mardi 17 mai 2011

De la draisienne au vélo moderne

Je vais évoquer ici le cas du vélo, au risque de renforcer l'idée chez certains que TRIZ a été créé pour inventer des vélos :-)
La bicyclette a cette universalité qui permet d'en parler à tous. Et c'est aussi un objet suffisamment simple pour comprendre son évolution. Donc, je m'y essaye tout de même.


1817: Au tout début de l'histoire (je ne souhaitais par remonter à l'invention de la roue), était le baron Carl Von Drais, avec une "invention": la draisienne. Je vous ferai grâce des détails historiques très précis, le but étant avant tout de décrire l'évolution d'un objet technique et de ses successeurs au cours du temps.
La draisienne , ou vélocipede, permet de "courir assis", soulageant ainsi l'utilisateur du poids du corps. Son premier record de vitesse est de 14.4 kilomètres parcourus en une heure.
L'objet est malgré tout peu utilisé, car il est peu pratique. Il restera au stade de jeu amusant. 

1860: Pierre Michaux, serrurier, apporte une évolution majeure à cet objet: l'ajout de deux pédales
sur la roue avant ainsi qu'un frein et une selle réglable. Les pédales permettent de reposer les pieds et d’entraîner la roue.
A partir de ce moment, le vélocipède devient beaucoup plus populaire, et commence à être produit de façon industrielle.

1870: Le grand-bi
L'évolution vers le grand-bi a été provoquée par la recherche de vitesse. Plus la roue est grande et plus la démultiplication est importante. Comme effet négatif, le grand bi oblige à se percher en hauteur et de ce fait est très instable. L'architecture du grand-bi finit par se stabiliser à la dimension maximale possible de la roue, imposée par la longueur des jambes de l'utilisateur. 

1885: John K. Starley dépose le brevet de la "bicyclette de sécurité", qui comporte un pédalier, non plus sur la roue avant, mais sur le cadre, avec une transmission par chaîne sur la roue arrière. On obtient à cette étape le prototype de la bicyclette moderne. Rien que le titre "bicyclette de sécurité" nous renseigne sur l'objectif de Starley: traiter le problème induit par la grande roue et l'instabilité qu'elle provoquait.

D'autres créations verront le jour,  tels que tricycles,... et participeront à la diversité actuelle, qui va du VTT à l'automobile, en passant par la moto, et le Vélosolex (pour ce dernier, la filiation est plus qu'évidente).

Ainsi, il a fallu attendre les années 1970 pour voir apparaître le VTT, soit un peu plus de 150 ans après la découverte du baron Von Drais.

Après ce petit raccourci historique, on peut faire plusieurs constats:
  • Tout d'abord, certaines inventions existaient déjà, mais dans un autre domaine. Le pédalier n'est rien d'autre que le dispositif utilisé par les rémouleurs pour faire tourner leur meule. On observe donc que des solutions innovantes viennent d'autres domaines que celui qui nous intéresse.
  • La conception traditionnelle est souvent utilisée telle quelle. La draisienne était en bois, car elle a du être réalisée en utilisant les techniques de l'époque pour construire les chariots et voitures à bras. La technologie évoluera ensuite pour réaliser des composants métalliques moins massifs et plus adaptés au besoin.
  • L'évolution du système est bloquée par l'une de ses fonctions. L'exemple du grand-bi est flagrant, car il représente en lui-même le sommet d'une courbe en "S". Il n'était plus possible de faire évoluer le grand bi dans cette direction (l'augmentation du diamètre de la roue n'était pas possible, pour des raisons liées à l'anatomie), et il a fallu une rupture (séparer le pédalier de la roue) pour pouvoir faire évoluer les performances et le confort d'utilisation.
  • L'évolution se décompose en plusieurs parties: une première qui est un saut (l'invention du pédalier par exemple) puis des phases d'optimisation (la taille de la roue du grand-bi qui grandit pour se se stabiliser à son plus grand diamètre). Le saut est bien sûr un changement de courbe en S pour une fonction (par exemple de la propulsion avec les pieds à la propulsion à pédale)
  • L'évolution, à partir de cette draisienne (que j'ai choisi comme point de départ)  a donné naissance à une multitude d'objets, qui continuent à se diversifier, et avoir eux-même leur propre évolution.  Tout ceci peut s'examiner sous l'angle du schéma multi-écran. Chaque objet existant aujourd'hui a sa raison d'exister pour avoir amélioré telle ou telle fonction plutôt qu'une autre. Le VTT a évolué à partir du vélo de route, et les deux sont aujourd'hui très différents, remplissant une fonction différente.
Voila, en raccourci, les 150 ans d'évolution d'un objet, avec ses nombreuses variantes existantes à ce jour. Certaines des inventions existaient lors de la création de la draisienne (le pédalier par exemple, ainsi que le frein à sabot), et l'on voit qu'il a tout de même fallu plus de 40 ans pour les intégrer à cet objet. L'histoire est ainsi parsemée de ces exemples de "retard à l'innovation", notamment parce que la recherche se fait par essais et erreurs, que nous sommes centrés sur les techniques existantes et que nous n'avons su mettre en place une organisation de l'innovation. Ainsi, sans certains de ces inventeurs, nul ne peut dire quel retard aurait pris l'évolution de la bicyclette.

Note: les images incluses dans ce post sont issues de Wikimedia commons, et sont dans le domaine public
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