La Matrice des Contradictions (Contradictions Matrix) et les 40 Principes d'innovation (40 Principles) forment un outil central de la méthode TRIZ. Description, explication et exemple d'application pour vos résolutions de problèmes.
Afin de vous familiariser avec la Méthode TRIZ (ce que c'est, son histoire, son but et ses avantages/inconvénients), je vous suggère la lecture préalable de cet article.
Les Contradictions correspondent au premier concept créé par Genrich Altshuller et son équipe lorsqu'ils ont mis sur pied la méthode TRIZ.
La Matrice des Contradiction est donc le tout premier outil TRIZ a avoir vu le jour. Tout TRIZ a initialement été construit autour de cet outil.
Le postulat de base est le suivant : tout Système peut être caractérisé entièrement par 39 paramètres.
Exemples de paramètres :
Ces paramètres sont ceux listés comme les lignes et les colonnes de la Matrice des Contradiction.
Second postulat : Des contradictions entre ces paramètres apparaissent toujours en ingénierie.
Et il y a 2 types de contradictions selon TRIZ : Technique et Physique.
Pour résoudre ces 2 types de contradictions, on va venir piocher dans la liste des 40 principes ceux qui ont l'air pertinents pour se donner des idées (concept) de solution. Mais le chemin sera différent selon qu'on parle de contradiction Technique ou Physique. On traite aujourd'hui des contradictions dites "Techniques". Nous verrons les "Physiques" dans un article ultérieur.
Contradiction Technique : en améliorant un paramètre de notre Système on en dégrade malheureusement un autre.
Exemples :
Contradiction Physique : on veut à la fois qu’un paramètre soit grand et petit dans notre Système
Remarque : Il s'agit d'un sous-cas de Contradiction Technique où les 2 paramètres en duels sont en fait le même.
Exemples :
Vous l'aurez compris, le but est d'améliorer un paramètre sans en dégrader un autre (l'autre pouvant être en fait le même paramètre), tout en évitant le compromis tiède.
Exemple de compromis tiède :
Plutôt que de faire des compromis entre les paramètres qu'on veut améliorer et ceux qui se dégradent fatalement dans notre Système, il y a 40 principes d'innovation qui permettent de résoudre/contourner ces contradictions.
Exemples de principe :
Ces paramètres sont tous listés sur la droite de la Contradiction Matrix en haut de cet article, et se retrouvent dans les cellules de la Matrice à la croisée des 2 paramètres qui vous intéressent.
Ces 40 Principes sont des Concepts de Solution pour votre problème de contradiction. Ils sont donc relativement vagues dans leur intitulé. Pour vous aider à y voir clair et vous permettre d'en tirer des solutions appliquées à votre problème concret, il existe pléthore de documentation sur internet qui liste ces principes et donnent des exemples pour les illustrer.
Vous pouvez aussi vous reporter à la littérature de TRIZ écrite par Altshuller. Les pdf que vous trouverez sur internet (exemple ci-dessous) comportent néanmoins des exemples plus modernes.
L'utilisation de la Matrice repose sur le processus usuel de la méthode TRIZ rappelé par le prisme de TRIZ:
Des exemples suivent en fin de cet article.
Très bien, on a notre Matrice, on sait comment l'utiliser, et on y voit plus clair sur les Principes qu'elle peut nous proposer. Comment détecter une contradiction sur notre Système ? Car ce que je vois, c'est juste un problème ("ça ne marche pas"), et pas spécialement une contradiction.
Repérer une contradiction sur la base d'un problème qu'on a sous les yeux peut demander un peu de pratique. Néanmoins, voici quelques méthodes dans des cas de figure qu'on connaît tous.
La méthode TRIZ comprend par ailleurs le concept de Bad Solutions (c'est un des 13 Creativity Triggers).
Il s'agit des solutions que vous trouvez très rapidement lorsqu'on vous expose un problème. Pendant qu'on observe un problème pour la première fois, les idées fusent. Ces solutions sont certainement bancales car, si le problème est sérieux, au stade de la découverte on ne l'a pas encore totalement compris. Qu'à cela ne tienne, notons cette solution dans un coin pour ne pas l'oublier. On lui associe le qualificatif Bad car bancale.
On peut aussi parler d'Ugly Babies pour ces solutions. Car comme ce sont nos solutions, on les trouve parfaites. Par contre, tous les gens autour de nous sont bien conscients de leurs défauts éventuels...!
Blague à part, nous sommes donc face à un problème, et nous avons 3 ou 4 Bad Solutions dans notre manche.
Ces Bad Solutions vont être le point de départ de la résolution de problème, via la Contradiction Matrix :
La méthode TRIZ pousse à modéliser le sujet qui nous occupe par des schémas divers et variés. Faire un petit dessin est toujours d'une grande aide. La principale modélisation, très usitée, est nommée Function Map. Il s'agit de représenter son Système comme un ensemble d'éléments qui agissent les uns sur les autres.
Cela peut s'apparenter en Conception à un travail d'Architecture de son Système. Admettons que vous associez un code couleur à vos flèches représentant les Actions d'un élément Sujet vers un élément Objet : vert si action OK et désirée, rouge si action non désirée.
Exemple dans le graphe ci-dessus (qui n'apparaît pas sur l'image) :
Vous tenez ici une contradiction. Via les Function Maps, repérer une contradiction est assez simple : recherchez là où il y a des actions OK (en vert) et d'autres qui ne sont pas désirées (en rouge).
Dans notre exemple, on peut en tirer les contradictions génériques (Concepts de Problème) suivants :
NOTA : si plusieurs paramètres vous semblent convenir pour décrire de manière générique votre problème appliqué, alors regardez dans la matrice toutes les contradictions entre ces paramètres. Ne vous censurez pas.
Et la matrice nous donne les Concepts de Solution suivants (les Principes) :
Si une solution appliquée semble valable, on n'a plus qu'à l'appliquer et la valider avec les équipes Métiers (ne pas oublier le change control !)
La méthode TRIZ pousse à toujours définir clairement ce qu'on veut "dans l'idéal" pour le fonctionnement de notre Système. La littérature anglophone parle d'Ideal Outcome. C'est très comparable, si on est en début de Projet de Conception, à une Analyse de Besoin.
Une fois tous nos besoins listés, on réalise généralement un travail d'Architecture du Système souhaité afin de voir où on mets les pieds. A quoi va ressembler le Système souhaité ? De quels sous-systèmes sera-t-il composé ? etc.
A ce moment-là, vous pouvez éventuellement vous rendre compte que votre Système devra potentiellement avoir 2 grandes caractéristiques qui s'opposent, du fait de 2 Besoins qui s'opposent eux-mêmes. Et vous n'aviez pas vu que ces Besoins s'opposaient avant !
Pas de problème, vous venez de mettre le doigt sur... une Contradiction ! Nul besoin de s'affoler :
In fine, toutes les parties prenantes seront heureuses car le Système répondra aux 2 Besoins initialement opposés, en évitant le compromis tiède.
Il faut chercher les contradictions partout et tout le temps :
La pratique aide, c'est sûr, mais se forcer à l'exercice met rapidement le pied à l'étrier.
Comme vu plus haut avec notre pompe, il ne faut pas hésiter à considérer plusieurs contradictions si elles sont pertinentes pour un même problème appliqué. Cela augmente le nombre de concepts de solutions donnés par la Matrice, et cela donne donc d'autant plus d'idées !
Si vous remarquez qu'un Principe revient dans tout ou majeure partie des contradictions génériques que vous avez considérées pour votre problème appliqué : c'est certainement une bonne idée de creuser celui-ci en premier.
Si nous avons plusieurs contradiction a gérer : résoudre les contradictions par ordre décroissant de gain sur les fonctions importantes (Primary Functions selon la littérature TRIZ, ~Fonction Principales selon vos profs d'école) de votre Système.
Je vais tâcher de trouver des exemples très pointus mais aussi très courants, en plus de ceux déjà exposés ci-dessus. Si vous avez d'autres idées, n'hésitez pas à m'en faire part par l'un des moyens qui se trouvent en bas de page (LinkedIn, Mail, Twitter) !
La technologie des mémoires de PC est ainsi faite à ce jour que plus l'espace mémoire est grand, et plus la recherche de l'information à l'intérieur et sa récupération est longue.
C'est problématique au sein de l'électronique de votre ordinateur : le processeur exécute les instructions qui composent vos logiciels à un rythme de plusieurs GHz. Cela dit, la mémoire de votre disque dur et de votre RAM ne sont pas capables d'alimenter en instructions ou en données votre processeur à une telle cadence. Pourtant votre ordinateur, votre smartphone etc. fonctionnent, non ? Comment est-ce possible ?
Nous avons donc un problème appliqué : je veux le plus de mémoire possible sur la machine que je conçois, afin de stocker des logiciels très complexes et utiles; mais je ne veux pas ralentir l'exécution de mon processeur car c'est justement lui qui fait la rapidité de ma machine et mon plaisir d'utilisation.
Le concept de problème serait le suivant : Rapidité VS. Volume ? (Je veux augmenter la rapidité de ma mémoire pour qu'elle alimente très vite en données mon processeur très rapide, mais je ne veux pas diminuer son volume).
Quels sont les paramètres qui semblent coller parmi les 39 parameters ? Speed et Volume of Stationary Object. Super ! Regardons à la croisée des lignes et colonnes de la matrice... Il n'y a rien !
Et oui, il y a des cas où aucun Brevet connu n'a permis de résoudre la contradiction. Ainsi Altshuller, son équipe, et leurs successeurs n'ont pas pu renseigner la matrice.
Qu'à cela ne tienne, on ne se laisse pas abattre. voyons tous les paramètres qui pourraient convenir (sans nous censurer) :
Les paramètres en italique ont plutôt un rapport avec la rapidité souhaitée de la mémoire. Les paramètres suivants, qui ne sont pas en italique, sont en lien avec son volume.
Il s'agit maintenant de faire toute la combinatoire des Contradictions pour formuler les Concepts de Problème qui décrivent notre Problème Appliqué :
Je vous épargne la liste des Principes parmi les 40 qui ressortent quand on cherche dans la Matrice pour toute la combinatoire de Contradictions précédente.
Il se trouve qu'un principe ressort et il est particulièrement intéressant puisque c'est in fine celui qui a été retenu et qui est appliqué dans toutes nos machines (PC, tablette, smartphone, réfrigérateur connecté...) : Intermediary
Intermediary --> Ne pas reposer sur une seule mémoire, mais plutôt sur plusieurs en cascade dont la taille (resp. rapidité) diminue (resp. augmente) à mesure qu'on s'approche du processeur : on a un disque, puis une mémoire intermédiaire, puis des caches de plus en plus proches du Processeur.
Par un jeu de copie des instructions et données de mémoire en mémoire, celles-ci se déversent à très grande vitesse vers le processeur qui peut travailler à son rythme de conception.
NOTA : les principes suivants ressortaient aussi et pourraient correspondre peu ou prou à la solution appliquée :
Imaginez votre magnifique pavillon dans la région de vos rêves...
Problème! Cette région est infestée de cerfs, sangliers et autres animaux qui n'hésitent pas à venir tout saccager dans votre potager la nuit. C'est ballot.
Vous voudriez monter un mur pour les empêcher de venir... mais cela vous gâcherait la vue. Même un grillage ne vous plaît guère.
Les contradictions auxquelles on peut penser sont les suivantes:
La première contradiction est une Contradiction Physique. Nous verrons cela dans un autre article. Concentrons-nous sur la deuxième, qui est bien une Contradiction Technique. Avec le même raisonnement que pour l'exemple 1, je choisis la Contradiction générique suivante : Shape VS. Illumination Intensity.
Cela me permet d'exprimer que je veux avoir la forme parfaite pour mon mur, sans dégrader la vue (qui n'est possible que par la propagation d'ondes lumineuses...).
Parmi les 40 principles, ceux pointés par la Matrice des Contradictions sont les suivants :
Je trouve une solution Appliquée grâce à ma réflexion sur le 1er principe trouvé : The other way around.
Au lieu de faire un mur qui part du sol et monte vers le ciel, qui va effectivement me gâcher la vue, je le fais partir du sol et... descendre encore plus dans le sol ! J'inverse totalement le mode de pensée classique pour un mur.
Les sangliers arrivent depuis l'extérieur de ma propriété (sur la droite de l'image), et descendent un dévers que j'ai creusé vers mon "mur inversé". Et avec ça ils sont bien feintés, ils ne peuvent pas pénétrer ma propriété et venir manger mes artichauts. Et moi je conserve la vue au loin depuis ma cuisine !
NOTA: oui, c'est le même principe qu'une fosse antichar...! Au grands maux, les grands remèdes.
Aprés les 2500 effects, voici un autre outil de la méthode TRIZ qui pointera pour vous vers des idées de solutions à vos problèmes. C'est là la grande force de la méthode TRIZ : des outils construits sur plusieurs décennies pour être utilisés en quelques minutes par les ingénieurs d'aujourd'hui. Il ne faut pas s'en priver !
Cette Matrice des Contradictions peut vous aider à résoudre des problèmes très globaux (les murs autour de votre maison) comme très pointus (les circuits intégrés constituant la mémoire de votre ordinateur).
Vous noterez qu'il n'y a pas de paramètre Coût dans la Matrice. C'est bien dommage ! Cela permettrait d'améliorer tel ou tel paramètre sans jamais dégrader les coûts du Système... C'est parce que le coût d'un Système n'est pas un paramètre Technique. C'est la conséquence de choix de matériaux, de moyens de fabrication, du cours du marché etc. Ainsi, il n’apparaît pas directement dans la Matrix. Le paramètre « Productivity » serait le paramètre le plus proche à exploiter pour se donner des idées vis-à-vis d'un coût à maîtriser.
Aurélien NARDINI
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