Sommaire

Résumé 1

Remerciements 2

Introduction 3

1 Contexte et objectifs 5

1.1 Contexte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.2 Limites de l'étude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61.3 Problématique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61.4 Solutions existantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61.5 Cahier des charges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2 Démarche 11

2.1 Sondage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.2 Solutions envisagées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.2.1 Solution automatique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.2.2 Solution mécanique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.2.3 Solution design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.2.4 Choix de la solution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.3 Test de tri sur le campus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3 Résultats 18

3.1 Communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183.2 Conception . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

3.2.1 Conception numérique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193.2.2 Réalisation de la maquette . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223.2.3 Réalisation des prototypes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

3.3 Plan de développement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253.3.1 Etude du marché et stratégie marketing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253.3.2 Plan d'industrialisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Conclusion 29

ANNEXES 30

Présentation de l'équipe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Diagramme GANTT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31Répartition des tâches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

Évolution du projet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33Bilan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Checklist . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

Résumé

Préserver les ressources naturelles est devenu une préoccupation majeure de notre siècle. Trierpuis recycler les déchets est un aspect indispensable d'une conduite écologiquement responsable. Ilest cependant apparu que sur le campus de l'Ecole Centrale Lyon, tout comme dans bien d'autreslieux publics équipés de distributeurs automatiques de boissons et friandises, il n'existe pas dedispositif de tri e�cace pour traiter les déchets issus de ces machines. L'objectif de ce projetd'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 e�ectuées pour arriver à la création du dispositif et lesrésultats obtenus. Après une étude bibliographique des poubelles déjà existantes, et un travailde dé�nition du contexte dans lequel s'ancre le projet, seront présentées les di�érentes solutionsenvisagées et la solution retenue. La conception numérique du dispositif sera ensuite détaillée, ainsique la fabrication de maquettes grâce à une imprimante 3D puis la réalisation du prototype. En�n,le plan d'industrialisation et une ouverture du projet vers un marché plus étendu seront exposés.

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Remerciements

Nous tenons tout d'abord à remercier l'Ecole Centrale de Lyon et la Chaire Eco-Emballagesde nous avoir permis de réaliser ce projet dans les meilleures conditions possibles, et de nous avoiro�ert, dans le cadre du projet d'étude, la possibilité de visiter le centre de tri de Rillieux. Nousremercions également toutes les personnes ayant contribué au bon déroulement du projet :

Nos tuteurs, Mme Catherine GIRAUD-MAINAND, Mme Michelle SALVIA et M. RobertoVARGIOLU, merci pour leur disponibilité tout au long de l'année et leurs conseils.

Nous remercions également M. Jean-Patrick PECHE, design consultant auprès du programmeI.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 assistélors 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'auxentreprises nous ayant renseigné sur les coûts de ces techniques.

En�n, nos remerciements à Mme Laure FLANDRIN et M. Emmanuel RIGAUD, nos tuteurs enExpression et Organisation, et Gestion de Projet, car leurs conseils nous ont beaucoup appris nonseulement pour ce Projet d'Etude mais également pour la gestion du travail en groupe en général.

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Introduction

Jusqu'en 1992, la presque-totalité des déchets, industriels et domestiques, étaient entreposésdans des décharges où ils étaient destinés à se décomposer. Pour d'évidentes raisons environnemen-tales, ainsi que des problèmes d'encombrements, fut instauré en 1992 un décret déclarant touteentreprise comme responsable de s'occuper du bon traitement de ses déchets. Une politique environ-nementale fut instaurée et certaines entreprises, privées mais à but non lucratif, ont pour missionde réaliser le tri des déchets avant leur recyclage. C'est le cas par exemple d'Eco-Emballages. Denos jours, l'Etat leur a �xé comme objectif de réussir à trier puis recycler 75% des déchets. Cepen-dant, le travail de ces entreprises est facilité par un tri des déchets en amont, au moment de jeterle 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 per-sonnes. Plusieurs distributeurs automatiques de boissons et friandises sont implantés sur le campuset c'est chaque jour plusieurs centaines de déchets (emballages, gobelets) issus de l'utilisation de cesmachines qui sont jetés sans être triés. Un premier constat est que jusqu'à janvier 2014, il n'existaitaucun dispositif sur le campus permettant à l'utilisateur de séparer les déchets recyclables de ceuxnon-recyclables. On peut ensuite s'interroger sur la volonté des utilisateurs à participer au tri desdéchets, et à une manière simple de les accompagner dans cette démarche. Il est important quechacun soit sensibilisé à l'importance d'une attitude écologiquement responsable, et participe à sonéchelle au développement durable de la planète. C'est pourquoi la chaire éco-emballage a décidéde commanditer un projet d'étude dont l'objectif est de concevoir un dispositif permettant de trierles déchets issus des distributeurs automatiques. Cependant, l'intitulé du projet, "La poubelle in-telligente", oriente le dispositif vers un objet pédagogique capable de faire distinguer à l'utilisateurun déchet recyclable d'un déchet qui ne l'est pas, mais également de lui indiquer le geste à adopterpour trier correctement son déchet.

Le but du projet est donc la conception d'un tel dispositif. A�n de pouvoir véri�er que l'objetconçu répond aux objectifs �xés, une seconde phase du projet implique la fabrication d'un proto-type. Parallèlement, bien que le campus de l'École Centrale de Lyon soit le premier lieu visé parl'utilisation du dispositif, celui-ci doit pouvoir être implanté dans tout autre endroit si nécessairec'est pourquoi il est nécessaire que le projet comporte une phase de plani�cation d'une industriali-sation possible de l'objet, en respectant un critère �nancier de cent euros par unité a�n que l'objetreste 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 a�n de travailler sur leprojet. Le travail s'est articulé en plusieurs étapes. Tout d'abord un inventaire des déchets concernéset les possibilités de recyclage de chacun d'entre eux. Ensuite la recherche d'une solution parmiplusieurs possibilités de dispositifs envisagés. En�n, la réalisation de maquettes, d'un prototypeet du plan d'industrialisation de l'objet. En parallèle, a�n de sensibiliser les di�érents acteurs ducampus au projet, plusieurs actions de communication ont été mises en place.

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Ce rapport présentera d'abord plus précisément le contexte dans lequel s'ancre le projet, et lesobjectifs à atteindre. Puis la démarche scienti�que sera explicitée ainsi que les diverses solutionsenvisagées pour répondre aux besoins exprimés par le commanditaire. En�n, les résultats du projetseront exposés, c'est-à-dire la conception numérique puis la réalisation des maquettes, la fabricationdu prototype et l'élaboration d'un plan d'industrialisation.

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Partie 1

Contexte et objectifs

1.1 Contexte

Le tri est aujourd'hui installé dans notre quotidien, au travers de petits gestes. Même si trierconstitue un geste simple et rapide, son impact est considérable.

En e�et, le tri puis le recyclage permettent tout d'abord de préserver nos ressources naturelles enréutilisant des matériaux issus de sources non renouvelables ou en voie de raréfaction. Le recyclagepermet aussi, en évitant certaines étapes de la fabrication d'un produit de réduire les émissionsde gaz à e�et de serre et d'économiser l'énergie nécessaire à sa fabrication. Ainsi refondre descanettes d'aluminium nécessite 95% d'énergie en moins que d'extraire ce métal à partir de mineraien première production [1]. Le secteur du tri et du recyclage a aussi permis de créer près de 30000 emplois depuis 1992 [2]. Trier c'est donc aussi aider l'économie locale et s'inscrire dans unedémarche éco-citoyenne.Les grands chi�res 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]

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1.2 Limites de l'étude

L'objectif est donc de créer une poubelle qui puisse trier assez �nement, de telle sorte queles déchets collectés soient directement recyclés. La poubelle sera placée sur le campus de l'ÉcoleCentrale de Lyon, à proximité des distributeurs.

L'étude est donc limitée par le type de déchets provenant des distributeurs, à savoir : despetits emballages plastiques (type emballage de friandises et barres chocolatées), des gobelets, descanettes et des bouteilles en plastique. Parmi les déchets provenant des distributeurs présents surle campus, trois seulement présentent un intérêt en terme de tri car ils sont fabriqués en matériauxrecyclables et présents en su�samment grandes quantités pour être récoltés régulièrement. Cestrois 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, maison 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 recy-clables via les distributeurs. Pour l'année 2012, la masse de PET (matériau principal des bouteillesplastiques) issu des distributeurs du campus s'élève à 272 kg tandis que la masse d'aluminium issuedes canettes s'élève à 201 kg[4]. Ces chi�res ne sont pas assez importants pour permettre aux dé-chets d'être directement revendus à des valorisateurs. Cependant, il est possible d'envisager à longterme une zone de stockage de ces déchets sur le campus a�n d'en générer une quantité su�santemenant à leur revente. Cela permettrait de rentabiliser le coût de production de la poubelle. Ene�et, la revente permettrait à l'école d'économiser 190e par an[5].

En raison de la quantité insu�sante de déchets produits, l'acheminement des déchets vers lescentres de recyclage pourra se faire plutôt avec la société ELISE, entreprise avec laquelle l'ÉcoleCentrale de Lyon travaille déjà pour la récolte des déchets issus du campus et qui passe déjàrégulièrement.

Un dispositif de ce type existe déjà sur le campus de l'école mais il est très coûteux. C'est unepoubelle LemonTri[6] qui permet de trier automatiquement les déchets. Étant une machine auto-matisée son utilisation implique certains coûts supplémentaires dûs notamment à la maintenanceou à l'électricité nécessaire à son fonctionnement. Notre travail est ici de trouver une solutionproposant la même e�cacité de tri avec un coup réduit.

La problématique de ce projet est donc d'arriver à concevoir une poubelle triant e�cacementc'est-à-dire pouvant permettre une revente des déchets triés à des centres de recyclage tout enétant accessible �nancièrement pour l'école. Cette accessibilité �nancière a été estimée par noscommanditaires 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 sontrépertoriées dans le tableau 1.1, récapitulant leurs caractéristiques, leurs avantages et leurs incon-vénients.

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Nom Caractéristiques Avantages Inconvénients DesignTextinov[7]

� scanner codebarre

� ouvertureautomatiquedes bacs

� propreté� tri précis

� coûteux� nécessite del'énergie

Canibal[8]

� scanner codebarre

� détection depoids

� compactage

� ludique� tri précis� récompense� prise enchargecomplète desdéchets

� maintenance� maniabilité� coûteux� nécessite del'énergie

Ecotribox[9]

� formesd'objets surles couvercles

� codes couleurs� sans sac

� peu coûteux� entièrementrecyclable

� design peuattrayant

� codes couleursnonpertinents

Armstrong Bin[10]

� compactagemanuel (avecle pied) desdéchets

� peu coûteux� ludique� designattrayant

� ne trie pas

Ovetto[11]

� compactage� design

� designattrayantincitant àtrier

� coûteux� pas de guidepour trier

Table 1.1 � Solutions existantes

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La première catégorie est composée de poubelles utilisant des dispositifs électroniques. Ils per-mettent à la poubelle de trier automatiquement le déchet présenté dans son ori�ce, le plus souventgrâce 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 uneméthode de reconnaissance de poids. Ces poubelles sont automatiques et permettent à l'utilisateurde ne se poser aucune question au moment de jeter ses déchets. La seconde catégorie de poubellesfonctionne 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 pourrendre leur utilisation plus facile ou ludique, par exemple l'ajout d'un microphone délivrant unson lorsque le déchet est jeté dans le bon compartiment, des systèmes de LED [12] permettantd'allumer une diode au niveau du module où l'utilisateur doit jeter son déchet ou encore une pou-belle accordéon (Armstrong Bin) permettant de compacter manuellement ses déchets. Ces aspectsludiques 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 for-malisés 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 di�érents acteurs et leproduit à réaliser. La poubelle intelligente, insérée dans son environnement c'est-à-dire non loin dudistributeur doit permettre aux consommateurs d'e�ectuer un tri intuitif des déchets provenant dudistributeur. Dans son cycle de vie, la poubelle est amenée à interagir avec les clients, les agentscollecteurs et les agents d'entretien selon des critères bien précis. Ces relations sont récapituléessous la forme de fonctions de contraintes (FC) dans le diagramme des interacteurs.

Ces contraintes sont associées à plusieurs critères qui peuvent être quanti�és. Cette quanti�-cation permet d'établir le cahier des charges dé�nitif associé au produit. Il dé�nit les critères àrespecter pour que la poubelle soit acceptée par les commanditaires. Ainsi, le cahier des chargespermet également de réduire l'étendue de l'étude et facilitera les choix futurs : par exemple fa-briquer une poubelle à moins de 100e compromet l'utilisation de technologies coûtant plus de100e.

Le tableau 1.3 quanti�e les critères développés dans le diagramme des interacteurs. Les valeursdes critères sont dé�nies conjointement avec les commanditaires.

Les objectifs et le contexte de l'étude ayant été dé�nis, nous verrons par la suite la démarcheentreprise a�n de répondre à cette problématique, en accord avec le cahier des charges dé�ni.

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FP : Permettre un tri intuitif des déchets provenant des distributeurs par les consommateurs.

FC1 : 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 di�érentes 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

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Figure 1.3 � Cahier des charges fonctionnel

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Partie 2

Démarche

Le produit à concevoir doit non seulement satisfaire le cahier des charges précédemment dé�nitmais aussi s'adapter à son environnement. En e�et certains types de déchets se retrouvent plusfacilement que d'autres dans l'environnement qu'est le cadre de l'École Centrale de Lyon. Nousavons tous une approche plus ou moins di�érente du tri sélectif. C'est pourquoi la première étapede notre démarche est d'étudier la façon dont le tri est abordé par les élèves sur le campus del'école. Cela permet par la suite de déterminer plusieurs solutions possibles a�n de nous orientersur celle qui correspond le mieux aux attentes du cahier des charges mais aussi à nos attentes entant qu'utilisateur potentiel du produit.

2.1 Sondage

La place du tri dans la vie étudiante est un paramètre important à prendre en compte dansune étude préliminaire à la conception de cette poubelle de tri puisque les étudiants sont lesprincipaux acteurs de ce nouveau système. Le problème suivant s'est alors posé : les étudiants sont-ils désintéressés de la question du recyclage, ou bien les dispositifs mis en place sont-ils inadaptés ?

En e�et, il a été constaté par ailleurs que bien que des poubelles de tri soient en place dans lescuisines des résidences du campus, le tri n'est fait ni de façon régulière ni e�cacement. La réalisationd'un sondage portant sur le tri dans les locaux de l'école permet tout d'abord de quanti�er leshabitudes de tri sur le campus. Il constitue aussi une sensibilisation au tri pour les personnes lesmoins réceptives à cette pratique, mais avant tout ce sondage o�re l'occasion aux futurs utilisateursde la poubelle de faire entendre leur voix quant au type de solution choisie. Ainsi les destinatairesdu sondage ont pu donner leur avis sur l'usage ou non d'une récompense, et sur le choix d'unepoubelle au design original ou d'une poubelle complètement automatisée. Les principaux résultatsdu sondage sont résumés sur la �gure 2.1.

Seulement 10% des 1000 personnes à qui était destiné ce sondage y ont répondu, ces résul-tats sont donc à prendre avec précaution. Cependant, il est possible de remarquer des tendancesgénérales sur certaines réponses.

D'après le sondage, bien que les gens ne trient pas régulièrement leurs déchets, la plupartseraient prêts à le faire si un dispositif adapté était mis en place. Ce fait a été con�rmé par lesélèves au sein des résidences lors d'un second sondage. 83% des personnes interrogées ont admisne pas savoir quoi mettre dans les poubelles de tri installées dans les cuisines, la signalisationn'étant pas claire. Cependant, de nombreux étudiants interrogés semblent très peu concernés parle recyclage.

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Figure 2.1 � Principaux résultats du sondage auprès des centraliens

Les résultats présentés ci-dessus indiquent également que le facteur temps est important pourles 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 designattrayant pourrait les aider à trier.

2.2 Solutions envisagées

Le concept d'"intelligence" est ce qui doit di�érencier le produit à créer des autres poubellesprésentes sur le marché. Le mot "intelligente" peut être interprété de di�érentes manières dans lecas 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 égale-ment résider dans le message envoyé à l'utilisateur. La poubelle incite à trier, et explique commenttrier ; ce qui, tout en permettant le tri des déchets, responsabilise le consommateur. C'est alorsl'intelligence du geste qui est mise en valeur.

Trois grands types de solutions peuvent être envisagés pour concevoir une poubelle de tri : unepoubelle 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 poubellecapable de reconnaîre les déchets jetés et d'e�ectuer d'elle-même le geste de tri. Plusieurs moyenspeuvent alors être mis en place dans la réalisation de ce type de poubelle : la poubelle peut êtrecapable de di�érencier les déchets en scannant leurs codes-barres, grâce à leur poids ou au matériaudont ils sont constitués. Une fois le déchet reconnu, un plateau pourrait alors s'incliner, ce qui le

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ferait tomber dans le module approprié (comme le fait déjà la poubelle Canibal[8]), ou la poubellepourrait tout simplement indiquer à l'utilisateur où le jeter. Une telle méthode de tri est à la foisrapide puisque l'usager n'a pas de question à se poser et e�cace car elle ne permet quasimentaucune erreur de tri. Elle peut aussi être considérée comme ludique, ce qui peut inciter au tri. Ene�et il peut être amusant de regarder le processus de tri complètement automatisé.

Cette solution pose tout de même quelques problèmes. En e�et, l'électronique peut facilementtomber en panne, et si la poubelle est trop souvent hors service, non seulement les déchets ne sontplus triés, mais en plus l'objet perd de sa crédibilité auprès des utilisateurs qui auront tendance àmoins l'utiliser lorsqu'elle sera en fonctionnement. Le second problème, et c'est l'argument majeurcontre le choix d'une solution intégrant de l'électronique, est le coût. En e�et, le cahier des chargesimpose un budget d'une centaine d'euros pour réaliser l'intégralité de la poubelle (en se basantsur des prix dans le cas d'une production de masse). L'électronique est trop coûteuse à mettre enplace dans notre cas et des solutions existent déjà. L'utiliser avec ces contraintes de budget ne nouspermet pas d'atteindre un résultat aussi concluant que les systèmes existants. C'est pourquoi nousavons 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 poubellepeut par exemple se présenter sous la forme d'un système de plateau incliné sensible au poidsde l'objet tombant dans la poubelle. Le poids du déchet pousse le plateau incliné plus ou moinsbas dans le socle de la poubelle et l'inclinaison de celui-ci amène l'objet à tomber dans le boncompartiment.

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 duplateau assez ample. De plus, les variations de poids entre les di�érents objets à trier sont trèsfaibles et donc di�cilement détectables par un tel système. En�n, un dernier problème concernaitles déchets divers, destinés à être jetés dans la partie "tout venant" : en e�et, un emballageplastique de gâteaux est plus léger qu'un gobelet en plastique, mais un trognon de pomme pluslourd. Pourtant ces deux déchets doivent être entreposés dans le même module. Un système basésur le poids des déchets n'était donc pas pertinent.

La poubelle peut aussi se présenter sous la forme d'un système ludique, permettant une in-teraction avec l'utilisateur. Par exemple, l'utilisateur doit actionner une manivelle a�n d'ouvrir laporte donnant sur le module adapté au déchet à jeter. Le choix de la manivelle à actionner étantillustré par une photo correspondant au déchet à jeter. Le côté ludique est intéressant, puisqu'ilpermet 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 desheures de pointe. En e�et, dans ce cas jeter un déchet devient chronophage et, comme l'a montréle sondage e�ectué, cela décourage les utilisateurs de la poubelle. C'est pour cela que cette solutionnon 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 sondesign constitue une dernière solution. Les solutions existantes sont soit très fonctionnelles (c'estle 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

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la poubelle Ovetto[11]). Ainsi une poubelle attrayante pour les utilisateurs tout en facilitant leurcompréhension du processus de tri peut prendre un nombre très important de formes di�érentes.

Une poubelle de la sorte peut par exemple être constituée de trois modules : un pour lescanettes, un pour les bouteilles et un pour les gobelets. La poubelle est en pratique installée dansdes lieux où des poubelles pour déchets divers sont déjà mises en place, il est donc inutile de créerun bac supplémentaire permettant d'accueillir le tout-venant.

Pour indiquer pour quels types de déchets chaque bac est prévu, la forme des ori�ces desdi�érents modules peut prendre la forme du déchet à jeter. Le bac pour bouteilles est alors dotéd'un trou en forme de bouteille, de même pour les canettes. On peut imaginer un module gobeletun peu di�érent des deux premiers : par exemple un tube vertical dans lequel l'utilisateur vientmettre son gobelet usager. Ce dernier module permet un gain de place énorme puisque les gobeletssont empilés dans le tube. Cette méthode de tri semble e�cace car elle contraint les utilisateurs àne mettre qu'un seul type de déchet dans chaque bac. Cependant, l'ori�ce de la poubelle n'est pastoujours 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 di�érentes solutions évoquées ci-dessus peut être résumée dans letableau 2.1

Méthode de tri Solutions technologiques Avantages Inconvénients

Mécanique� manivelle� balance� compacteur manuel

� ludique� peu couteux

� E�cacité en tempsde tri

Automatisée� scanner� balance électronique-compacteur

� rapide� tri e�cace� ludique

� coût

Design� matériaux� couleur� forme

� esthétique� intuitif� peu coûteux

� e�cacité en trivariable

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 depoubelle correspondant le mieux aux attentes de notre client. Ces critères permettent de choisir lasolution d'une poubelle de tri dont l' "intelligence" réside dans le design. Jean-Patrick Péché, desi-gner travaillant à I.D.E.A. 1, préconise une poubelle épurée et de forme simple mais élégante. Une

1. Innovation, Design, entrepreneurship and Arts

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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'utili-sateur en mettant l'accent sur leur morphologie. Le bac à canettes prend la forme d'une canettegéante, de même pour le bac à bouteilles. Pour le troisième module, récupérant les gobelets, il estpossible d'utiliser un tube vertical comme cela a été décrit plus haut, sur le haut duquel est modeléune forme de gobelet, de sorte que l'utilisateur jette son gobelet dans un plus gros gobelet commes'il l'empilait et le gobelet usagé tombe dans le tube de récupération. Ainsi la communication estmaximale, l'utilisateur ne peut se tromper concernant le déchet à jeter dans le bac. Le tableau 2.2récapitule les avantages et inconvénients de chacun des designs envisagés. La comparaison des deuxsolutions envisagées nous amène à préferer le design de poubelle en forme d'objet.

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Modèles Avantages Inconvénients

Poubelle choisie : trois modulesen forme d'objets

� Facilité de montage� Robuste� Original� Intuitif� Modulable� Facilité detransport car lespoubelless'emboîtent : gainde place

� Coûts de mise enplace de laproduction

� 3 modules distincts� Pas d'harmonievisuelle

Solution écartée : poubelleépurée avec pictogrammes

� Forme simple� Une seule plaque dematière premièreest nécessaire à laréalisation desmodules

� Modulable� E�cace

� Production sériedi�cile

� Peu robuste� Di�culté demontage

� Pas d'innovation� Di�culté detransport

� Coût élevé parrapport auxpoubelles de cetype déjà présentessur le marché

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 trisur le campus permettant d'éprouver certains aspects de notre future poubelle. En e�et, le but dece test est d'évaluer l'e�cacité de symboles simples (présentés sur la �gure 2.3) pour l'identi�cationdes poubelles de tri, et de mettre en évidence d'éventuels défauts de la poubelle tubulaire destinéeaux gobelets.

Pour cela, nous avons équipé deux poubelles d'un tube pour recevoir les gobelets. Chacunedes deux poubelles possède alors trois modules : un pour les gobelets, un pour les canettes et undernier pour les bouteilles et autres types de déchets. Une poubelle telle que sur la �gure 2.4 adonc été placée près des distributeurs automatiques des bâtiments H9 et H10 de l'École Centralede Lyon.

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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 étaientine�caces au début du test, après 3 semaines la plupart des déchets sont correctement triés.Les symboles sont donc e�caces comme indicateurs de tri, ce qui est exploité dans le logo qui faitl'objet de la partie suivante. Mieux encore : l'utilisation des tubes pour collecter les gobelets sembleintuitive puisque dès les premiers jours ceux-ci étaient correctement remplis. Les résultats de cetest permettent de plus de dimensionner ces tubes a�n qu'ils soient assez grands pour avoir unecontenance adaptée à la consommation locale. Il faut aussi que leur rayon soit su�sant pour évitertout blocage des gobelets dans le tube. Il apparaît en�n que les quantités de liquide résiduellesdans certains gobelets n'entravent aucunement le fonctionnement de la poubelle.

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Partie 3

Résultats

3.1 Communication

A�n de familiariser les utilisateurs avec le produit, un logo et un slogan sont créés. La �gure 3.1représente 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'utili-sateur. En e�et, l'utilisation d'un logo et d'un slogan est un moyen de di�érencier le produit desautres poubelles de tri classiques, ils donnent une identité au produit. De plus, le logo reprendplusieurs symboles qui permettent de véhiculer les idées de tri et de recyclage. Les trois �èchesvertes rappellent les concepts de recyclage et d'environnement. Le symbole de l'homme jetant undéchet permet d'indiquer à l'utilisateur qu'il s'agit d'une poubelle. Quant à la bouteille, elle permetde montrer la nature des déchets à jeter. Ainsi le logo joue un rôle informatif, il permet de montrerà l'utilisateur que ces objets sont des poubelles de tri.

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3.2 Conception

Une fois le choix de la solution e�ectué, 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 informatiqueun modèle numérique. Ensuite on réalise une maquette à l'échelle 1 : 10 du produit imaginé. En�n,une version à échelle réelle permettant de valider les plans de conception est fabriquée : on disposealors d'un prototype de la poubelle.

3.2.1 Conception numérique

Réaliser un modèle numérique implique au préalable de choisir un logiciel adéquat. On choisitle logiciel de CAO 1 français CATIA 2. En e�et, ce logiciel étant largement utilisé et ce dansde nombreux domaines (notamment l'aéronautique, l'aérospatial, les énergies, etc...) il est utilepour des élèves ingénieurs de s'y former, d'autant plus que l'École Centrale de Lyon permet des'a�ranchir des droits de licence.

Le but de la phase de conception numérique est de créer des modules en forme de canetteet de bouteille, ainsi qu'un tube surmonté d'un gobelet. A�n de dessiner un modèle qui répondeaux attentes exigées par le cahier des charges, il est nécessaire de les prendre en compte lors decette 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 cahierdes charges : volumes à contenir, hauteurs et largeurs a�n de s'adapter à l'utilisateur et de per-mettre l'intégration dans l'environnement attendu. En respectant ces consignes, on esquisse lestrois 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

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La modularité des di�érentes parties de la poubelle est un élément fort à respecter. Cela procurel'avantage d'une grande adaptabilité de la poubelle : celui qui décide de l'installer peut ainsisélectionner en fonction de ses besoins les parties à mettre en place. S'il ne souhaite pas trier lescanettes 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 intéressantd'ajouter la possibilité de lier les modules les uns aux autres. Cela peut par exemple faciliter lagestion et la maintenance des modules ou bien encore renforcer la cohésion de la poubelle. Pourl'utilisateur lambda, le fait de voir ces formes de canette, de bouteille et de gobelet de grandedimension reliés entre eux peut potentiellement renforcer la signi�cation qu'il s'agit en fait d'uneseule entité, qui, de plus, est une poubelle. Le souhait de laisser la potentialité de lier entre eux lesmodules 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 con�guration grâce aux queues d'aronde

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Une autre fonctionalité particulièrement intéressante de la poubelle permet de faciliter gran-dement son transport. Il est possible "d'emboîter" les trois parties les unes dans les autres, cequi permet au transporteur de déplacer les trois modules alors même que l'encombrement dans levéhicule n'est pas plus important que celui lié au module en forme de canette. La �gure 3.5 montrel'agencement à suivre a�n d'obtenir cet encombrement réduit.

Figure 3.5 � Vue éclatée des trois modules emboîtés

En�n on pense l'habillage des modules de la poubelle dans l'optique que celui-ci renforce lemessage véhiculé par la silhouette des modules eux-mêmes. Par exemple, sur la forme de bouteilleon utilise le fait que les bouteilles du commerce possèdent généralement un bandeau (a�chantla marque du produit, les ingrédients, etc...). Ce bandeau permet alors, via cet autre mode decommunication 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 lemontre la �gure 3.6, on précise par un pictogramme s'il s'agit d'une poubelle destinée à recevoirdes bouteilles ou non. Là encore, le but est de faciliter le tri, d'augmenter "l'intelligence" de lapoubelle. De même, les écritures habituellement présentes sur les canettes sont détournées a�nde mieux communiquer avec les utilisateurs. Ainsi, en respectant l'ensemble des impératifs et enintégrant les fonctionnalités souhaitées, on achève le modèle numérique visible sur la �gure 3.7.

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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 réaliseune maquette à l'échelle 1 10. En fait cette opération vise à satisfaire deux buts. D'une part onvalide 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

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exploitable pour les commanditaires. Ceux-ci peuvent attester ou non que le projet avance dans ladirection qu'ils souhaitent lui imprimer. Dans la même optique, cette version réduite peut servir àconvaincre des investisseurs et des industriels du potentiel du projet.

L'impression 3D FDM 3 consiste à déposer via une buse chau�ée et �nement asservie en positionun �lament de matière plastique. La �gure 3.8 donne un exemple d'une imprimante 3D. Un ordi-nateur permet d'interpréter un �chier stl (extrait directement du logiciel CATIA, c'est un formatcontenant 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 del'impression 3D simpli�e donc grandement la réalisation de formes complexes, à condition qu'ellessoient réalisables : il faut que la matière fondue puisse tenir sur la matière déposée auparavant, cequi constitue la limite de l'impression 3D. Ainsi, en considérant les silhouettes justement relative-ment complexes de la maquette à réaliser, le choix d'utiliser l'impression 3D pour cette opérationse 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 auparavantmais l'apparence des pièces reste brute. Il est alors nécessaire d'habiller les pièces pour qu'ellesressemblent véritablement à ce que l'on souhaite. On habille donc les pièces en les peignant. Lesbandeaux des modules bouteille et canette sont eux imprimés sur papier autocollant puis appliquéssur 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

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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, alorsque dire d'une maquette à échelle réelle, sinon qu'elle est au moins aussi importante ? En e�et, leprototype constitue un nouveau "crible" permettant non seulement de con�rmer ou d'in�rmer leschoix validés auparavant par la maquette, mais en plus il permet de tester la poubelle "en grandeurnature". C'est donc un élément essentiel de ce projet d'étude, puisqu'il permettra de déterminersi la poubelle conçue est véritablement "intelligente".

Bien sûr, pour la réalisation du prototype on ne dispose pas des méthodes d'obtention danslesquelles la poubelle peut être construite dans sa version industrialisée. Ces méthodes ne peuventêtre amorties que sur une production de masse, et ne sont donc pas adaptées à une productionunitaire. Il faut donc trouver un moyen d'obtenir des formes proches des formes désirées avec unmode d'obtention adapté à une production unitaire. A�n de tester la capacité d'aide au tri de lapoubelle, capacité qui tient à son esthétique, il faut en priorité que le prototype donne à voir demanière 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 surle tube à gobelet. On imagine donc une manière d'obtenir le rendu voulu grâce à des objets quel'on détourne de leur fonction originelle. Un sceau aux dimensions adéquates fait ainsi o�ce degobelet sur le tube. Une fois le choix des matériels pouvant rendre l'aspect voulu e�ectué, on listece matériel et se le procure. Une fois encore, on obtient une forme, qu'on habille ensuite grâce àde la peinture. Les bandeaux quant à eux sont cette fois imprimés sur papier ordinaire, puis �xéset en�n protégés par un �lm protecteur. La �gure 3.10 montre le prototype ainsi obtenu.

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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 telceux que l'on rencontre sur le campus de l'École Centrale de Lyon. En France, ces distributeursautomatiques "Sélecta" sont actuellement implantés dans plus de 100 000 sites. Très peu d'entreeux se situent près d'une poubelle de tri. Ce sont donc 100 000 sites potentiels où développer lapoubelle. La presque totalité de ces distributeurs commercialisent gobelets, bouteilles en plastiqueet 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 detoute nationalité, les dessins assurent donc une compréhension universelle des fonctionnalités dela poubelle. Quant à l'ergonomie, elle assure à l'utilisateur quelle que soit sa taille un accès à lapoubelle et ses ori�ces. Le cahier des charges est donc adapté à une implantation de la poubelledans 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, a�n d'optimiser parexemple les coûts de transport : chaque distributeur serait livré avec sa poubelle.Cela permettraitégalement à l'entreprise de faire valoir son image en apparaissant éco-concernée.

A�n de pouvoir recycler les déchets triés, un contrat avec un récupérateur de déchets et unvalorisateur sera mis en place. Pour ce qui est du campus de l'École Centrale de Lyon, lieu de

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lancement du produit, un système de ramassage puis de recyclage de ces déchets est déjà mis enplace par l'intermédiaire de l'entreprise ELISE. Il sera possible de se joindre à ce ramassage, lesfrais étant pris en charge par l'administration des locaux.

Un projet de diversi�cation des fonctionnalités de la poubelle est envisagé. En e�et, celle-ci estconstituée de modules adaptés à l'entité qu'ils doivent trier. Il est tout à fait possible de déclinerces modules a�n de trier d'autres types de déchets. Un module en forme de fruit pourrait servirde poubelle à déchets organiques ou bien en forme de brique de lait une poubelle pour emballagescartonnés. L'avantage de cette poubelle modulable est donc que celle ci est adaptable à tout typede besoin ce qui permet d'élargir le champ de potentiels clients.

3.3.2 Plan d'industrialisation

A�n de résister aux chocs, aux liquides et d'être robuste et mobile (c'est-à-dire d'un poidsfaible), 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 nombreuxprocédés de travail du plastique.

Plusieurs méthodes de fabrication de la poubelle sont possibles. Les trois principales sont l'in-jection, le rotomoulage et le thermoformage.

Le moulage par injection : Le polyéthylène (PE) est fourni sous forme de plaques. Celles-cisont ensuite fondues sur des moules leur donnant la forme souhaitée. On injecte la matièrefondue dans un dispositif permettant d'injecter la matière dans le moule, comme schématisésur 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 a�n de répartir la matière dans le dispositif, et les frottements dus àla rotation achèvent de faire fondre le PE. Puis la vis tourne et avance a�n d'introduire lePE fondu dans le moule, comme un piston. Les moules sont composés de deux coquilles quel'on rassemble pour former la pièce puis écarte a�n de séparer le moule de la pièce. On peutaussi intégrer un noyau a�n de générer les formes creuses de la pièce. L'inconvénient majeurde cette méthode est le coût élevé de l'outillage. Cependant, pour des productions en sérietrès importantes, ces coûts sont très souvent rentabilisés. De plus, le temps de fabricationest court.

Figure 3.11 � Schéma de principe de l'injection[14]

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Le rotomoulage : Le polyéthylène, sous forme de poudre, est introduit dans un moule en deuxparties. Celui-ci se met à tourner à grande vitesse a�n de répartir, grâce à la force centrifuge,la matière sur les parois. Pendant ce temps un chau�age à haute température est mis enplace a�n de faire fondre la poudre. Puis un refroidissement permet de �xer et solidi�erla matière. En�n, 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 ennombre moyennement élevé car l'outillage est peu cher. Cependant le temps de cycle étantlong, pour une production de masse elle n'est pas toujours rentable.

Figure 3.12 � Schéma de principe du rotomoulage[15]

Le thermoformage : On place dans un dispositif fermé une plaque de polyéthylène au dessusd'un moule. La plaque est soumise à une forte température a�n de devenir ductile. On faitle vide dans le dispositif, elle vient ainsi épouser un moule a�n de prendre sa forme, eten�n elle est refroidie et séparée de ce dernier. Cette succession de manipulation est détailléesur la �gure 3.13. L'avantage de cette méthode est sa rapidité et les faibles coûts d'usinageet d'outillage. Elle est donc intéressante pour une petite production. Cependant elle esttechniquement un peu di�cile car l'étalement de la couche de plastique se fait parfois avecdéfauts.

Figure 3.13 � Schéma d'explication du thermoformage[16]

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Ces trois méthodes étant techniquement adaptées à la fabrication de la poubelle, la solutionla moins coûteuse a été retenue. Des devis établis par plusieurs sociétés 5 établissent le tableaucomparatif ci-dessous. Celui-ci prend en compte le coût de l'outillage et des moules, de la matièrepremière (bien que l'on utilise du polyéthylène dans les trois cas, suivant qu'il soit fourni sous formede 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 encompte une dotation aux provisions, qui permet de �nancer les imprévus (entretien des machines,rebus, etc...).

Injection Rotomoulage ThermoformageMoules et outillage 1 000 000 ¿ 840 000 ¿ 100 000 ¿Matière première 2 900 000 ¿ 6 105 400 ¿ 5 100 000 ¿Main d'oeuvre 500 000 ¿ 1 600 000 ¿ 5 100 000 ¿

Dotation aux provisions 440 000 ¿ 855 000 ¿ 1 030 000 ¿Total production 4 840 000 ¿ 9 4000 000 ¿ 11 328 000 ¿Coût unitaire 50,4 ¿ 97,9 ¿ 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 desfrais engendrés par chacune d'elle (table 3.1) donne clairement une préférence au moulage parinjection. Le prix de la poubelle à l'unité est largement inférieur aux cent euros imposés par lecommanditaire. Ainsi, bien que le tableau des prévisions �nancières ne prenne pas en compte lescoûts liés au transport et au stockage des stocks, on peut estimer que ceux-ci ne dépasseront pas30% du prix de la poubelle, ce qui laisse encore une marge pour atteindre le prix limite.

5. Rototec, Manunor, Rotodesign, MIP Packaging, Plastisem

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Conclusion

Le tri des déchets puis leur recyclage sont des enjeux cruciaux de notre siècle. Il est doncimportant que le tri, notamment domestique, devienne un geste quotidien. A�n de mettre enplace des dispositifs adaptés à chacun et aux déchets recyclables, il est nécessaire de mesurer lesparamètres 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 dutemps, mais également parce qu'il est parfois compliqué de savoir comment trier. Il est doncindispensable de concevoir un dispositif rapide d'utilisation et également simple d'emploi et intuitif.Ces di�érents critères, ajoutés à des critères techniques, conduisent à l'élaboration d'un cahier descharges précis. Il est indispensable de faire cette analyse du contexte du projet a�n de cadrerle projet. Après analyse des attentes des consommateurs, la démarche de réalisation du projet aconduit à ré�échir à di�érentes solutions envisageables satisfaisant au cahier des charges. Plusieurstypes de dispositif ont été envisagés : mécaniques, électroniques, ou reposant uniquement surl'esthétique. Après comparaison des avantages et inconvénients des di�érentes solutions proposées,la poubelle "design" est retenue pour son côté ludique, attrayant, intuitif et également pour desraisons �nancières : le coût du dispositif ne doit pas être un frein à sa mise en place, c'est pourquoiil est indispensable de ré�échir à une poubelle la moins chère possible. La phase suivant du projetest la conception de l'objet : tout d'abord numériquement, grâce à logiciel de Conception Assistéepar Ordinateur (CATIA V5), ce qui a permis d'aboutir à la réalisation de maquettes. Celles-cipermettent d'avoir une vue de l'objet �nal. En�n, un prototype grandeur nature a été fabriqué a�nde pouvoir tester la poubelle à échelle du campus. L'objet conçu paraissant e�cace et concluant,un plan d'industrialisation et commercialisation a été mis en place : le projet serait d'implanterune poubelle à côté de chaque distributeur automatique Selecta en France. La fabrication en sériede la poubelle est réalisable grâce au procédé de mise en forme des matériaux plastiques appeléinjection. Le plastique (PE) est le matériau retenu pour son coût peu élevé, sa résistance aux chocset au temps, et également pour son côté écologique : il est recyclable. Le plan �nancier projetteune poubelle à 50 euros environ. Le travail autour du projet a permis de répondre aux attentes descommanditaires : un dispositif a été conçu et une maquette et un prototype permettent de véri�erque ce dernier répond aux fonctions demandées. De plus, il serait envisageable de développer etcommercialiser 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 danscette optique cependant il s'avère que les quantités de déchets récoltées sont trop faibles pour êtrerevendues immédiatement après le tri. Cependant on pourrait envisager de les stocker avant de lesrevendre.

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Annexes

Présentation de l'équipe

L'équipe du PE 91 est composée des cinq membres présentés ci-dessous. Pierre Maillez est notrechef de projet, aidé de Florian Vanbuckhave pour la trésorerie et de Charlotte Lion, responsablede la communication. Ces choix de responsabilités ont été faits dès la première rencontre d'aprèsles compétences de chacun.

Figure 3.14 � Trombinoscope de l'équipe

Nous étions tous les cinq intéressés pour travailler sur ce projet alliant des aspects techniquesà des aspects plutôt sociologiques auxquels nous sommes tous sensibles à savoir le développementdurable et le recyclage. Pour une grande partie d'entre nous, travailler en équipe sur un projetaussi important et sur une durée aussi longue était nouveau. Cependant, nous avons réussi à nousorganiser et à apprendre à travailler ensemble pour mener à bien ce projet.

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Diagramme GANTT

Pour mener à bien notre projet, nous avons tout d'abord listé les tâches à e�ectuer tout au longde l'année puis nous avons établi un planning sur l'année. Ce planning a été réalisé sous forme d'undiagramme GANTT, outil qui nous avait été présenté pour faciliter la plani�cation temporelle duprojet. Cet outil nous a permis tout au long de l'année de nous situer en termes d'avancement parrapport aux objectifs que nous nous étions �xés en début d'année. Lorsqu'on compare le GANTTdu début d'année et le même diagramme a posteriori, c'est-à-dire l'état actuel des tâches et leuravancement réel au long de l'année, on peut constater que la plupart des tâches ont été e�ectuéesdans les temps. Certaines tâches ont été supprimées (comme par exemple la réalisation industrielledu prototype) puisqu'elles n'étaient plus pertinentes. En e�et, le projet évoluant on a aussi ajoutédes tâches comme la réalisation manuelle du prototype. En�n, certaines tâches ont été suppriméespour des raisons de manque de temps. C'est le cas du test du prototype sur le campus : le testdevant se dérouler sur minimum un mois nous n'aurions pas eu le temps de l'e�ectuer, puis detraiter les résultats et de les inclure dans le rapport et la présentation, c'est pour cela que nousavons fait le choix de ne pas réaliser cette tâche. Ces outils de gestion nous ont été d'une utilitécertaine 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

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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 di�érents membres du groupe, suivant leurs préférenceset leurs compétences. Cette répartition est donnée par la matrice RACI. Cette matrice via le codelettres, présente les rôles et les responsabilités de chacun au sein des tâches dé�nies précédemment.Le C indique que la personne est consultée pour la tâche, le R indique qu'elle est responsable de laréalisation de la tâche, le A indique que la personne est actrice de la réalisation c'est-à-dire qu'elleréalise e�ectivement la tâche et en�n le I indique que la personne est uniquement informée surcette tâche. Bien sûr, cette répartition ne cloisonne pas les rôles de chacun. Toute l'équipe a étéinformée de chacun des avancements des tâches et a pu donner son avis lors de chaque choix deconception.

Figure 3.16 � Organigramme des tâches

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Évolution du projet

A�n d'avancer régulièrement dans le projet, l'équipe au complet se réunissait chaque mercredia�n de faire le point sur l'avancement du travail et de dé�nir de nouvelles tâches à réaliser. Cesséances furent également l'occasion pour chacun de s'exprimer sur le projet et d'y apporter denouvelles idées. L'important était non seulement de répondre aux objectifs �xés par le commandi-taire, 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 nousinformions de l'évolution de chaque tâche par mail, et grâce à une "Dropbox" où nous déposionsnos �chiers. Nous avons également voulu maintenir un contact régulier avec nos tuteurs duranttoute la durée du projet. Nous les tenions régulièrement de notre travail par mail et avons �xéquelques rendez-vous entre les "Rendez-vous de pilotage" obligatoires. Cela nous a permis d'avoirleur avis sur la direction que prenait le projet et nous a parfois aidé à nous ré-orienter lorsquenotre travail s'éloignait des attentes des commanditaires.

C'est le principal problème auquel nous avons dû faire face. Nous avons pendant plusieurssemaines travaillé sur un prototype de poubelle qui non seulement ne nous satisfaisait pas pleine-ment mais de plus n'était pas assez innovant et donc ne correspondait pas réellement au travailattendu. C'est pourquoi nous avons décidé de reprendre l'étude et de repartir vers un nouveaumodèle de poubelle. Cette réorientation nous a permis de constater que l'on gardait un ÷il critiquesur le travail e�ectué, et nous a également appris que tout projet ne suivait pas un déroulementlinéaire mais qu'il est parfois inévitable de changer de direction. Lors du choix de la solution nousavons 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 deconception et ces rencontres ont été très enrichissantes. Cela permet de se rendre compte qu'un telprojet ne se développe pas en cercle fermé mais qu'il est important de faire appel à des personnesquali�ées a�n d'avoir des avis et conseils précis et parfois techniques qui dépassent nos compé-tences. Nous avons pu également échanger avec les gens travaillant au Fablab lors de la conceptiondes maquettes.

Pour réaliser ce projet, un budget de 300e nous a été mis à disposition. Nous avons eu peude dépenses durant le déroulement du travail. En e�et, bien que nous ayons eu à utiliser uneimprimante 3D, matériel coûteux, des accords �nanciers entre l'Ecole Centrale et le Fablab nous ontpermis d'y accéder sans frais supplémentaire. Nous n'avons dépensé qu'une partie de notre budgetque nous avons consacré à l'achat de matériaux et d'objets pour la fabrication du prototype. Nousn'avons donc pas fait de demande de BQP car des fons supplémentaires auraient été super�us.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 véri�er 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 aété très enrichissant : il nous a permis d'apprendre à donner son avis mais aussi à écouter celui desautres et à réussir à combiner les idées de chacun pour arriver à un projet commun. Nous avonstoujours fait en sorte que chacun se sente acteur du projet. Le projet a également été instructif d'unpoint de vue scienti�que et technique. Nous avons pu approfondir des compétences en conceptionnumérique et développer la maitrise du logiciel de Conception Assistée par Ordinateur CATIAV5 ; la recherche d'un procédé pour fabriquer l'objet nous a beaucoup appris sur les matériauxplastiques et les techniques de mise en forme ; en�n nous avons découvert l'imprimante 3D, unoutil de fabrication de pièces en plastique. Sur le plan professionnel, plusieurs d'entre nous sontintéressés par le développement durable et le projet et les di�érentes discussions, notamment avecles commanditaires, membres de la chaire Eco-Emballages, ont conforté cette idée. De manièreplus générale, nous avons tous apprécié le travail en équipe sur un projet commandité avec desobjectifs et des délais, ce qui nous a permis de nous donner un premier aperçu d'un aspect dutravail d'ingénieur.

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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

Contenu

Table des matières x x

Introduction x x

Conclusion générale x x

Bibliographie x x

Résumé x x

Table des figures x x

Forme

Vérification orthographe x

Pagination x

Homogénéité de la mise en

page

x

Table des �gures

1.1 Cycle de vie du déchet[1] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.2 Diagramme des interacteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91.3 Cahier des charges fonctionnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.1 Principaux résultats du sondage auprès des centraliens . . . . . . . . . . . . . . . . 122.2 Exemple de pictogrammes pouvant être utilisés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152.3 Symboles utilisés pour le test de tri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172.4 Poubelle utilisée pour le test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

3.1 Logo et slogan de la poubelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183.2 Modèle numérique des trois modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193.3 Détail d'une queue d'aronde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203.4 Un exemple de con�guration grâce aux queues d'aronde . . . . . . . . . . . . . . . . 203.5 Vue éclatée des trois modules emboîtés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213.6 Habillage des modules bouteille et canette . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223.7 Apparence �nale des trois modules assemblés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223.8 Une imprimante 3D [13] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233.9 Photographie de la maquette . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243.10 Photographie du prototype . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253.11 Schéma de principe de l'injection[14] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263.12 Schéma de principe du rotomoulage[15] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273.13 Schéma d'explication du thermoformage[16] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273.14 Trombinoscope de l'équipe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303.15 Diagramme de GANTT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313.16 Organigramme des tâches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323.17 Matrice RACI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

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Liste des tableaux

1.1 Solutions existantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.1 Comparaison des méthodes de tri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142.2 Comparaison des solutions envisagées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3.1 Comparaison des méthodes de fabrication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

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Références

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[3] http ://lemontri.fr/le-tri-en-france/les-chi�res-du-tri-2/, site consulté le 30/05/14.

[4] Produits consommés par les distributeurs Selecta à l'École Centrale de Lyon (2012).

[5] Rapports des enquêtes ADEME-AMORCE de 2006 à 2012.

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[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.

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