TRIZ

Le RIF (Résultat Idéal Final) est le concept central de TRIZ [7]. Il consiste à décrire l'objet idéal qui maximiserait les fonctions utiles et minimiserait les fonctions néfastes et coûts. Cet idéal utopique est destiné à briser les freins psychologiques à la créativité. Selon Altshuller, il poursuit les objectifs suivants:

• Encourager les idées créatrices,
• Orienter les discussions vers des solutions rejetant le compromis,
• Déterminer les limites du cas d'étude,
• Choisir les outils de TRIZ qui seront employés

Il peut généralement s'exprimer sous la forme d'une phrase de type:

Le degré d’approche de l’idéal D est généralement représenté par

${\displaystyle D={\frac {\sum F_{u}}{\sum F_{n}+\sum F_{c}}}}$

où ${\displaystyle \sum F_{u}}$ représente la somme des fonctions utiles, ${\displaystyle \sum F_{n}}$ celle des fonctions néfastes et ${\displaystyle \sum F_{c}}$ les éléments influant négativement sur le coût (du point de vue économique ou temporel).

L'objectif de TRIZ est de développer un système dont l'idéalité D tend vers l'infini, ce qui implique le développement d'un système réalisant ses fonctions utiles, tout en n'ayant aucune fonction néfaste (comme la masse, la taille...) et n'ayant aucun coût.

Chemin de résolution des problèmes inventifs par la méthode TRIZ

Comme présenté sur la figure "Chemin de résolution des problèmes inventifs par la méthode TRIZ", la méthode TRIZ utilise 3 phases afin de résoudre un problème de conception innovante:

1. Une phase d'abstraction du problème, visant à traduire un problème spécifique (le problème à résoudre) en un problème générique qui soit indépendant du domaine physique du problème. Ce problème générique est décrit sous la forme de contradictions.
2. Une phase de résolution du problème générique, visant à identifier les principes de résolution pouvant être utilisés pour résoudre les contradictions identifiées dans la phase précédente. Cette phase conduit à la définition de solutions génériques.
3. Une phase de concrétisation de la solution, visant à traduire les solutions génériques en concept de solution, permettant de résoudre le problème spécifique.

Cette stratégie vise notamment à permettre au concepteur l'utilisation de principes de solutions en dehors du domaine du problème technique; conformément à l'un des constats d'Altshuller (Les innovations utilisent des effets scientifiques en dehors du domaine dans lequel ils ont été développés).

La notion de contradiction est la notion essentielle de la TRIZ : tous les problèmes d’innovation présentent la même difficulté majeure : ils semblent insolubles, du fait de la présence d'un certain nombre de contradictions. Dans la majorité des cas, les ingénieurs ont tendance à privilégier une solution qui est un compromis entre les différents paramètres plutôt qu'une solution résolvant ces contradictions.

TRIZ distingue trois types de contradictions :

1. les contradictions opérationnelles ;
2. les contradictions techniques ;
3. les contradictions physiques.

Plusieurs outils, tels que l'Analyse de cause racine [8] (Root-Causes Analysis), l'analyse des valeurs conflictuelles[9] (Values-Conflict Mapping Analysis) ont été mis au point afin de pouvoir extraire les contradictions d'un problème technique.

Les 39 paramètres sont les caractéristiques qui permettent de définir un système technique. Un problème technique, du point de vue de TRIZ, est composé d'un ensemble de contradictions faisant intervenir quelques-uns des 39 paramètres techniques. Une contradiction est caractérisée par le fait que l'amélioration d'un paramètre implique la dégradation d'un ou plusieurs autres paramètres.

La phase d'abstraction du problème technique consiste ainsi à décrire le problème initial à partir de ces paramètres techniques.

Ces 39 paramètres sont les suivants :

À l'aide de la matrice des contradictions techniques, on peut identifier les principes de solutions pouvant être mis en œuvre afin de résoudre ces contradictions. C'est-à-dire améliorer une caractéristique, tout en en préservant d'autres.

40 principes d'invention de la méthode de TRIZ, rendus au format graphique vectoriel

À partir de fiches assimilables à des brevets dans l'ex-URSS, Genrich Altshuller a identifié 40 principes à l'origine de toute innovation. Ces 40 principes servent à la résolution d'une contradiction technique, soit un problème qui se présente lorsqu'on veut améliorer une caractéristique et qu'une autre se dégrade simultanément.

Plusieurs variantes successives de matrice des contradictions ont été élaborées[11]. Après de nouvelles compilations de bases de données brevets, les dernières versions sont susceptibles de fournir des résultats très satisfaisants.

À chaque intersection d'une matrice des contradictions sont répertoriés les numéros des principes d'inventivité qui correspondent à la résolution de la contradiction technique considérée.

Ainsi, si l'on est face à un problème à résoudre, pour lequel :

• Le paramètre qui se dégrade est la température (paramètre 17/H)
• Le paramètre à améliorer est la productivité (paramètre 39/d)

On cherchera les principes à appliquer dans la cellule à l'intersection de la colonne H et de la ligne d, soit ZLSA:

35/Z) Valeur d'un paramètre

• Changer de phase (solide, liquide, gazeux)
• Changer la concentration, la densité ou la consistance
• Modifier le degré de flexibilité
• Changer la température

21/L) Vitesse élevée

• Conduire le procédé ou certaines de ses étapes (celles néfastes, dangereuses, hasardeuses) à grande vitesse.

28/S) Interaction non mécanique

• Remplacer un système mécanique par des moyens sensoriels (optique, acoustique, toucher, olfactif)
• Inter agir avec l’objet avec des champs électriques, magnétiques, électromagnétiques
• Passer de champs statiques (espace ou temps) à des champs mobiles (espaces ou temps), de champs non structurés à des champs structurés
• Combiner l’utilisation de champs avec l’utilisation de particules activées par un champ (ferromagnétiques notamment)

10/A) Action préliminaire

• Réaliser un changement requis plus tard, entièrement ou partiellement, avant qu’il ne soit nécessaire
• Pré positionner les objets pour qu’ils entrent en action efficacement et sans perte de temps

Les principes de résolution des contradictions physiques permettent de séparer les paramètres contradictoires opposés, 11 principes de résolution sont proposés par Genrich Altshuller :

1. Séparation des paramètres contradictoires en espace
2. Changement dynamique
3. Séparation des paramètres contradictoires en temps
4. Combinaison de systèmes homogènes ou hétérogènes au niveau du super-système
5. Combinaison d'un système et de son opposé
6. Attribution d'une propriété P au système et d'une anti-propriété -P aux sous-parties du système
7. Transition au niveau microscopique
8. Changement de phase d'une partie du système
9. Utilisation de phénomènes accompagnant la transition de phase
10. Remplacement d'une substance monophasée par une substance bi ou polyphasée
11. Combinaison de transitions de phase physico-chimique

L'identification de la contradiction physique est parfois difficile mais doit concerner un paramètre pour lequel il serait souhaitable qu'il prenne à la fois deux valeurs antinomiques (grand et petit, haut et bas, chaud et froid, tendu et relaxé...)

TRIZ est un cadre théorique sur lequel viennent opérer des outils qu'ils convient de choisir en fonction des spécificités du problème inventif à traiter.

Parmi les outils de TRIZ, la méthode des neuf écrans permet d'analyser l'évolution de l'objet technique selon deux axes :

L'équipe créative est amenée, à partir de l'objet technique présent, à déterminer les caractéristiques du super-système dans lequel il s'insère et des sous-systèmes qu'il intègre par rapport à l'état de l'art passé, puis à tenter d'extrapoler les évolutions futures des sous et super systèmes afin de dégager des idées quant à l'évolution de l'objet technique.

Déjà utilisée par d'autres auteurs[12], cette méthode est destinée à surmonter l'inertie psychologique en imaginant des hommes miniatures vivant à l'intérieur du système et essayant de résoudre la contradiction technique. Ces hommes sont concentrés dans les zones de conflit du système et peuvent être catégorisés (couleurs, sexes...) de manière à leur faire agir différemment les uns des autres.

DTC (pour dimension, temps, coût) est une méthode destinée à combattre l'inertie psychologique par la modification du point de vue. Il s'agit de se poser six questions:

1. Qu'adviendrait-il si le système était minuscule ?
2. Qu'adviendrait-il si le système était gigantesque ?
3. Qu'adviendrait-il si le système opérait en un temps extrêmement court ?
4. Qu'adviendrait-il si le système opérait en un temps infini ?
5. Qu'adviendrait-il si le système avait une valeur nulle ?
6. Qu'adviendrait-il si le système avait un coût très élevé ?

Il s'agit là de permettre à l'équipe créative de reformuler ses questions.

Une autre technique développée par Altshuller passe par l'analyse des substances et champs (Su-Field Analysis en anglais). Les différentes interactions sont modélisés par des "vépoles" (Su-Field en anglais), contraction des mots russes « Vechestvo » et « Pole » signifiant respectivement substance et champ. Un vépole est un système minimal technique composé de deux objets matériels (substances) et un "champ" (Field en anglais).

Cette approche repose sur le principe suivant : afin de maximiser le degré d’approche de l’idéal, il convient de remplacer les éléments matériels (substances) par des champs (électriques, magnétiques par exemple).

L'analyse substance-champ consiste à représenter un (sous-)système en reliant de manière fléchée substances (au sens large, il peut s'agir d'objets) et champs. Cette dernière notion est encore large, néanmoins 6 champs sont classiquement proposés : M : Mécanique, A : Acoustique, T : Thermique, H : Chimique, E : Électrique et M:Magnétique.

Un vépole est dit complet lorsqu'il comprend:

1. Une substance ${\displaystyle S_{2}}$ qui est destinée à être transformée,
2. Un outil ${\displaystyle S_{1}}$ qui fait l'action,
3. Un champ C fournissant l'énergie aux interactions,
4. Au moins deux liens entre les différents éléments du modèle: ${\displaystyle C\rightarrow S_{1}\rightarrow S_{2}}$.

Notations S-Field

Symbolisme	Relation
${\displaystyle S_{1}\rightarrow S_{2}}$	Action
${\displaystyle S_{1}\leftrightarrow S_{2}}$	Interaction
${\displaystyle S_{1}\rightsquigarrow S_{2}}$	Action néfaste
${\displaystyle S_{1}}$....${\displaystyle >S_{2}}$	Action insuffisante
${\displaystyle S_{1}\Rightarrow S_{2}}$	Action excessive

En pratique, plusieurs actions sont à mener en fonction de l'état de complétude du vépole:

• S'il est incomplet, il faut le compléter,
• S'il est complet mais présente un lien insuffisant, il faut développer un autre modèle avec d'autres substances et/ou champs,
• S'il est complet mais présente un lien néfaste, il faut décomposer ce vépole pour en construire un nouveau.

En fonction de la situation, cinq règles s'appliquent :

1. Vépole incomplet ${\displaystyle \Rightarrow }$ fabrication d'un modèle complet,
2. Vépole complet mais interaction insuffisante ${\displaystyle \Rightarrow }$ Utilisation d'un champ additionnel (aimantation d'un tournevis par exemple),
3. Vépole complet mais lien néfaste ${\displaystyle \Rightarrow }$ Décomposition de l'action défavorable,
4. Vépole complet ${\displaystyle \Rightarrow S_{2}}$ tend à devenir un vépole,
5. Vépole complet ayant un champ en entrée ${\displaystyle \Rightarrow }$ Obtention d'un autre champ en sortie, l'effet physique devenant la combinaison des deux noms de champs.

TRIZ définit alors 76 standards répartis en :

• 13 standards de construction/déconstruction de vépoles,
• 23 standards de développement de vépoles,
• 6 standards de transition vers le super système ou le niveau inférieur,
• 17 standards de mesure ou de détection,
• 17 méthodes de mise en application des standards.

La sélection se fait en déterminant la classe du problème[14].

Processus d'application des principes standards de résolution de TRIZ

L'organigramme précédent dirige le choix vers les classes et sous-classes de solutions standards. Elles-mêmes sont détaillées en sous-classe de solutions pour atteindre le nombre total de soixante seize.

La méthode du poisson doré[15] (Ideal-Real Transition Method en anglais) consiste à analyser l'objet et ses fonctions en identifiant les aspects «fantastiques», inespérés ou illogiques. Le terme vient de l'histoire commençant par «L'homme prit la mer et appela le poisson doré. Celui-ci l'entendit, vint à lui et lui parla avec une voix humaine...», dans lequel la plausibilité est mis en cause par la fonction «voix humaine» du système.

• Tayeb Louafa et Francis-Luc Perret, Créativité & innovation : l'intelligence collective au service du management de projet, Lausanne, Presses polytechniques et universitaires romandes, coll. « Créativité et innovation », 2008, 351 p. (ISBN 978-2-88074-721-3, OCLC 635572634, lire en ligne).
• Guenrich Altshuller (trad. du russe par Avraam Seredinski), Et soudain apparut l'inventeur : les idées de TRIZ, Poitiers, Avraam Seredinski, 2006, 2^e éd., 162 p. (ISBN 978-2-9521394-1-0, OCLC 492848394).
• Claude Meylan, Système TRIZ de stimulation de la créativité et d'aide à l'innovation méthodes pratiques pour la résolution de problèmes techniques et la recherche de nouvelles opportunités d'affaires, Peseux (CH, CM consulting, 2007, 105 p. (ISBN 978-2-8399-0294-6, OCLC 494056170).
• Guenrich Altshuller et Avraam Seredinski (edt.), 40 principes d'innovation : TRIZ pour toutes applications, Paris, A. Seredinski, 2004, 133 p. (ISBN 978-2-9521394-0-3, OCLC 636818089).
• Semyon Savransky, Engineering of creativity : introduction to TRIZ methodology of inventive problem solving, Boca Raton, Fla, CRC Press, 2000, 394 p. (ISBN 978-0-8493-2255-6, OCLC 1022585835).

• La méthode ASIT, méthode issue de TRIZ
• La Théorie C-K

• (en) Site officiel TRIZ
• (en) Site de la communauté The TRIZ Journal
• (fr) Site de la communauté française / TRIZ France
• (fr) Matrice TRIZ en ligne / TRIZ40
• (fr) Innoosy méthode basée sur TRIZ

• Portail des technologies
• Portail de la production industrielle
• Portail de la physique
• Portail des sciences