Résumé

L’ère industrielle de l’Innovation est désormais une réalité. Elle impose, entre autres, un renouveau des pratiques de conception dans les entreprises. Pour le concepteur, cela se résume par une nécessaire reconstruction de son rapport aux savoirs ; revoir la façon dont il fait usage du spectre des connaissances existantes pour accroître ses aptitudes à faire face aux nouvelles exigeances que l'innovation impose.

Depuis près de deux décennies, La TRIZ s’impose comme une approche théorique très outillée permettant pour partie de faire face à ces exigences. Ce cours a pour vocation de donner à l'étudiant un apperçu, aussi précis que possible en quelques séances, de ce que sont les fondamentaux de la TRIZ, au sens de l’usage qu’il pourrait en faire dans des pratiques professionnelles d'ingénieur.

La TRIZ : Historique, fondamentaux et enjeux

Depuis près de deux décennies la TRIZ s’impose comme une approche théorique très outillée permettant de faire face aux situations de recherche de concepts de solution dans l'industrie notamment. Des bilans de ses usages ont été formulés et des résultats attestent de ses potentiels. Pourtant, à cette heure encore, les perceptions de chacun concernant cet énigmatique acronyme font légion et ses résultats affichés, en entreprise, dans l’enseignement et en recherche sont souvent sujets à controverse. Si un titre d’article résume bien cet état de faits, c’est celui publié dans le magasine « Industries et Techniques» de Philippe Beaufils en Juin 2001 où il formule l’expression suivante : « La TRIZ intrigue, dérange, séduit… ».

Introduction, contexte

Un bref aperçu historique

La TRIZ et sa représentation générique

Le contexte de la création de la TRIZ

Inutile de revenir sur le père fondateur de la TRIZ, Genrich Altshuller (1926-1998), son nom appartient désormais à l’histoire et sa contribution reste unanimement reconnue. Revenons en revanche sur l’aspect structurel qui aura permis à la TRIZ de prendre sens et de pouvoir être érigée au rang de théorie.

La situation initiale des fondateurs de la TRIZ part du constat que l’inventeur, grâce à des mécanismes cognitifs qu’il ne sait pas expliquer, résout une contradiction lorsqu’il propose une solution à un problème. Il s’avère que certains inventeurs proposent des solutions qui sont d’un faible niveau d’inventivité, et d’autres qui engendrent de véritables découvertes. Les fondateurs de la TRIZ ont alors investigués ce qui caractérisait une action inventive “forte” d’une action inventive “faible” et ont mis en lumière que la première condition à remplir pour prétendre qu’un problème d’invention trouve une solution, c’est qu’une contradiction devait être résolue sans compromis.

Le second constat fut de remarquer que ce qui caractérise ces démarches cognitives repose dans l’ensemble des savoirs déjà synthétisés par l’homme dans d’autres domaines de spécialités. La difficulté pour l’individu se limite donc à l’accès à ces savoirs fondamentaux aux vues d’une infinie diversité de situations spécifiques.

L’inventeur agit avec génie, mais ce génie ne s’explique pas, tel était le constat avant l’arrivée des théories d’Altshuller, qui lui, prétend que les démarches cognitives d’un inventeur peuvent faire l’objet d’une synthèse, permettant la création de démarches méthodologiques qui structureront la façon dont une action de résolution de problèmes peut-être menée. Restait ensuite à faire cette synthèse d'une certaine partie de la connaissance humaine, et les champs d’investigation des fondateurs de la TRIZ furent impressionnants. Un travail titanesque de compilation de tout ces éléments caractérisant les savoirs scientifiques et technologiques de l’humanité s’est donc engagé, il aura duré près d’un demi-siècle et investi le temps et l’énergie d’un bon millier de personnes (réparties dans près de 200 centre de l’ex- URSS) enthousiastes coopérant avec les fondateurs de la TRIZ. Leur premier niveau de détail sera donné dans un paragraphe ultérieur.

Les fondements

Une telle approche (aussi qualifiée de divergente), comporte d’évidentes limites. La plus évidente est qu’à aucun moment le processus ne garanti une recherche exhaustive de solutions, ni même que la direction suivie soit la plus appropriée. La pertinence d’une telle démarche repose sur l’hypothèse qu’un des participant de la session possède la solution dans l’ensemble de ses connaissances lors des séances de créativité et qu’il construise un concept (une idée) lors de la phase de divergence (phase 2).

La vision qu’il convient de donner de ce qu’est la TRIZ aujourd’hui est la suivante :

Définition :

Discussions sur les fondements

Axiome 1 : Axiome des lois d’évolution

L’analyse de l’historique d’évolution de l’objet technique aura poussé bon nombre de chercheurs à émettre une théorie selon laquelle des lois caractérisant ses évolutions pourraient être formulées. Notons à ce propos les contributions de G. Simondon, Y. Deforges, et bien d’autres. Les fondateurs de la TRIZ sont allés au-delà, puisque de par leur culture des sciences fondamentales et des liens évidents entre l’axiome 1 et l’existence des lois, la formalisation de ces lois devint inéluctable. Leur forme actuelle, essentiellement littérale, a cependant un niveau de définition permettant une exploitation dans des démarches de conception. L’essence même de leur utilité dans un projet ou une entreprise n’est pas à ce jour clairement formalisé mais il apparaît en revanche clair qu’elles sont un maillon incontournable des problématiques liées à l’anticipation, à la cartographie (roadmapping) des solutions techniques, à la génération de scénarii d’évolution des technologies. Autant d’éléments de pilotage qui, lors d’une démarche de résolution de problèmes conduite avec la TRIZ, nous sert de guide dans la réflexion puisque l’évolution passe non seulement par la résolution d’une contradiction, mais par une résolution conduisant l’objet technique dans le sens d’une cohérence avec les lois.

Il existe Huit lois (définies au sens d’Alsthuller) caractérisant les tendances d’évolution des systèmes techniques divisées en 3 catégories :

Les lois statiques

Loi d’intégralité : Les constituants essentiels d’un système technique (moteur, transmission, travail, contrôle) sont présents, assument correctement le rôle qui leur est dévolu dans sa strucure.

Description graphique de la loi 1 et de ses composantes (outil, objet, énergie, Fonction Principale Utile, Elément Moteur, Elément de Transmission, Elément de Travail, Elément de Contrôle):

Loi d’efficience : L’énergie traverse, sans déperditions, les constituants du système technique.

Loi d’harmonie : La concordance (ou la dissonance forcée) de forme, de rythme, de couleurs, de régime,… entre deux constituants (ou entre ces derniers et l’énergie ou l’objet) se doit d’être optimisée dans l’objectif de maximiser la Fonction Principale Utile (FPU).

Les lois cinématiques

Loi d’idéalité: La notion « d’idéal » s’évalue par le rapport entre les performances du système technique et les dépenses énergétiques qu’il use pour assumer sa FPU. La notion d’ « idéal absolu » s’obtient lors que l’objet assume sa FPU sans aucune dépense.

Loi d’irrégularité interne: L’état de maturité (d’avancement technologique) des constituants laisse apparaître des inégalités, générant ainsi l’arrivée de nouvelles contradictions, obstacles à lever pour la poursuite de l’évolution du ST.

Loi de transition au supersystème: Le cycle de vie du ST s’achève et l’évolution logique n’a d’autres issues que sa disparition au profit d’un de ses supersystèmes qui, à son tour, poursuivra l’évolution de sa FPU.

Les lois dynamiques

Loi de transition vers le microniveau: L’évolution de l’efficience de la FPU passe par une évolution de l’organe de travail d’un état vers un autre plus concassé en suivant cette logique : Solide-Granulés-Liquide-Champ-Plasma.

Loi de dynamisation et de contrôllabilité: L’évolution de la structure du ST passe par l’introduction, en son sein, d’un dynamisme lui approtant plus de flexibilité et autorisant un meilleur contrôle des effets de la FPU. La logique de dyanisation peut se concevoir comme suit : Monobloc, 1 pivot, Plusieurs pivots, Flexible (souple), Liquide, Gaz, Champ.

Axiome 2 : Axiome de la contradiction

La contradiction sociale :

La description du problème contient des exigences en lien avec l’homme, la société. On y trouve un conflit entre l’homme et la technologie (les modes de production). Le problème comporte la description d’un résultat désiré alors qu’aucun élément n’élucide quoique ce soit dans sa définition.

La contradiction organisationnelle :

La description du problème contient des exigences d’organisation, de stratégie, de gestion ou de managment. On y trouve un conflit entre l’homme et le système technique. Le problème laisse apparaître quelques éléments permettant sa compréhension mais aucun permettant d’induire des paramètres qui le caractérisent.

La contradiction technique :

On trouve dans la description du problème un conflit entre les paramètres du système technique étudié. Ces paramètres sont en opposition et l’amélioration des uns semble porter préjudice aux autres.

La contradiction physique :

La description se fait au nivreau le plus petit de la matière (jusqu’au niveau des phénomènes physiques concrets). On trouve dans ce type de problèmes un conflit clair, basé sur l’opposition directe entre des états (valeurs) diamétralements opposés.

Enfin, concluons que la contradiction révèle l’existence d’une opportunité d’évolution. Dans l’expectative où cette contradiction n’est pas clairement établie, l’existence d’un problème est donc remise en cause sans pour autant remettre en question la nécessité de comprendre la situation initiale.

Axiome 3 : Axiome des conditions spécifiques

Nous nous trouvons ici face à un axiome déjà partagé par bon nombre de démarches de conception. Il stipule qu’il convient d’intégrer dans la problématique de l’évolution de l’objet, l’ensemble des éléments spécifiques liés à sa situation (normes, budgets, plannings, choix stratégiques, ...). Ces éléments interviennent comme autant de restrictions d’une aire de recherche qui, au départ est si vaste qu’elle englobe toutes les connaissances que l’homme a déjà formalisées. Puis par l’ajout de restrictions, une action de convergence s’organise et élague petit à petit cet aire de recherche pour qu’aidé de l’axiome 2, les potentialités d’évolution conduisent vers des hypothèses de résolution du problème en nombre très restreint.
Cet ensemble de fondements sont ici très résumés et, à notre sens, une totale compréhension de ces trois axiomes s’avère indispensable avant d’aller plus avant dans l’apprentissage de la TRIZ et surtout de ses pratiques.

Description structurelle

Dans notre volonté de résumer en quelques pages l’essentiel de ce qui est à comprendre sur la TRIZ. Notre choix concernant son mode de représentation graphique prendra la forme suivante:

Ce qui est à comprendre dans ce schéma, c’est qu’à la base, un ensemble de connaissances élucidées au travers de l’activité inventive humaine et formalisée dans des écrits, des bases de données ou des pratiques constituant les “connaissances” qu’il conviendra d’exploiter sous une forme modélisée ou non. L’accès à ces connaissances est orchestré par existence dans la TRIZ d’outils et de méthodes fonctionnant en étroit lien, puisque les méthodes doivent ici être entendues au sens de procédures structurant le déroulement d’un ensemble d’actions. Les outils, pour leur part, conservent le rôle classique d’être construit pour servir un but précis et quasi-immédiat d’usage, leur place en tant qu’éléments d’une méthode est donc évident.

Les Connaissances

Connaissances initialement observées

Elles constituent le coeur des bases de données synthétisées par les fondateurs de la TRIZ, ces bases aujourd’hui ont parfois une forme informatique ou logicielle, mais souvent elles ont une forme modélisée de la connaissance humaine facilitant leur lien avec le modèle de solution proposé par les outils de la TRIZ. A la base des investigations quatres domaines particuliers ont fait l’objet des investigations des fondateurs de la TRIZ :

Les pointeurs d'effets

Les outils

Ces outils sont, au sens de la TRIZ, un ensemble d’éléments de la théorie permettant de réaliser une action précise en cohérence avec le déroulement de l’étude. Ils nous proposent également d’agir tel des éléments artisants de la résolution d’un problème. Tout comme le reste du corpus de connaissance de la TRIZ, ces outils ont été batis sur les bases des analyses de ce que les fondateurs de la TRIZ ont analysés.

Quelques exemples d'outils faisant parti du corpus de connaissances de la TRIZ:

La matrice de résolution des contradictions techniques:

Les méthodes

Elles représentent les procédures structurées utiles à la mise en œuvre des conaissances de la TRIZ. Les systèmes d’étapes qui les composent permettent d’orchestrer l’ensemble des phases de la formulation et de la résolution d’un problème technique.

Quelques exemples de méthodes appartenant au corpus de connaissance de la TRIZ:

La modélisation Vépole (ou Substances-Champ):

L'ARIZ l'algorithme de mise en oeuvre de la TRIZ:

Les variantes des pratiques de la TRIZ

L’ensemble cohérent des éléments décrits dans le paragraphe précédent nous porte à comprendre que l’usage des méthodes et outils de la TRIZ doit également se conduire en accord avec ses fondamentaux (ses trois principaux axiomes). Or l’expérience des diffusions vécues dans les milieux industriels et aujourd’hui d’enseignement nous poussent à décrire l’existence d’autres pratiques de la TRIZ en un mode que nous qualifieront de “limité” parce que faisant le choix de n’utiliser qu’une partie des potentiels de la TRIZ en limitant les usages de ses contenus. Deux catégories de mode limités se distinguent aujourd’hui :

• Le mode réduit : Il caractérise un certain nombre de pratiques reposant en partie sur les fondamentaux de la TRIZ mais en en ayant réinterprété les contenus de manière à les simplifier par leur élagage. Des outils et méthodes basés sur la TRIZ ont donc sur les bases de ce principe vu le jour et font le compromis de l’avantage d’apparaître comme plus simple d’apprentissage mais de n’offrir qu’un résultat appauvri de ce que la TRIZ mise en oeuvre de façon exhaustive aurait pu fournir.

• Le mode contradictoire : Il caractérise les usages de certains outils, méthode ou fondamentaux de la TRIZ mais dans une orientation contraire à un ou plusieurs de ses trois axiomes de base. Notamment ceux consistant à intégrer l’usage des outils avec d’autres modes de formulation des problèmes que ceux sous une forme de contradiction. Ceux visant à doper le Brainstorming par l’usage des outils ou méthodes de la TRIZ en visant donc la liste d’idées et non la réduction de l’aire de recherche.

Ces pratiques, supportées ou non par des outils logiciels et des démarches de conseil, ne sont en rien préjudiciables à la TRIZ puisqu’elles constituent des initiatives louables d’usage partiel d’éléments de la TRIZ. En revanche, l’erreur à ne pas commettre c’est de croire qu’en ayant expérimenté un mode dégradé de la TRIZ, son résultat est représentatif de ce que TRIZ est ou aurait pu faire. Les deux principaux dangers issus de cette confusion sont (par exemple pour une entreprise ou une organisation) de conclure à l’inefficacité de la TRIZ sur les bases d’une pratique dégradée et plus importante erreur (par exemple pour un système éducatif) initier des enseignements de la TRIZ en modes contradictoires et ainsi d’engendrer une confusion sur sa valeur intrinsèque, qui comme chacun sait, conduira à sa disparition en dépit de sa puissance.

La TRIZ et ce qui nous perturbe à sa lecture

Les savoirs que l’on nous enseigne dans nos écoles ancrent nos certitudes et conditionnent en nous un certain nombre de modèles. Ces modèles, au fur et à mesure que nous les pratiquons, prennent racine en nous et plus notre expertise dans leur usage devient grande au fil des années, plus il devient difficile de s’en soustraire. Concernant la résolution de problèmes, un certain nombre de ces modèles entrent en contradiction par rapport aux fondements de la TRIZ. Nous y voyons là le coeur des difficultés d’acceptation de la TRIZ dans notre société.

Difficulté 1 : Les outils d’aide à la créativité et leur mode de fonctionnement avancent que l’acte de génération d’idées se doit d’être provoqué par des “déclencheurs” favorisant l’émergence. Ils conduisent souvent à la multiplication de ces dernières et la performance d’un acte créatif devient donc le nombre. La quantité émise fait systématiquement l’objet d’un tri à posteriori.

Par opposition la TRIZ stipule que l’effort initial de réduction de l’aire de recherche conduit à poser son problème sous la forme d’une contradiction, puis la confrontation de ce modèle de problème à un modèle de solution donne lieu à la construction d’un concept de solution où là, la créativité humaine se déploie avec efficacité vers un nombre très réduit de variantes de solution.

C’est donc d’une prise de conscience de la nécessité de nouvelles pratiques relatives à l’acte créatif qui doit opérer dans les années à venir ; le Brainstorming ayant montré ses limites au regard de la complexité d’une résolution inventive de problèmes.

Difficulté 2: Les modes de représentation de l’objet a concevoir/inventer sont actuellement initiés par une analyse fonctionnelle. Cet outil a pour vocation de donner une représentation claire et structurée des fonctionnalités à l’instant de l’observation de l’objet et dans le cadre d’objectifs stratégiques, tâche indissociable de la constitution d’un cahier des charges, mais la question que nous sommes en droit de nous poser est la suivante : L’analyse fonctionnelle est-elle l’outil adapté à un mode de description qui viserait à initier une démarche créative de rupture, comme l’imposent désormais les modes de conception inventif ? Notre analyse des exigences de la conception inventive nous amène à exprimer trois points comme faisant obstacle à conserver l’analyse fonctionnelle comme mode de représentation de l’objet dans une démarche inventive :

C’est donc un nouveau mode de représentation du système technique et de la complexité que pose son évolution qui doit faire l’objet d’un développement.

Conclusions et perspectives d’usage

Des maîtres mots, apparaissant de manière explicite dans les discours de “penseurs” contribuant à ces mutations (sociologue, historiens, chercheurs,…). Ils gravitent toujours autour des même thèmes : « Gestion et organisation de la connaissance », « Gestion des processus d’innovation », « Aide à la Formulation de problèmes », « Outils d’aide à la gestion de la complexité des systèmes techniques », « Outils favorisant la transdisciplinarité et le lien entre la stratégie et la production».

La TRIZ, dans la description qui en fut faite dans les paragraphes précédents et dans les retours des expériences menées dans l’industrie, a démontré que ses fondements sont construits en respect des problématiques liées à la complexité de l’objet, à l’exploitation structurée de la connaissance fondamentale et à des pratiques visant la rupture inventive plutôt que celle du compromis temporaire ou de l’optimisation. Il semble donc logique que la TRIZ soit promise à jouer, dans les années à venir, un rôle clé dans une reconstruction inéluctable de nos savoirs, de nos pratiques. L’avenir nous dira si, au-delà des travaux de recherches déjà entrepris, une quelconque autorité prendra en charge cette lourde tâche d’orchestrer ces changements dans nos modes d’enseignements, dans nos pratiques et qu’elle ira au delà de simples voeux pieux pour se traduire en investissements supportant les nécessaires recherches et développements à entreprendre.

Dans de nombreuses publications, les limites de la TRIZ auront également été présentées. Ces analyses invitent les milieux de recherche à entreprendre des activités vouées à élargir les potentiels de la TRIZ, à accroître l’efficience des usages de ses outils et méthodes, envisager l’usage de ses fondements dans d’autres domaines que ceux de la technique. Les fondateurs de la TRIZ ont eux-mêmes entrepris certains de ces travaux dans les pays de l’ex-URSS et en provenance de différents centres, déjà de nouvelles théories émergent (OTSM-TRIZ notamment qui vise à l’élargissement de la TRIZ aux réseaux multi-disciplinaires de problèmes).

Pour finir, en réponse (même quatres années plus tards) aux trois mots employés par Philippe Beaufils dans son article, nous dirons que la TRIZ « intrigue » parce que l’énigmatique acromyme nous provient de l’ex-URSS et que tous les messages qui entourent la TRIZ ont ce coté extraordinaire qui intrigue les plus curieux. Qu’ils sont en outre en phase avec les problématiques émergentes évidentes de notre ère industrielle et que les retours de ceux qui l’auront correctement mis en pratique sont élogieux et de nature à susciter l’éveil de nos curiosités. La TRIZ « dérange » parce qu’elle perturbe nos modèles mentaux par son originalité, pace qu’elle est une tentative d’élucidation de l’inventivité humaine, parcequ’elle nous rappelle inlassablement que nous ne savons que peu de choses comparativement à l’ensemble des savoirs de l’humanité. Comme chacun sait, seule une petite partie des personnes sont aptes à remettre en question leurs propres savoirs, à admettre qu’ils ont pu « avoir tort » et s’autoriser à les reconstruire. Enfin la TRIZ « séduit » parcequ’elle apporte une réponse efficiente aux maux de l’ère de l’innovation. Parceque, lorsque mise en pratique de façon adéquate, ses résultats sont indéniables. Parceque, lorsqu’expliquée clairement, elle fait appel a des éléments de connaissances enfouis et rassurants sur nos propres capacités inventives, autant de signes indiquant que même avant la TRIZ, nous étions déjà créatifs mais que la TRIZ n’a finalement fait que nous le démonter et nous aider à orchestrer l’usage de nos propres savoirs en favorisant les liens avec ceux des autres…

Références

• G.S.Altshuller, 1969, 1973, ALGORITHM OF INVENTION, Moscowskiy Rabochy, Moscow

  G.S.Altshuller, G.Filkovsky, 1976, Actual state of TRIZ. Baku.

  G.S. Altshuller, 1986; 1991, TO FIND AN IDEA: introduction to the theory of inventive problem solving, Nauka, Novosibirsk.

  G.S. Altshuller, 1986, The history of ARIZ development.

  G.S. Altshuller, 1969, 1973, ALGORITHM OF AN INVENTION, Moscowskiy Rabochy, Moscow.

  Y.Salamatov, 1999, TRIZ: THE RIGHT SOLUTION AT THE RIGHT TIME, Insytec B.V.

  N. Khomenko, 1997-2001, Materials for seminars: OTSM-TRIZ: Main technologies of problem solving, “Jonathan Livingston” Project.

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