La tondeuse à gazon fait partie de ces produits dont l’évolution a été marquante tant sur le plan technologique que sur la forme générale de l’objet.
Souvent, j’observe que la tondeuse à gazon est prise en exemple dans les cours de technologie pour montrer l’évolution d’un objet. A vrai dire, c’est compréhensible vu le chemin qui sépare la première tondeuse créée en 1830 par Edwin Beard Budding et le robot tondeuse autonome d’aujourd’hui.
Pour vous en rendre compte par vous-même, je vous propose un voyage dans le monde fantastique des brevets d’invention. Vous constaterez que la tondeuse a tellement évolué qu’il est d’ailleurs légitime de se poser la question à savoir si cela va continuer. La réponse est sans doute oui ! Sauf bien sûr si le besoin de tondre n’existe plus…
Pour vous immerger dans l’Art de la technique, je vous propose une série de 13 brevets d’invention qui ont contribué à l’évolution de ce produit. C’est aussi l’occasion pour vous d’identifier quels leviers d’innovation ont été utilisés.
Evidemment cette liste est incomplète et d’ailleurs ne concerne que les tondeuses motorisées, car sinon on aurait pu remonter jusqu’à la faux utilisée par les Romains ! 🙂
L’évolution technique de la tondeuse à gazon
En 1830, Edwin Beard Budding – un sujet britannique inventeur de la clé à molette – a l’idée d’appliquer à la tonte de gazon le système en usage dans les ateliers de fabrication de vêtements. C’est un système de rouleau équipé de lames et monté sur un châssis à roulettes qui l’entraîne en rotation. La première étape d’une longue série d’inventions !
La tondeuse à vapeur
En 1895, l’anglais STEPHENSON-PEACH WILLIAM invente une tondeuse motorisée à vapeur. Elle utilise la même solution de lames montées sur rouleau. Vous noterez soit dit en passant que cette tondeuse est déjà auto-portée, l’utilisateur est assis sur l’avant de la machine.
La tondeuse auto-tractée
En 1910, l’américain MUSTIN HERBERT invente une tondeuse à moteur thermique toujours sur la même architecture utilisant des lames montées sur rouleau. Cette tondeuse auto-tractée est munie d’un mécanisme d’embrayage entre le mécanisme de propulsion et de coupe ainsi que d’un système de commande disposé sur le guidon.
La tondeuse à lame rotative
En 1955, l’américain PHILIP SMITH invente une tondeuse à lame rotative électrique alimentée par batterie. Cette invention s’appuie sur la création de l’ingénieur australien Lawrence Hall qui invente en 1948 la première tondeuse à lame rotative sur un axe vertical [ Principe #17 : autre dimension ]. C’est cette tondeuse qui a vraiment influencé les évolutions suivantes.
Vous noterez que cette première tondeuse est donc sans fil. Effectivement à cette date-là le réseau électrique n’était pas aussi étendu que maintenant. C’est seulement ensuite que l’on reviendra au sans-fil pour des raisons évidentes de confort d’utilisation.
La tondeuse avec bac de ramassage
En 1960, la société des Outils Wolf dépose un brevet décrivant une tondeuse équipée d’un panier de ramassage permettant de combiner la coupe et le ramassage [ Principe #05 : groupement ]. C’est une innovation d’usage pertinente que personne n’avait eue auparavant. On peut voir apparaître également un carter de protection autour de la lame pour protéger l’utilisateur.
La tondeuse sur coussin d’air
En 1963, la société Flymo publie un brevet décrivant une tondeuse supportée par un coussin d’air : les roues sont donc supprimées [ Principe #02 : extraction ]. Un moteur entraîne une lame de coupe et en même temps une soufflante qui dirige l’air vers le bas. Le tout est intégré dans un carter qui – comme la jupe d’un aéroglisseur – facilite la sustentation. C’est véritablement une innovation qui illustre la croisée de deux chemins d’évolution technique : celui de la tondeuse et de l’aéroglisseur.
La tondeuse autonome
En 1968, l’américain SPENCER LAWRENCE BELLINGER invente la première version de tondeuse autonome [ Principe #25 : self-service ]. J’avoue avoir été surpris de découvrir ce brevet en pensant que les robots tondeuses étaient un concept assez récent… et bien non ! 🙂
La tondeuse qui réduit les produits de la tonte
En 1981, le canadien SZYMANIS EDWARD invente un système de broyage rotatif (mulching en anglais). Une coopération astucieuse entre le profil de la lame et la forme du carter permet de broyer l’herbe. Le changement local du profil de la lame lui confère donc deux fonctions : coupe et broyage [ Principe #03 : qualité locale ].
La tondeuse auto-portée multi-lames
En 1982, les suédois ANDERSSON ROGER, MALMBERG GUNNAR et PETTERSSON KJELL publient le brevet d’une tondeuse auto-portée disposant de plusieurs lames rotatives placées sur l’essieu avant [ Principe #01 : segmentation ]. Vous remarquerez que ce sont les roues arrières qui sont directrices pour faciliter la mobilité. Le tout disposant d’un système de contrôle du freinage.
La tondeuse auto-tractée (propulsion sur les roues AR)
En 1984, les japonais KAN SHIGENOBU, MUKAINAKANO MASATO et TAKAMIZAWA MASAE inventent – pour le compte de la marque Honda – une tondeuse auto-tractée disposant d’un système de propulsion sur les roues arrière. De plus, un système d’embrayage permet de commander la rotation de la lame pendant que le moteur continue de tourner [ Loi #03 : coordination des rythmes des parties ].
La tondeuse « aspirateur »
En 1995, l’anglais DUNN KEN – pour le compte de la société Electrolux – invente une tondeuse à gazon sur coussin d’air avec un moteur déporté dans le manche. Cette astuce améliore la maniabilité du système pendant l’usage tout en permettant un pivotement du manche. Car comme vous pouvez le voir sur le dessins ci-dessous, l’arbre d’entraînement est constitué de deux parties [ Principe #01 : segmentation ]. De plus, un flux d’air sur l’arrière du carter aspire les brins d’herbe fraîchement coupés.
La tondeuse solaire autonome
En 1993, le belge COLENS ANDRE invente une tondeuse autonome solaire. Le système est équipé de panneaux photovoltaïques et permet d’effectuer la coupe de gazon de manière continue. De plus, un ordinateur rend possible la recherche des endroits où le gazon doit être coupé et la détection des limites de l’espace à tondre [ Principe #25 : self service ].
Le robot tondeuse
En 2005, les suédois AMNELL TOIVO et WICKSTROEM STINA NILIMAA – pour le compte de la société Huqsvarna ( groupe Electrolux) – inventent le robot tondeuse tel que nous le connaissons aujourd’hui. Ce robot détecte automatiquement les passages étroits et les traverses sans laisser de traces indésirables. Un « fil guide » aide la tondeuse à retrouver son chemin vers la station de charge [ Principe #25 : self service ]. Une application web permet de superviser la tonte.
Le robot tondeuse articulé
En 2019, les suédois LARSSON SVANTE, PALM STAFFAN et STARK STEFAN – pour le compte de la société Huqsvarna – inventent un robot tondeuse constitué de deux parties indépendantes articulées autour d’un élément capteur allongé [ Principe #15 : dynamisme ]. Ce capteur détecte des obstacles de manière simple, efficace et fiable améliorant ainsi la sécurité durant l’usage.
Observations sur l’évolution de la tondeuse à gazon
Des (re)combinaisons de briques technologiques existantes
On observe que les branches d’évolution se croisent et font apparaître de nouvelles opportunités d’innovation.
Prenons le cas de la tondeuse auto-portée inventée en 1895 : elle utilisait une motorisation à vapeur. Puis une innovation est apparue lorsque cette branche d’évolution a croisé celle du moteur à explosion.
C’est aussi l’exemple de la tondeuse électrique qui en croisant la route de la technologie des aéroglisseurs a donné naissance à la version sur coussin d’air distribuée sous la marque Flymo.
L’intervention de l’utilisateur dans l’évolution de la tondeuse à gazon
Au fil du temps l’intervention humaine s’efface au profit de la machine. Au tout début, l’utilisateur réalise l’action principale de la coupe. Puis en 1830 le système ingénieux de Edwin Beard Budding facilite de rôle de l’utilisateur, son action se limite à pousser et à guider la tondeuse. Puis lorsqu’arrive la première motorisation en version autotractée, l’utilisateur devient contrôleur. Les robots tondeuse le placent désormais dans un rôle de superviseur, voire deviennent complètement autonome.
Intervention humaine : action principale > action limitée > contrôleur > superviseur > système autonome.
Ce critère d’évolution fait partie d’une liste de 20 critères gradués pour imaginer l’évolution des objets techniques.
Les principes d’innovation utilisés
Pour chacun des brevets, vous avez pu identifier le principe d’innovation qui illustre le mieux l’évolution qui a eu lieu. C’est toujours l’occasion de vous montrer la simplicité des principes utilisés et la force qu’ils représentent.
Nous avons abordé dans cet article les principes suivants : autre dimension, groupement, extraction, self-service, qualité locale, segmentation et dynamisme. Il se trouve que ce sont 7 principes issus des 40 principes d’innovation de TRIZ.
Voilà, c’est la fin de cet article. Si vous avez trouvé le contenu intéressant, n’hésitez pas à poster vos commentaires ou vos questions en bas de cette page, et à le partager avec vos amis ou vos collègues si vous pensez que ça pourrait leur être utile ! 🙂