Intégration d`une démarche créative et sensible en

CONFERE’16
7 ET 8 JUILLET 2016, PRAGUE, REP. TCHEQUE.
Intégration d’une démarche créative et sensible en
design universel pour concevoir un appareil
d’entrainement d’intérieur
LICATA Alexandre, Arts et Métiers ParisTech, Laboratoire CPI – 151, bd de l’Hôpital,
75013 Paris - France,
MANTELET Fabrice, Arts et Métiers ParisTech, Laboratoire CPI – 151, bd de l’Hôpital,
75013 Paris - France,
CHANIOT Philippe, YEW TECH, 10 rue de Penthievre - 75008 Paris – France
COMBOURIEU Laure, YEW TECH, 10 rue de Penthievre - 75008 Paris – France
Résumé : Dans le cadre du traitement des troubles cognitifs chez les personnes âgées, l’état de la
recherche en médecine préconise une diversité des stimulations chez le patient. L’entreprise Yew Tech
souhaite appliquer les résultats de ces recherches à travers un produit de simulation physique et
cognitive simultanée. Le produit à développer doit être adapté aux personnes âgées sans pour autant
les stigmatiser dans leur pathologie. Une démarche issue de différents domaines est alors mise en
place. Tout au long du processus de conception, nous ferons appel à des outils de Conception Centrée
Utilisateur (CCU), de Design Universel (DU), et de Design Emotionnel (DE). Le but de ce projet est
de démontrer l’atout d’une approche pluridisciplinaire sur un marché de niche.
Mots clés (5 maxi) : Universal Design, Appareil d’entrainement, Conception Centrée Utilisateurs,
Design Emotionnel, Marché de niche
1
INTRODUCTION
Des études récentes démontrent les effets bénéfiques de l’activité physique sur la santé cognitive des
adultes et des personnes âgées [1][2]. Mais aussi l’apport d’une pratique physique et cognitive
simultanée sur la mémoire et la qualité de vie des personnes âgées [3]. Les personnes ciblées par ce
projet sont dits MCI (Mild Cognitive Impairment) ou DCL (au stade de Déficit Cognitif Léger).
L’association pour la recherche sur Alzheimer a recensé, en 2015, 900 000 personnes atteintes par la
maladie. Aussi 225 000 nouveaux cas sont recensés chaque année. Cela représente 1,39% de la
population française en 2015 et 1,7% en 2016. Les personnes âgées sont logiquement les plus ciblées.
1 personne sur 4 chez les plus de 80 ans. Mais de nombreux cas plus jeunes existent. 33 000 ont moins
de 60 ans.
Yew Tech est une startup qui souhaite traduire ces résultats à travers un accompagnement
physique et ludique pour ces personnes. Le produit à développer, tel que décrit en entrée de projet est
un vélo d’appartement semi-allongé, devant être le plus compact possible.
La cible d’usagers visée par le produit est donc les personnes âgées, déjà atteintes à un niveau
pré-démentiel, mais devra prendre en compte une ouverture potentielle vers une cible plus jeune,
soucieuse de sa santé cognitive. Cette deuxième cible pourra faire l’objet, plus loin dans le
développement, de la conception d’une déclinaison du produit initial.
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Le but de cette étude est de concevoir le produit jusqu’à la phase de prototypage, en intégrant
différentes approches en parallèle. Nous considérerons une première approche de Conception Centrée
Utilisateur (CCU) qui, en s’attardant sur un usager ciblé (dans notre cas les personnes âgées) permet
d’identifier les points critiques d’un produit de la conception jusqu’aux usages.
Nous nous attacherons à intégrer les grands principes du Design Universel (DU), au nombre
de 7, offrant les mêmes garanties d’usages à tous les utilisateurs du produit. Cette approche devra nous
permettre de mesurer l’utilisabilité des concepts retenus tout en anticipant sur le développement des
futurs produits.
Aussi, le cadre du projet (univers de la santé, dans lequel le fonctionnel prime généralement
sur le formel et le sensible) et la cible (personnes âgées atteintes de troubles cognitifs, à stimuler sans
stigmatiser), nous encouragent à appliquer une démarche en Design Emotionnel (DE). Les outils mis à
disposition devront nous aider à générer un langage esthétique singulier.
Enfin, le produit, et le prototype qui en découlera, sera conçu pour respecter les normes en
vigueur pour les appareils d’entraînement et de fitness d’intérieur [4][5].
2
DEROULEMENT PROJET
L’objectif du projet est d’intégrer les trois démarches (CCU, DU, DE) tout au long du
processus de conception du produit.
2.1. Méthodes et Résultats
2.1.1. Veille
2.1.1.1. Visites
Afin de cerner les besoins des usagers ciblés, et d’étudier les conditions d’usages potentielles,
nous avons mis en place une série de visites de terrain. Ces visites se déroulent sur trois types de lieux
(Figure 1), avec trois kinésithérapeutes différents. A travers des questions spontanées posées aux
patients et kinés, pour faciliter l’échange, nous avons récolté des informations diverses : ces visites ont
permis d’observer les lieux et environnements d’usages, le comportement des usagers en fonction de
leur âge lors des exercices, de leur santé (physique et cognitive), la relation patient-kiné.
Nous avons par exemple pu mieux définir notre cible. Certaines personnes âgées sont parfois
bien trop faibles physiquement ou bien dans une démence telle qu’il leur est impossible de pédaler.
Sur les 80 personnes accueillies dans l’EHPAD (Etablissement d’Hébergement pour Personnes Agées
Dépendantes), 15 seraient en état de pouvoir utiliser notre produit.
2.1.1.2. Entretien
Dans un deuxième temps, nous avons convoqué un panel de neuf personnes âgées de 60 à 80
ans, MCI. Ce premier panel d’utilisateurs est représentatif du cœur de cible du projet. . Le terme de
consommateur-utilisateur, proposé par Vredenburg, Isensee, et Righi [6] est ici ramené au terme
d’utilisateur car ce dernier n’est, pour l’instant, pas envisagé comme « acheteur », et donc comme
consommateur. Deux autres tranches d’âges sont envisagées pour constituer les panels pour étoffer la
gamme : 40-60 ans faisant généralement du sport à domicile et 20-40 ans faisant du sport en salle. La
prise en compte de ces deux cibles nous permet d’avoir une approche moins centrée sur l’aspect santé
du projet, et de proposer un produit qui ne soit pas uniquement associé à une cible âgée. Cette
approche sensible de la conception du produit est préconisée par Mantelet F. (2006) [7].
L’entretien s’est déroulé comme suit : Une phase de questions ouvertes et générales sur leur
condition de vie en général, la pratique d’activités physiques quelconques, les troubles cognitifs, les
moyens de prévention éventuels. Ensuite, une série de croquis de produits existants et de pré-concepts
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spontanés ont été présentés. Ces croquis, dans le même style graphique, ont été utilisés pour identifier
les préférences esthétiques intuitives de notre cible. Il leur a été demandé de commenter et de noter ces
produits dessinés selon un ordre de préférence. Puis nous avons projeté une série d’images de
tendances et d’inspirations de nos pré-concepts afin de se rendre compte de l’impact des thèmes
évoqués dans ces images. Enfin, il leur a été soumis un questionnaire individuel concernant l’aspect
marketing du projet.
Nous avons pu constater la difficulté des personnes âgées à se projeter dans un concept
présenté sous forme graphique (croquis), s’attachant d’abord à la qualité du croquis plutôt qu’à
l’intérêt du produit. De même pour les images d’inspirations, où il leur a été difficile de commenter, de
qualifier les images de manière spontanée. Il en ressort donc le rôle à donner à notre cible principale :
Cette cible nous permettra de valider ou non nos concepts plutôt que de les créer, de les initier. Ce
panel aura un rôle critique dans l’évaluation du prototype.
2.1.1.3. Usage simulé et questionnaire
Dans le cabinet de kinésithérapie visité, une tablette tactile (jeu) a été placée sur un vélo
d’appartement classique équipant déjà le cabinet et utilisé avec certains patients en fonction des
traumatismes physiques. L’usage de cette tablette en simultané avec le pédalage sur le vélo, simulant
l’usage anticipé de note futur produit, a été le sujet de questionnaires à l’attention des patients et
kinésithérapeutes. Dans ce cas, les patients n’ont pas pu être sélectionnés en fonction de leur âge ou
pathologie, ce qui nous permet d’avoir des réponses réparties sur nos trois cibles.
Il en ressort de manière générale un bilan positif de l’utilisation de la tablette tactile. Le jeu
permet aux plus jeunes comme aux plus âgés de ne pas se concentrer uniquement sur l’effort à
produire et leur permet de s’exercer plus longtemps. Pour les plus âgés, l’exercice devient moins
intensif, mais est réalisé jusqu’au bout. Les résultats négatifs concernent davantage la position de la
tablette et du patient en situation de jeu, n’ayant pas d’appuis nécessaires pour toucher l’écran et forcer
sur les pédales en même temps. Certains glissaient déjà sur la selle (trop petite) lors des visites, avant
même l’apport de la tablette. Cela nous permet de valider le choix d’une position semi-allongée (avec
une plus grande assise) pour notre futur produit.
2.1.1.4. Veille ergonomique
Afin que le produit soit conforme à notre cible, il est important de savoir dans quelles limites
dimensionnelles il se situera. Nous avons donc mesuré les différentes distances pour un usage normal
du vélo semi-allongé. Nous avons défini des dimensions minimales et maximales dans lesquelles le
produit devra s’inscrire pour qu’un maximum de personnes (âgées ou non) puissent s’y installer,
pédaler, et toucher l’écran sans effort.
Les mesures ont été effectuées en simulant la posture d’usage avec des personnes de tailles
différentes, dans un souci de respect des règles du Design Universel, critères définis par le Center of
Universal Design [8]. Mais aussi grâce à des comparaisons avec des chaises et fauteuils, ainsi que
d’autres vélos d’appartements. Nous avons complété ces mesures grâce au travail de A. Tilley [9]
(Figure 2)
2.1.1.5. Veille tendances et chromatique
Une veille sur les tendances a été effectuée à travers la collecte d’images d’inspirations,
divisées selon différents thèmes : Existant, Fauteuils-Chaises, Médical, Sport, Cockpit-Tableau de
bord, Détails, Corps, Techno, Vélo, Bien-être, Ambiance-Lumière. Ces images ont été sélectionnées
pour leur impact esthétique et leur degré d’inspiration sur des thèmes qui gravitent autour du projet.
Aussi, d’autres images ont étés classées selon les phases d’usage principales du produit (définies lors
de l’analyse fonctionnelle externe –voir plus loin) : Plier-Ranger, Déplacer, Ouvrir, Jeu. Ces
différentes séries d’images constituent un outil de dialogue dès la phase de créativité, pour mettre
illustrer et argumenter des idées. Cette veille de tendances, qui se poursuit tout au long du processus
de développement du produit, nous permet, en fonction des organes du produit, de mettre en place des
déclinaisons esthétiques.
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En parallèle nous avons analysé le paysage de produits existants grâce à une Analyse de
Tendances Conjointes, outil de mapping mis en place par Bouchard C. (1999) [10] (Figure 3).
A travers l’analyse des images issues du thème Bien-être, nous avons pu extraire différentes
gammes chromatiques à appliquer aux concepts puis au produit en phase de maquettage numérique.
2.1.1.6. Analyse Fonctionnelle Externe
L’analyse fonctionnelle externe, grâce aux visites et entretiens effectués, a permis, en
requalifiant notre cible (« personne capable de pédaler »), de pouvoir segmenter les différentes phases
d’usage du produit. C’est en effet la phase du cycle de vie sur laquelle nous nous sommes concentrés,
étant donné que nous devons concevoir un produit nouveau. Nous n’avons pas segmenté en fonction
des différentes cibles pour offrir à tous les utilisateurs un usage équitable (règle 1 du DU. Figure 4).
Les autres phases du cycle de vie feront l’objet d’une analyse fonctionnelle externe ultérieure. Nous
avons séquencé un scénario d’usager type atour du produit, en identifiant les points sensibles
(environnement, conditions d’utilisation, personnes autour…). Ce scénario comporte dix étapes en
miroir (Figure 5), et confirme l’intérêt d’un produit à « plier » ou ranger. Cette solution pour se
démarquer des produits existants se révèle d’autant plus logique après l’analyse des lieux d’utilisation
du produit, comme un appartement ou un cabinet de kinésithérapeute.
L’analyse fonctionnelle externe a donc permis, en plus d’harmoniser l’équipe projet sur la
vision du produit, de préfigurer la séance de créativité, comme un fil conducteur.
2.1.2. Créativité
2.1.2.1. Séance de Créativité.
La séance de créativité s’est construite autour de l’analyse fonctionnelle externe et des valeurs
produit exprimées par l’équipe produit (utilisation de mots-clés issus des 50 descripteurs émotionnels
proposés par le département de psychologie de l’Université de Genève (2003)) : Bien-être, Santé,
Stimulation, Confort, Stabilité, Intuitivité, Facilité, Praticité, Divertissant. Le but a été d’explorer les
six premières phases du cycle d’utilisation du produit pour générer un maximum de sous-principes et
d’éléments innovants (fiches idées). Chaque exercice de la séance de créativité est donc divergent. La
dernière partie de la séance résidant dans la convergence des fiches idées en concepts (Figure 6).
Pour cette séance de créativité, nous avons fait appel à des étudiants en Design Produit de
l’ENSAAMA (Ecole Nationale Supérieure d’Arts Appliqués et des Métiers d’Arts), ainsi que de deux
kinésithérapeutes issus des visites de terrain.
Nous avons généré six concepts différents en regroupant chacune des fiches idées issues de
tous les exercices, sans distinction.
2.1.2.1. Evaluation, tri des concepts
Ces concepts ont ensuite été notés selon les principes du Design Universel, chacun des 7
principes étant noté sur 5 points pour chaque concept. Cette phase de notation nous a permis
d’identifier des points communs à tous les concepts, que nous avons synthétisés à travers un schéma
du concept idéal (Figure 7).
2.1.3. Développement, Maquettage
La phase de développement du concept retenu a premièrement consisté en une série de
recherches formelles pour répondre aux fonctions exprimées. Ces recherches ont suivi le scénario
d’utilisation déjà en place, afin de pouvoir comparer efficacement les différents designs. Pour chaque
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design, chacune des étapes d’utilisation a fait l’objet de différentes propositions formelles, gestuelles,
préfigurant des choix technologiques.
2.1.3.1. Maquettage numérique
A l’issue de la phase de recherches formelles, nous avons retenu le design le plus compact.
Afin de se rendre compte des volumes exprimés graphiquement (croquis), nous avons maquetté le
design en 3D. La maquette numérique ainsi obtenue a également été mise en situation selon le
scénario d’utilisation.
2.1.3.1. Architecture et hiérarchisation
Afin de peaufiner les dimensions du design numérisé, nous avons fait appel aux mesures
effectuées lors de la veille ergonomique. Nous avons également intégré dans cette visualisation
numérique un modèle humain. Ces outils nous ont permis de définir l’encombrement général de
l’objet en position fermée et ouverte. Cela fait, nous avons défini une architecture produit spécifique.
Nous avons commencé à placer les éléments techniques, comme l’ensemble pédalier, l’écran.
L’écran doit également se ranger lorsque le produit est en position fermée. Une séance de
recherche a été mené avec des ingénieurs afin de trouver la cinématique la plus adaptée au scénario et
à la position de l’usager, elle aussi modélisée.
Dans le but d’anticiper les déclinaisons du produit en minimisant les coûts éventuels d’une
reconception entière à chaque version, nous nous sommes inspirés de l’industrie automobile. Le choix
d’un assemblage autour d’un châssis générique nous permet de varier aisément les déclinaisons
esthétiques extérieures du produit tout en gardant ses propriétés mécaniques intactes, qui doivent
respecter des normes précises.
2.1.3.2. Maquettage échelle réduite
Le design validé avec les bonnes dimensions et les bonnes cinématiques d’ouverture a été
maquetté en impression 3D (figure 8). Cette phase est utile dans l’appréhension des volumes et des
proportions de l’objet. A échelle réduite, il est déjà possible de manipuler le produit, de simuler les
cinématiques et de corriger des imperfections.
2.1.3.3. Maquettage échelle 1
Le maquettage à échelle réelle du produit nous permettra enfin de visualiser le produit au plus
près de sa version finale avant prototypage (figure 9). Aussi, il nous permettra de valider ou corriger
les dimensions via une série de tests de posture.
2.1.4. Tests
2.1.4.1. Entretiens
Grâce aux différents outils accumulés (maquette numérique mise en situation, maquette à
échelle réduit, maquette échelle 1), nous allons pouvoir mettre en place une série d’entretiens pour
tester notre design. En effet, Connell, Bettye Rose, et al. ont démontré que la prise en compte de
l’expérience utilisateur était cruciale dans la conception du produit. [11]
Le modèle numérique nous permettra de valider les choix de couleurs du produits (issus de la
veille chromatique) à travers une séance de projection et d’appréhension esthétique de la part du panel.
Nous utiliserons alors l’outil OQRES développé par Mantelet F[6]. Cette évaluation émotionnelle est
importante car selon Sonderegger, A., et Sauer, J., un objet désirable est plus fréquemment utilisé, et
aussi mieux utilisé [12]. Pour un produit de santé et de fitness comme le nôtre, cette acceptabilité
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émotionnelle pourrait amener le patient à se motiver et se responsabiliser vis-à-vis de sa santé
physique et cognitive. Le design acquiert donc ici une vraie valeur d’usage.
La maquette à échelle réduite nous servira d’outil d’argumentation pour dialoguer avec le
panel sur la cinématique d’ouverture du pédalier et de l’écran. Enfin, la maquette à échelle réelle fera
l’objet de tests de position avec différentes personnes, différentes corpulences. Le panel 60-80 ans
MCI validera donc l’acceptabilité fonctionnelle du produit si l’on se réfère à Nielsen [13].
2.1.4.2. Décomposition Multimodale de l’Activité (DMA)
L’utilisation de l’outil DMA [14] pourra être envisagé pour tester la maquette à échelle réelle.
Mais il sera crucial dans le test du prototype. En effet, il nous permettra d’identifier les points clés de
l’utilisation où les usagers, en fonction de leurs caractéristiques (physiques et cognitives), rencontrent
des problèmes. Surtout, il sera utile pour déceler de quelle manière les usagers réagissent à un souci
d’utilisation, de compréhension du produit.
2.1.5. Développement de la gamme
2.1.5.1. Maquettage numérique
Pour anticiper sur les déclinaisons du futur produit, nous nous attacherons à concevoir des
versions appropriées aux deux autres cibles et contextes identifiés. La création de cette famille de
produit fera appel à la veille tendance effectuée en amont. Aussi, le travail de maquettage numérique
sera facilité par l’architecture du produit autour d’un châssis commun.
2.1.5.2. Maquettage échelle réduite
Afin de poursuivre la même méthode de conception que pour le premier produit, nous
modéliserons également les différents modèles sous forme de maquettes à échelle réduite, pour aider
les panels à comparer les designs proposés.
2.1.5.3. Tests
Les différentes représentations des déclinaisons (images, maquettes) feront l’objet de séances
de tests d’acceptabilité de la part des panels ciblés. Aussi, ces panels étant plus jeunes, nous pourrons
envisager l’idée de les faire participer à la création de déclinaisons sur les matières et couleurs de ces
designs. Cette séance pourra être réalisée grâce à l’utilisation d’un logiciel de rendu numérique en
temps réel, avec des couleurs et matériaux déjà préparés en amont par l’équipe projet, grâce à la veille
tendances.
2.3 Conclusions, perspectives
Nos trois champs d’investigation en termes de process possèdent des avantages et
inconvénients complémentaires, comme l’expliquent Huang, Po-Hsin, et Ming-Chuan Chiu [15]. La
démarche de Design Universel nous impose une méthode itérative, et donc chronophage. Cependant,
la démarche de CCU nous permet de concentrer les itérations auprès de panels identifiés et donc
consultables à différents moments. Pour ce faire, les outils de Design Emotionnel permettent de créer
une cohérence parmi les différents panels à chaque itération de la phase de conception de notre
produit.
CONFERE’16/N°
L’intégration de ces trois approches nous permettent jusqu’à présent d’être au plus proche des
besoins des utilisateurs, et de les appliquer au produit tout au long du processus de conception. Elles
nous permettent également d’avoir un regard juste sur la place du futur produit sur le marché et auprès
des établissements de santé.
La phase de test du prototype devra nous permettre de valider a démarche mise en place
jusqu’à présent, et préfigurer une approche sur l’ensemble du cycle de vie du produit.
A travers le développement d’une gamme de produits destinés à des cibles plus jeunes, nous
envisagerons enfin une approche moins contrainte par les handicaps rencontrés avec les utilisateurs
âgés.
3
FIGURES
Figure 1. Synthèse visites
Figure 2. Schéma mesures
CONFERE’16/N°
Figure 3. Analyse des Tendances Conjointes
CONFERE’16/N°
Figure 4. Règles du Design Universel et organes produits associés
CONFERE’16/N°
Figure 5. Etapes du cycle d’utilisation du produit.
Figure 7. Concepts
CONFERE’16/N°
Figure 6. Plan de la séance de créativité
Figure 8. Manipulation de la maquette 3D à échelle réduite.
Figure 9. Maquette échelle 1
4
REFERENCES
[1]
[2]
CONFERE’16/N°
Colcombe S, Kramer AF Fitness effects on the cognitive function of older adults:
a meta-analytic study. Psychol Sci 2003 ; 14 : 125-30
Audiffren M, André N, Albinet C. Effets positifs de l’exercice physique
chronique sur les fonctions cognitives des seniors : bilan et perspectives. Rev
Neuropsychol 2011 ; 3 (4) : 207-25 doi:10.1684/nrp.2011.0191
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
Yoon, J. E., Lee, S. M., Lim, H. S., Kim, T. H., Jeon, J. K., & Mun, M. H.
(2013). The effects of cognitive activity combined with active extremity exercise
on balance, walking activity, memory level and quality of life of an older adult
sample with dementia. Journal of physical therapy science, 25(12), 1601-1604.
AFNOR, NF EN 957-5, Appareils d’entraînement fixes – Partie 5 : Bicyclettes
d’exercice fixes et appareils d’entraînement pour le haut du corps, exigences
spécifiques de sécurité et méthodes d’essai supplémentaire, 5 mai 2009
AFNOR, NF EN ISO 20957-1, Equipement d’entraînement fixe – Partie 1 :
Exigences générales de sécurité et méthodes d’essai, 16 novembre 2013.
Karel, Vredenburg, Isensee Scott, Righi Carol, "User–Centered Design-An
Integral Approach.", p.20, 2002
Mantelet F. Prise en compte de la perception émotionnelle du consommateur
dans le processus de conception de produits. Diss. Paris, Arts et Métiers
ParisTech, 2006.
Cagan, Jonathan and Vogel, Craig M. Creating Breakthrough Products:
Innovation from Product Planning to Program Approval.Upper Saddle River, NJ:
Prentice Hall PTR, 2002
Tilley, A. (1993). The measure of man and woman: human factors in design.
Bouchard, C., Christophol, H., Roussel, B., Aoussat, A., (1999). “Anticipation
and Integration of trends in design and engineering design”. In Proceeding of
International Conference of Engineering Design.
Connell, Bettye Rose, et al. The principles of universal design. Retrieved
January 11, 1997
Sonderegger, A., & Sauer, J., The influence of design aesthetics in usability
testing: Effects on user performance and perceived usability. Applied
ergonomics, 41(3), 403-410, p01, 2010
Nielsen, J., Usability Engineering. London, Academic Press, 1993.
Ornella P, et al. Universal Design: Proposition d'une nouvelle approche
appliquée à la conception d'une table adaptative. Congrès de la Société
d'Ergonomie de Langue Française, 339-348, (2007)
Huang, Po-Hsin, and Ming-Chuan Chiu, Integrating user centered design,
universal design and goal, operation, method and selection rules to improve the
usability of DAISY player for persons with visual impairments, Applied
Ergonomics 52, p.29-42, 2015
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