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Mettre en oeuvre une démarche design

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Objectifs
  • Savoir ce qu’est le design et comment il peut aider à améliorer un produit.
  • Être capable de mettre en œuvre une démarche design.
  • Connaitre des outils de design.
Points clés
  • Le design est un travail de conception sur la forme, les textures et le visuel d’un produit : il permet d’améliorer l'ergonomie, l'esthétique et la sécurité d’un produit.
  • Une démarche design comporte 5 étapes : définition de l’objectif, idéation et investigation, cristallisation, matérialisation, et intégration.
  • Certains outils permettent de réaliser une étude de design plus efficace : la veille technologique, le brainstorming, le biomimétisme, la réalisation de croquis, et le maquettage en carton.
Pour bien comprendre
  • Projet
  • Organisation d’un projet selon une méthode itérative
1. La démarche design
a. Qu'est-ce que le design ?
Design et étude de design
Le design est un travail de conception sur la forme, les textures et le visuel d’un produit : il s'attache à étudier la manière dont ces trois aspects peuvent être utilisés pour améliorer un produit, notamment en termes d'ergonomie, d'esthétique, de performance et de sécurité.

On parle d'étude de design (ou d'étude design) pour nommer l'activité de conception axée sur le design.

Exemple
Apple, qui est connu pour soigner le design de ses produits, réalise de manière régulière des études de design pour améliorer l'ergonomie et l'esthétique de ses produits.

On peut par exemple remarquer l'évolution de la forme, de la texture et du visuel des souris d'Apple au cours du temps.
Évolution de la souris chez Apple
Rôle d’une étude de design

Une étude de design est la plupart du temps réalisée au cours d'un projet.

Elle peut servir :

  • lors de la création d'un nouveau produit, en tant qu'outil principal de conception pour tout ce qui concerne la forme du produit ;
  • sur un produit existant, pour l'améliorer.
Approche itérative et étude de design

Dans le cadre des méthodes agiles, qui utilisent une approche itérative pour structurer le projet, les études de design ont parfaitement leur place.

Un cycle peut notamment faire l’objet d’une étude de design, en portant sur un travail autour de la forme, des matériaux, des structures, etc., du produit.

Un tel cycle comporte bien 4 phases, comme tous les cycles de l’approche itérative. Il sera néanmoins principalement consacré à de la conception. Ceci est cohérent avec la définition du design qui est avant tout « un travail de conception sur la forme, les textures et le visuel d’un produit ».

Rappels
  • Les méthodes agiles sont des méthodes de pilotage de projet. Elles utilisent une structuration de projet basée sur une approche itérative.
  • Avec l'approche itérative, un projet est une suite de cycles qui s'enchainent. Chaque cycle comporte 4 phases : imprégnation, conception, réalisation et transition.
    Chaque cycle permet d'apporter une nouvelle fonctionnalité au produit, ou de travailler sur un aspect particulier du produit, comme sa forme ou sa structure.

Exemple
Au cours d'un projet de création d'un nouveau modèle de vélo, on se rend compte que les systèmes de réglage conçus jusqu'à maintenant gênent son utilisation pour les personnes de petite ou grande taille.

On décide alors de mener une étude de design pour trouver comment intégrer de nouveaux mécanismes de réglage au vélo.
Dessin technique du vélo
b. Mise en oeuvre d'une démarche design

Une étude de design se réalise en suivant une démarche design, qui est structurée en 5 étapes.

Étape 1 – Définition de l'objectif

Les membres de l’équipe projet commencent par se mettre d'accord sur l'objet de l'étude de design, ses limites et l'objectif à atteindre.

Si l'étude de design porte sur l'amélioration d'un produit existant, il faut commencer par s'assurer que tous les membres de l'équipe connaissent suffisamment bien le produit, son cadre d'utilisation, ses caractéristiques actuelles, etc.

Remarque
Dans le cadre de l'emploi d'une méthode de pilotage de projet itérative, cette étape correspond à la phase d'imprégnation d'un cycle.
Étape 2 – Idéation et investigation

Il faut ensuite chercher des idées de nouvelles formes, de nouvelles textures et d’éléments visuels qui pourraient permettre d'atteindre l'objectif.

Cela peut passer par deux types d'activités : un travail de créativité ou un travail d’investigation.

Le travail de créativité

Le travail de créativité permet de trouver des idées originales. La connaissance et l'usage de méthodes de créativité, comme le brainstorming, sont des atouts pour stimuler la créativité.

Le travail d’investigation

Le travail d'investigation permet de chercher et de s’inspirer d’idées qui viennent d'autres produits, de découvertes récentes, de la mode, de la nature, etc.

Savoir réaliser une veille technologique complète est un avantage.

Remarque
Dans le cadre de l'emploi d'une méthode de pilotage de projet itérative, cette étape correspond au début de la phase de conception d'un cycle.
Étape 3 – Cristallisation

Une fois des idées trouvées, il faut effectuer une sélection de celles qui semblent les plus pertinentes pour atteindre l'objectif fixé. La sélection faite, on peut imaginer comment les idées seront utilisées pour modifier l'aspect du produit : il est notamment intéressant de réaliser des croquis, puis éventuellement des schémas. Ces croquis et schémas, accompagnés si besoin d'autres documents, permettent de décrire la solution qu'on a trouvée.

Il est possible de produire 2 ou 3 solutions afin de les tester et de décider par la suite laquelle est la meilleure.

Remarque
Dans le cadre de l'emploi d'une méthode de pilotage de projet itérative, cette étape correspond au centre de la phase de conception d'un cycle.
Étape 4 – Matérialisation

Une fois que la ou les solutions retenues ont été décrites, on peut se lancer dans la matérialisation, qui se fait souvent en trois temps.

Marquettage carton

On réalise une maquette en carton de la solution envisagée. Elle permet d'avoir rapidement un rendu volumétrique concret des croquis/schémas de la solution. On peut ainsi se rendre compte de l'impression que donnera le nouveau design.

Modélisation 3D

À l'aide d'un logiciel de modélisation en trois dimensions, comme SolidWorks, on modélise la solution. On part pour cela des croquis et/ou des schémas. Une fois la modélisation terminée, on peut utiliser des modules de simulation pour tester la solution et effectuer quelques ajustements si nécessaire.

Remarque
À partir du modèle, on peut analyser un écart entre l'attendu (l'objectif du cycle) et le simulé (ce qu'on obtient par simulation des modèles 3D).
Prototypage

On réalise enfin une maquette avancée, voire un prototype, de la solution.

Le prototypage peut se faire avec plusieurs outils et machines : imprimante 3D, découpeuse laser, centre d'usinage, perceuse, scie, etc., en fonction de ce qui est disponible au lycée, à la maison ou dans un fablab' à proximité.

Les pièces sont réalisées une à une, puis assemblées de manière à tester si l'objectif de l'étude est atteint.

Remarques
  • Un fablab’ est un laboratoire de création/fabrication/prototypage. La plupart des moyennes et grandes villes disposent d’un fablab’. Certains proposent de réaliser puis d’envoyer par colis les pièces imprimées ou usinées. Il ne faut pas hésiter à se renseigner si une machine n’est pas disponible au lycée.
  • Dans le cadre de l'emploi d'une méthode de pilotage de projet itérative, cette étape correspond à la fin de la phase de conception (maquettage carton et modélisation 3D) et à l’ensemble de la phase de réalisation.
Étape 5 – Intégration

On remplace finalement les anciens éléments matériels du produit par les nouveaux éléments issus de l'étude de design. Le travail se termine par une vérification de bon fonctionnement du produit. On s’assure aussi du fait que l'amélioration attendue est atteinte.

Remarques
  • Durant cette étape, on peut analyser un écart entre l'attendu (l'objectif du cycle) et le mesuré (les performances du produit après intégration). On peut aussi analyser un écart entre le simulé (ce qu'on avait obtenu par simulation des modèles 3D) et le mesuré (les performances du produit après intégration).
  • Dans le cadre de l'emploi d'une méthode de pilotage de projet itérative, cette étape correspond à la phase de transition.
2. Les outils de design

Voici quelques outils qui peuvent être utilisés au cours d'une étude de design.

Les outils au cours d'une étude de design
a. Brainstorming

Le brainstorming est une méthode de créativité à utiliser en groupe. Elle se déroule lors de l’étape 2 « idéation et investigation » d’une étude design. Elle permet de trouver rapidement beaucoup d'idées.

Voici les trois étapes à suivre pour réaliser un brainstorming.

Étape 1 – Préparer le brainstorming.

Il faut s’équiper d’un feutre et d'un grand tableau blanc pour noter les idées. On choisit ensuite, dans l’équipe projet, une personne qui sera l’animateur du brainstorming. Le rôle de l’animateur est de noter les idées sur le tableau, puis de les organiser. Il gère également l’avancée du brainstorming.

Étape 2 – Formuler précisément le thème.

Le thème du brainstorming doit être énoncé clairement et être compris par tous les participants. Le mieux est de l'énoncer sous la forme d’une question.

Étape 3 – Pendant le brainstorming.

Les membres de groupe commencent à chercher des idées en lien avec le thème du brainstorming. L’objectif est d’être le plus direct et spontané possible : il faut laisser parler son intuition et son imagination.

L’animateur note toutes les idées sur le tableau, de manière brute. À ce stade, aucune critique, remarque ou développement ne doit être fait.

Remarque
C’est cette phase qu’on appelle le brainstorming. Cette étape ne doit pas durer plus de 15/20 minutes. Passé ce délai, les idées nouvelles deviennent rares et la spontanéité disparait, ce qui laisse place à une démarche plus réflexive.
Après le brainstorming.

À la suite du brainstorming, un grand nombre d’idées brutes doivent être notées sur le tableau. Lors de l’étape 3 « cristallisation » de l’étude de design, ces idées seront organisées, critiquées et développées afin d’avancer vers une solution.

b. Biomimétisme

Le terme biomimétisme vient des mots grecs « bíos », la vie, et « mímêsis », l'imitation.

En SI, le biomimétisme consiste à rechercher et à imiter des structures, des formes, des membres, etc., qu’on trouve chez les plantes ou les animaux. On peut ainsi, lors de l’étape 2 « idéation et investigation » d’une étude design, regarder des photos ou faire des recherches sur des éléments naturels et exploitables pour notre projet.

Remarque
La nature propose plein de design optimisés par l’évolution pour être légers, résistants, étanches, esthétiques, économes, etc. L’industrie s’en inspire de plus en plus, on peut donc faire de même pour nos projets.
Exemple
Le Temple du Lotus, en Inde, s’inspire des pétales d’une fleur de lotus pour son architecture : structure, enveloppe et agencement des salles.
Temple du Lotus
c. Réalisation de croquis

La réalisation de croquis est une étape incontournable pour imaginer le produit (étape 3 « Cristallisation »). Même si l’on ne sait pas très bien dessiner, on peut se contenter de dessiner des formes simples en deux dimensions pour présenter son idée.

L’apprentissage de quelques règles de dessin permet aussi de réaliser facilement des croquis tridimensionnels (en trois dimensions) en perspective cavalière ou avec des points de fuites.

Perspective cavalière

La perspective cavalière consiste à représenter un objet ayant trois dimensions sur une feuille en deux dimensions.

  • Les deux premières dimensions sont représentées normalement.
  • La troisième dimension est représentée grâce à des droites et des segments, des obliques par rapport à ceux des deux premières dimensions, et qui sont tous parallèles : on les appelles les lignes de fuites.
Perspective avec point de fuite

D’autres techniques pour représenter la troisième dimension utilisent un ou plusieurs points de fuite vers lesquels se dirigeront toutes les lignes de fuite. Elles permettront en plus, par rapport à la perspective cavalière, de donner un effet de distance.

Représentation en perspective cavalière
et représentation avec un point de fuite
Exemple
Croquis de dévidoir de ruban adhésif
d. Maquette en carton

Une fois quelques croquis et schémas terminés, on peut réaliser une maquette en carton pour matérialiser les solutions (étape 4 « Matérialisation »). Il faut pour cela prendre du carton, des ciseaux et de la colle (pistolet à colle chaude si possible), puis se lancer dans la réalisation d’une maquette taille réelle ou taille réduite du produit.

La réalisation de la maquette permettra de tester la prise en main du produit, de mieux visualiser ses dimensions, d’imaginer des améliorations de forme, etc. Plusieurs versions peuvent être réalisées.

Exemple
Voici les maquettes d’un rover lunaire (véhicule d'exploration spatiale), créées par des étudiants avec un matériel limité (carton, ruban adhésif, crayon, élastique, ciseaux), au cours de l’activité « Roving on the moon » proposée par la NASA.
Maquettes d'un rover lunaire
Remarque
D’autres matériaux comme le carton plume ou le polystyrène expansé sont aussi adaptés, mais ils sont plus chers.

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