avance dans la
direction qu'ils souhaitent lui imprimer. Dans la même optique, cette version réduite peut servir à
convaincre des investisseurs et des industriels du potentiel du projet.
L'impression 3D FDM 3 consiste à déposer via une buse chauée et nement asservie en position
un lament de matière plastique. La gure 3.8 donne un exemple d'une imprimante 3D. Un ordinateur permet d'interpréter un chier stl (extrait directement du logiciel CATIA, c'est un format
contenant des informations sur la surface uniquement, et qui ne prend pas en compte la couleur,
la texture ou la matière par exemple) et de le traduire en commande pour la buse. L'utilisation de
l'impression 3D simplie donc grandement la réalisation de formes complexes, à condition qu'elles
soient réalisables : il faut que la matière fondue puisse tenir sur la matière déposée auparavant, ce
qui constitue la limite de l'impression 3D. Ainsi, en considérant les silhouettes justement relativement complexes de la maquette à réaliser, le choix d'utiliser l'impression 3D pour cette opération
se comprend. Le programme I.D.E.A est donc mis à contribution avec notamment le FABLAB 4 ,
qui est un endroit où l'on peut trouver, en particulier, de telles imprimantes.
Figure 3.8 Une imprimante 3D [13]
L'utilisation de ce procédé de maquettage permet d'obtenir les formes conçues auparavant
mais l'apparence des pièces reste brute. Il est alors nécessaire d'habiller les pièces pour qu'elles
ressemblent véritablement à ce que l'on souhaite. On habille donc les pièces en les peignant. Les
bandeaux des modules bouteille et canette sont eux imprimés sur papier autocollant puis appliqués
sur les pièces. L'aspect nal de la maquette, visible sur la gure 3.9, est ainsi obtenu.
3. Fuse Deposition Modeling
4. Contraction de l'anglais
Fabrication Laboratory
23
Figure 3.9 Photographie de la maquette
3.2.3
Réalisation des prototypes
Si une maquette à échelle réduite permet de valider de nombreux choix de conception, alors
que dire d'une maquette à échelle réelle, sinon qu'elle est au moins aussi importante ? En eet, le
prototype constitue un nouveau "crible" permettant non seulement de conrmer ou d'inrmer les
choix validés auparavant par la maquette, mais en plus il permet de tester la poubelle "en grandeur
nature". C'est donc un élément essentiel de ce projet d'étude, puisqu'il permettra de déterminer
si la poubelle conçue est véritablement "intelligente".
Bien sûr, pour la réalisation du prototype on ne dispose pas des méthodes d'obtention dans
lesquelles la poubelle peut être construite dans sa version industrialisée. Ces méthodes ne peuvent
être amorties que sur une production de masse, et ne sont donc pas adaptées à une production
unitaire. Il faut donc trouver un moyen d'obtenir des formes proches des formes désirées avec un
mode d'obtention adapté à une production unitaire. An de tester la capacité d'aide au tri de la
poubelle, capacité qui tient à son esthétique, il faut en priorité que le prototype donne à voir de
manière évidente trois modules en forme de bouteille, de canette et un tube surmonté d'un gobelet.
Toutefois pour des raisons de délai, on se focalise sur le modules en forme de canette ainsi que sur
le tube à gobelet. On imagine donc une manière d'obtenir le rendu voulu grâce à des objets que
l'on détourne de leur fonction originelle. Un sceau aux dimensions adéquates fait ainsi oce de
gobelet sur le tube. Une fois le choix des matériels pouvant rendre l'aspect voulu eectué, on liste
ce matériel et se le procure. Une fois encore, on obtient une forme, qu'on habille ensuite grâce à
de la peinture. Les bandeaux quant à eux sont cette fois imprimés sur papier ordinaire, puis xés
et enn protégés par un lm protecteur. La gure 3.10 montre le prototype ainsi obtenu.
24
Figure 3.10 Photographie du prototype
3.3
Plan de développement
La poubelle intelligente, au-delà du prototype, est un projet commercialisable et modulable.
3.3.1
Etude du marché et stratégie marketing
La poubelle est conçue dans l'idée d'une utilisation près d'un distributeur automatique tel
ceux que l'on rencontre sur le campus de l'École Centrale de Lyon. En France, ces distributeurs
automatiques "Sélecta" sont actuellement implantés dans plus de 100 000 sites. Très peu d'entre
eux se situent près d'une poubelle de tri. Ce sont donc 100 000 sites potentiels où développer la
poubelle. La presque totalité de ces distributeurs commercialisent gobelets, bouteilles en plastique
et canettes, ce qui assure un fonctionnement optimal des poubelles à proximité de telles machines.
Les utilisateurs de ces machines, et donc des poubelles, sont des personnes de tout âge et de
toute nationalité, les dessins assurent donc une compréhension universelle des fonctionnalités de
la poubelle. Quant à l'ergonomie, elle assure à l'utilisateur quelle que soit sa taille un accès à la
poubelle et ses orices. Le cahier des charges est donc adapté à une implantation de la poubelle
dans tout type de lieu public.
Le plan de commercialisation de la poubelle est son implantation auprès de tous les distributeurs
"Sélecta" français. Un contrat avec cette dernière entreprise est envisageable, an d'optimiser par
exemple les coûts de transport : chaque distributeur serait livré avec sa poubelle.Cela permettrait
également à l'entreprise de faire valoir son image en apparaissant éco-concernée.
An de pouvoir recycler les déchets triés, un contrat avec un récupérateur de déchets et un
valorisateur sera mis en place. Pour ce qui est du campus de l'École Centrale de Lyon, lieu de
25
lancement du produit, un système de ramassage puis de recyclage de ces déchets est déjà mis en
place par l'intermédiaire de l'entreprise ELISE. Il sera possible de se joindre à ce ramassage, les
frais étant pris en charge par l'administration des locaux.
Un projet de diversication des fonctionnalités de la poubelle est envisagé. En eet, celle-ci est
constituée de modules adaptés à l'entité qu'ils doivent trier. Il est tout à fait possible de décliner
ces modules an de trier d'autres types de déchets. Un module en forme de fruit pourrait servir
de poubelle à déchets organiques ou bien en forme de brique de lait une poubelle pour emballages
cartonnés. L'avantage de cette poubelle modulable est donc que celle ci est adaptable à tout type
de besoin ce qui permet d'élargir le champ de potentiels clients.
3.3.2
Plan d'industrialisation
An de résister aux chocs, aux liquides et d'être robuste et mobile (c'est-à-dire d'un poids
faible), le type de matériau retenu pour construire la poubelle est le plastique. Plus précisément,
le polyéthylène qui est un polymère peu coûteux, recyclable, solide et utilisable dans de nombreux
procédés de travail du plastique.
Plusieurs méthodes de fabrication de la poubelle sont possibles. Les trois principales sont l'injection, le rotomoulage et le thermoformage.
Le polyéthylène (PE) est fourni sous forme de plaques. Celles-ci
sont ensuite fondues sur des moules leur donnant la forme souhaitée. On injecte la matière
fondue dans un dispositif permettant d'injecter la matière dans le moule, comme schématisé
sur la gure 3.11. Tout d'abord, le PE est versé à l'aide d'une trémie dans une vis sans n.
Ensuite la vis recule an de répartir la matière dans le dispositif, et les frottements dus à
la rotation achèvent de faire fondre le PE. Puis la vis tourne et avance an d'introduire le
PE fondu dans le moule, comme un piston. Les moules sont composés de deux coquilles que
l'on rassemble pour former la pièce puis écarte an de séparer le moule de la pièce. On peut
aussi intégrer un noyau an de générer les formes creuses de la pièce. L'inconvénient majeur
de cette méthode est le coût élevé de l'outillage. Cependant, pour des productions en série
très importantes, ces coûts sont très souvent rentabilisés. De plus, le temps de fabrication
est court.
Le moulage par injection :
Figure 3.11 Schéma de principe de l'injection[14]
26
Le polyéthylène, sous forme de poudre, est introduit dans un moule en deux
parties. Celui-ci se met à tourner à grande vitesse an de répartir, grâce à la force centrifuge,
la matière sur les parois. Pendant ce temps un chauage à haute température est mis en
place an de faire fondre la poudre. Puis un refroidissement permet de xer et solidier
la matière. Enn, les deux parties du moule sont séparées et laissent la pièce réalisée. La
gure 3.12 présente ce processus. C'est une méthode intéressante pour une production en
nombre moyennement élevé car l'outillage est peu cher. Cependant le temps de cycle étant
long, pour une production de masse elle n'est pas toujours rentable.
Le rotomoulage :
Figure 3.12 Schéma de principe du rotomoulage[15]
On place dans un dispositif fermé une plaque de polyéthylène au dessus
d'un moule. La plaque est soumise à une forte température an de devenir ductile. On fait
le vide dans le dispositif, elle vient ainsi épouser un moule an de prendre sa forme, et
enn elle est refroidie et séparée de ce dernier. Cette succession de manipulation est détaillée
sur la gure 3.13. L'avantage de cette méthode est sa rapidité et les faibles coûts d'usinage
et d'outillage. Elle est donc intéressante pour une petite production. Cependant elle est
techniquement un peu dicile car l'étalement de la couche de plastique se fait parfois avec
défauts.
Le thermoformage :
Figure 3.13 Schéma d'explication du thermoformage[16]
27
Ces trois méthodes étant techniquement adaptées à la fabrication de la poubelle, la solution
la moins coûteuse a été retenue. Des devis établis par plusieurs sociétés 5 établissent le tableau
comparatif ci-dessous. Celui-ci prend en compte le coût de l'outillage et des moules, de la matière
première (bien que l'on utilise du polyéthylène dans les trois cas, suivant qu'il soit fourni sous forme
de plaques adaptées à la technique utilisée ou sous forme de granulés, le prix n'est pas le même)
et le coût de la main d'÷uvre et du personnel. Les prévisions nancières prennent également en
compte une dotation aux provisions, qui permet de nancer les imprévus (entretien des machines,
rebus, etc...).
Moules et outillage
Matière première
Main d'oeuvre
Dotation aux provisions
Total production
Coût unitaire
Injection
1 000 000 ¿
2 900 000 ¿
500 000 ¿
440 000 ¿
4 840 000 ¿
50,4
¿
Rotomoulage
840 000 ¿
6 105 400 ¿
1 600 000 ¿
855 000 ¿
9 4000 000 ¿
97,9
¿
Thermoformage
100 000 ¿
5 100 000 ¿
5 100 000 ¿
1 030 000 ¿
11 328 000 ¿
118
¿
Table 3.1 Comparaison des méthodes de fabrication
Bien que les trois méthodes, d'un point de vue qualité, se valent, le tableau comparatif des
frais engendrés par chacune d'elle (table 3.1) donne clairement une préférence au moulage par
injection. Le prix de la poubelle à l'unité est largement inférieur aux cent euros imposés par le
commanditaire. Ainsi, bien que le tableau des prévisions nancières ne prenne pas en compte les
coûts liés au transport et au stockage des stocks, on peut estimer que ceux-ci ne dépasseront pas
30% du prix de la poubelle, ce qui laisse encore une marge pour atteindre le prix limite.
5. Rototec, Manunor, Rotodesign, MIP Packaging, Plastisem
28
Conclusion
Le tri des déchets puis leur recyclage sont des enjeux cruciaux de notre siècle. Il est donc
important que le tri, notamment domestique, devienne un geste quotidien. An de mettre en
place des dispositifs adaptés à chacun et aux déchets recyclables, il est nécessaire de mesurer les
paramètres tant sociologiques que techniques du tri des déchets.
Le projet "Vers la poubelle intelligente" montre tout d'abord l'aspect sociologique du problème :
la plupart des gens estime que le tri des déchets est une contrainte, notamment au niveau du
temps, mais également parce qu'il est parfois compliqué de savoir comment trier. Il est donc
indispensable de concevoir un dispositif rapide d'utilisation et également simple d'emploi et intuitif.
Ces diérents critères, ajoutés à des critères techniques, conduisent à l'élaboration d'un cahier des
charges précis. Il est indispensable de faire cette analyse du contexte du projet an de cadrer
le projet. Après analyse des attentes des consommateurs, la démarche de réalisation du projet a
conduit à rééchir à diérentes solutions envisageables satisfaisant au cahier des charges. Plusieurs
types de dispositif ont été envisagés : mécaniques, électroniques, ou reposant uniquement sur
l'esthétique. Après comparaison des avantages et inconvénients des diérentes solutions proposées,
la poubelle "design" est retenue pour son côté ludique, attrayant, intuitif et également pour des
raisons nancières : le coût du dispositif ne doit pas être un frein à sa mise en place, c'est pourquoi
il est indispensable de rééchir à une poubelle la moins chère possible. La phase suivant du projet
est la conception de l'objet : tout d'abord numériquement, grâce à logiciel de Conception Assistée
par Ordinateur (CATIA V5), ce qui a permis d'aboutir à la réalisation de maquettes. Celles-ci
permettent d'avoir une vue de l'objet nal. Enn, un prototype grandeur nature a été fabriqué an
de pouvoir tester la poubelle à échelle du campus. L'objet conçu paraissant ecace et concluant,
un plan d'industrialisation et commercialisation a été mis en place : le projet serait d'implanter
une poubelle à côté de chaque distributeur automatique Selecta en France. La fabrication en série
de la poubelle est réalisable grâce au procédé de mise en forme des matériaux plastiques appelé
injection. Le plastique (PE) est le matériau retenu pour son coût peu élevé, sa résistance aux chocs
et au temps, et également pour son côté écologique : il est recyclable. Le plan nancier projette
une poubelle à 50 euros environ. Le travail autour du projet a permis de répondre aux attentes des
commanditaires : un dispositif a été conçu et une maquette et un prototype permettent de vérier
que ce dernier répond aux fonctions demandées. De plus, il serait envisageable de développer et
commercialiser le dispositif pour un prix respectant le critère nancier imposé.
Il serait intéressant de poursuivre l'étude en trouvant un moyen de rendre la poubelle lucrative,
par exemple en revendant les déchets triés à un valorisateur. Des démarches ont été engagées dans
cette optique cependant il s'avère que les quantités de déchets récoltées sont trop faibles pour être
revendues immédiatement après le tri. Cependant on pourrait envisager de les stocker avant de les
revendre.
29
Annexes
Présentation de l'équipe
L'équipe du PE 91 est composée des cinq membres présentés ci-dessous. Pierre Maillez est notre
chef de projet, aidé de Florian Vanbuckhave pour la trésorerie et de Charlotte Lion, responsable
de la communication. Ces choix de responsabilités ont été faits dès la première rencontre d'après
les compétences de chacun.
Figure 3.14 Trombinoscope de l'équipe
Nous étions tous les cinq intéressés pour travailler sur ce projet alliant des aspects techniques
à des aspects plutôt sociologiques auxquels nous sommes tous sensibles à savoir le développement
durable et le recyclage. Pour une grande partie d'entre nous, travailler en équipe sur un projet
aussi important et sur une durée aussi longue était nouveau. Cependant, nous avons réussi à nous
organiser et à apprendre à travailler ensemble pour mener à bien ce projet.
30
Diagramme GANTT
Pour mener à bien notre projet, nous avons tout d'abord listé les tâches à eectuer tout au long
de l'année puis nous avons établi un planning sur l'année. Ce planning a été réalisé sous forme d'un
diagramme GANTT, outil qui nous avait été présenté pour faciliter la planication temporelle du
projet. Cet outil nous a permis tout au long de l'année de nous situer en termes d'avancement par
rapport aux objectifs que nous nous étions xés en début d'année. Lorsqu'on compare le GANTT
du début d'année et le même diagramme a posteriori, c'est-à-dire l'état actuel des tâches et leur
avancement réel au long de l'année, on peut constater que la plupart des tâches ont été eectuées
dans les temps. Certaines tâches ont été supprimées (comme par exemple la réalisation industrielle
du prototype) puisqu'elles n'étaient plus pertinentes. En eet, le projet évoluant on a aussi ajouté
des tâches comme la réalisation manuelle du prototype. Enn, certaines tâches ont été supprimées
pour des raisons de manque de temps. C'est le cas du test du prototype sur le campus : le test
devant se dérouler sur minimum un mois nous n'aurions pas eu le temps de l'eectuer, puis de
traiter les résultats et de les inclure dans le rapport et la présentation, c'est pour cela que nous
avons fait le choix de ne pas réaliser cette tâche. Ces outils de gestion nous ont été d'une utilité
certaine puisqu'ils nous ont aidé à tenir un cap et à se forcer de réaliser les objectifs dans les temps
xés initialement.
Figure 3.15 Diagramme de GANTT
31
Répartition des tâches
La liste des tâches déterminées en début d'année est récapitulée dans l'organigramme ci-dessous.
Ces tâches ont ensuite été réparties entre les diérents membres du groupe, suivant leurs préférences
et leurs compétences. Cette répartition est donnée par la matrice RACI. Cette matrice via le code
lettres, présente les rôles et les responsabilités de chacun au sein des tâches dénies précédemment.
Le C indique que la personne est consultée pour la tâche, le R indique qu'elle est responsable de la
réalisation de la tâche, le A indique que la personne est actrice de la réalisation c'est-à-dire qu'elle
réalise eectivement la tâche et enn le I indique que la personne est uniquement informée sur
cette tâche. Bien sûr, cette répartition ne cloisonne pas les rôles de chacun. Toute l'équipe a été
informée de chacun des avancements des tâches et a pu donner son avis lors de chaque choix de
conception.
Figure 3.16 Organigramme des tâches
32
Évolution du pro jet
An d'avancer régulièrement dans le projet, l'équipe au complet se réunissait chaque mercredi
an de faire le point sur l'avancement du travail et de dénir de nouvelles tâches à réaliser. Ces
séances furent également l'occasion pour chacun de s'exprimer sur le projet et d'y apporter de
nouvelles idées. L'important était non seulement de répondre aux objectifs xés par le commanditaire, mais également de laisser chaque personne du groupe apporter un avis et des compétences.
Entre chaque séance du mercredi, chacun continuait à développer une partie du projet. Nous nous
informions de l'évolution de chaque tâche par mail, et grâce à une "Dropbox" où nous déposions
nos chiers. Nous avons également voulu maintenir un contact régulier avec nos tuteurs durant
toute la durée du projet. Nous les tenions régulièrement de notre travail par mail et avons xé
quelques rendez-vous entre les "Rendez-vous de pilotage" obligatoires. Cela nous a permis d'avoir
leur avis sur la direction que prenait le projet et nous a parfois aidé à nous ré-orienter lorsque
notre travail s'éloignait des attentes des commanditaires.
C'est le principal problème auquel nous avons dû faire face. Nous avons pendant plusieurs
semaines travaillé sur un prototype de poubelle qui non seulement ne nous satisfaisait pas pleinement mais de plus n'était pas assez innovant et donc ne correspondait pas réellement au travail
attendu. C'est pourquoi nous avons décidé de reprendre l'étude et de repartir vers un nouveau
modèle de poubelle. Cette réorientation nous a permis de constater que l'on gardait un ÷il critique
sur le travail eectué, et nous a également appris que tout projet ne suivait pas un déroulement
linéaire mais qu'il est parfois inévitable de changer de direction. Lors du choix de la solution nous
avons eu l'occasion de rencontrer plusieurs professionnels du design (M. Jean-Patrick PECHE,
design consultant auprès du programme I.D.E.A. et M. Olivier DESPORTES membre du Fablab)
puis une spécialiste en matériaux plastiques (Mme Anne-Catherine BRULEZ) lors de la phase de
conception et ces rencontres ont été très enrichissantes. Cela permet de se rendre compte qu'un tel
projet ne se développe pas en cercle fermé mais qu'il est important de faire appel à des personnes
qualiées an d'avoir des avis et conseils précis et parfois techniques qui dépassent nos compétences. Nous avons pu également échanger avec les gens travaillant au Fablab lors de la conception
des maquettes.
Pour réaliser ce projet, un budget de 300e nous a été mis à disposition. Nous avons eu peu
de dépenses durant le déroulement du travail. En eet, bien que nous ayons eu à utiliser une
imprimante 3D, matériel coûteux, des accords nanciers entre l'Ecole Centrale et le Fablab nous ont
permis d'y accéder sans frais supplémentaire. Nous n'avons dépensé qu'une partie de notre budget
que nous avons consacré à l'achat de matériaux et d'objets pour la fabrication du prototype. Nous
n'avons donc pas fait de demande de BQP car des fons supplémentaires auraient été superus.
L'évolution de notre projet a été suivie grâce aux outils de gestion de projet présentés plus haut
(gure 3.15), qui nous ont permis de vérier le bon avancement des tâches, en temps voulu.
33
Figure 3.17 Matrice RACI
34
Bilan
Ce projet, d'une durée d'environ un an, nous a tous beaucoup apporté. Le travail en équipe a
été très enrichissant : il nous a permis d'apprendre à donner son avis mais aussi à écouter celui des
autres et à réussir à combiner les idées de chacun pour arriver à un projet commun. Nous avons
toujours fait en sorte que chacun se sente acteur du projet. Le projet a également été instructif d'un
point de vue scientique et technique. Nous avons pu approfondir des compétences en conception
numérique et développer la maitrise du logiciel de Conception Assistée par Ordinateur CATIA
V5 ; la recherche d'un procédé pour fabriquer l'objet nous a beaucoup appris sur les matériaux
plastiques et les techniques de mise en forme ; enn nous avons découvert l'imprimante 3D, un
outil de fabrication de pièces en plastique. Sur le plan professionnel, plusieurs d'entre nous sont
intéressés par le développement durable et le projet et les diérentes discussions, notamment avec
les commanditaires, membres de la chaire Eco-Emballages, ont conforté cette idée. De manière
plus générale, nous avons tous apprécié le travail en équipe sur un projet commandité avec des
objectifs et des délais, ce qui nous a permis de nous donner un premier aperçu d'un aspect du
travail d'ingénieur.
35
Check-list de rapport de Projet d’Etudes
A remplir par les rédacteurs (élèves)
et à insérer en dernière page du rapport
A développer
Renseigner la case par le nom du responsable, ou la date ou une simple croix lorsque la
vérification a été faite.
Vérification présence
Vérification qualité
Table des matières
x
x
Introduction
x
x
Conclusion générale
x
x
Bibliographie
x
x
Résumé
x
x
Table des figures
x
x
Contenu
Forme
Vérification orthographe
x
Pagination
x
Homogénéité de la mise en
page
x
Table des gures
1.1
1.2
1.3
Cycle de vie du déchet[1] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Diagramme des interacteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Cahier des charges fonctionnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.1
2.2
2.3
2.4
Principaux résultats du sondage auprès des centraliens
Exemple de pictogrammes pouvant être utilisés . . . .
Symboles utilisés pour le test de tri . . . . . . . . . . .
Poubelle utilisée pour le test . . . . . . . . . . . . . . .
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17
17
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
3.12
3.13
3.14
3.15
3.16
3.17
Logo et slogan de la poubelle . . . . . . . . . . . . . .
Modèle numérique des trois modules . . . . . . . . . .
Détail d'une queue d'aronde . . . . . . . . . . . . . . .
Un exemple de conguration grâce aux queues d'aronde
Vue éclatée des trois modules emboîtés . . . . . . . . .
Habillage des modules bouteille et canette . . . . . . .
Apparence nale des trois modules assemblés . . . . . .
Une imprimante 3D [13] . . . . . . . . . . . . . . . . .
Photographie de la maquette . . . . . . . . . . . . . . .
Photographie du prototype . . . . . . . . . . . . . . . .
Schéma de principe de l'injection[14] . . . . . . . . . .
Schéma de principe du rotomoulage[15] . . . . . . . . .
Schéma d'explication du thermoformage[16] . . . . . .
Trombinoscope de l'équipe . . . . . . . . . . . . . . . .
Diagramme de GANTT . . . . . . . . . . . . . . . . .
Organigramme des tâches . . . . . . . . . . . . . . . .
Matrice RACI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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37
Liste des tableaux
1.1
Solutions existantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1
2.2
Comparaison des méthodes de tri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Comparaison des solutions envisagées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.1
Comparaison des méthodes de fabrication
38
7
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Références
[1]
http ://www.ecoemballages.fr/, site consulté le 22/05/14.
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[4]
Produits consommés par les distributeurs Selecta à l'École Centrale de Lyon (2012).
[5]
Rapports des enquêtes ADEME-AMORCE de 2006 à 2012.
[6]
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[7]
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[9]
http ://www.ecotribox.com/fr/tri-selectif-entreprise-35, site consulté le 17/10/13.
[10] http ://easydoor.over-blog.com/article-36189288.html, site consulté le 17/10/13.
[11] http ://blog.myclubdesign.com/page/5/, site consulté le 17/10/13.
[12] http ://www.nowhereelse.fr/volkswagen-fun-theory-poubelle-jeu-arcade-24547/, site consulté
le 17/10/13.
[13] http ://www.3dnatives.com/3D-compare/imprimante/replicator-2, site consulté le 12/04/14.
[14] wikimedia.org, Principe du moulage à injection des polymères, site consulté le 07/05/14.
[15] http ://www.rtm-shing.com/rotomoulage/, site consulté le 10/05/14.
[16] larousse.fr, site consulté le 07/05/14.
39