Certains l’attendaient depuis longtemps, ce nouveau numéro de la Revue Technique est aujourd’hui consacré à quelques petites ruses de conception employées par les concepteurs du Galaxy S II pour résoudre certaines problématiques plus ou moins complexes. Sans plus attendre commençons !
Depuis toujours, les bureaux d’études doivent maitriser l’art de la conception multi-contraintes, le but ultime est toujours le même : dépenser le moins possible. Cependant, concevoir un produit à l’aide d’un logiciel de conception assistée par ordinateur (CAO) peut sembler simple, or c’est un véritable casse-tête une fois arrivé à l’étape de la fabrication.
Pourquoi ? C’est ce que nous allons voir en détail en prenant l’exemple du Galaxy S II.
Comment ruser pour limiter l’impact des inévitables défauts de fabrication ?
Passons en revue quelques points ensemble !
La coque extérieure :
Cela ne vous a pas échappé, Samsung à présenté son mobile comme étant « le plus fin du marché ». D’un point de vue purement technique, une telle finesse est rendue possible par l’utilisation intelligente des composants montés en surface. En d’autres termes, il s’agit d’implanter les composants électroniques sur deux faces d’une plaque support. Le gain de place est non négligeable, cela permet de gagner en épaisseur en formant une sorte de « sandwich » de composants.
En ce qui concerne l’épaisseur du mobile, ce n’est pas qu’une question de design, il a donc fallu trouver un moyen d’agencer les composants de manière à occuper le moins de hauteur possible, et ce n’est pas une mince affaire !
Autre pièce marquante de la coque extérieure du Galaxy S II, le coque arrière, amovible. (nous en avons d’ailleurs longuement parlé lors d’une précédente revue technique), illustre parfaitement la notion d’économie. Certes, comme indiqué dans la revue technique mentionnée, le matériau utilisé, du polycarbonate GF10, n’est pas le moins cher que l’on puisse trouver.
Toutefois, la finesse avec laquelle il a été injecté impose à son fabricant une très grande maitrise du procédé. Cette pièce permet de réaliser des économies énormes en terme de masse, elle ne pèse que quelques grammes. Au niveau écologique, cela permet de diminuer la part des matériaux non-recyclables utilisés dans la fabrication du mobile. Il faut en effet savoir que les matériaux que l’on désigne par le terme « plastiques » (famille des polymères) sont en réalité assez peu recyclables, et rarement refondus.
Il existe deux grandes familles de polymères : les thermoplastiques et les thermodurcissables . Seuls les premiers peuvent être refondus et réutilisés. Les autres, une fois mis en forme à chaud, brulent si on les chauffe à nouveau. La coque arrière amovible fait partie de la première famille, un bon point pour Samsung, qui gagne ainsi un petit bonus écologique.
La face avant :
Nous l’évoquions également lors de la précédente revue technique, la face avant, majoritairement représentée par le large écran au revêtement de type « Gorilla Glass », comporte une petite bordure noire, brillante, légèrement plus haute que la surface de l’écran. A quoi peut bien servir ce rebord ?
Plusieurs réponses sont envisageables ici, et la première qui vient à l’esprit concerne la protection de l’écran en cas de chute. En effet, en admettant que le mobile tombe face contre terre, c’est le rebord qui toucherait le sol, et pas l’écran. C’est ingénieux, mais une réponse beaucoup plus subtile est également possible. Comme vous le savez peut-être, il est absolument impossible de produire deux pièces strictement identiques. C’est à dire que d’un Galaxy S II à l’autre, certaines dimensions peuvent varier.
Ces variations sont de l’ordre du centième voire du dixième de millimètre. Cela peut vous paraitre infime, mais en réalité cela ne l’est pas tant que ça. Il suffit de deux dixièmes de millimètre pour qu’un défaut de planéité d’un écran soit visible à l’oeil nu (reflets de formes irrégulières suivant la zone). Le support sur lequel est fixé l’écran étant lui-même injecté, sa forme peut varier d’une pièce à l’autre.
Pour ruser et lutter contre ce qu’on appelle les dispersions de fabrication, Samsung à ajouté ce petit rebord. Son but est de rendre invisible tout écart de hauteur de l’écran par rapport à son support, ou du moins, de l’atténuer. Nous nous sommes amusés à mesurer la distance entre le rebord de l’écran et l’écran lui-même sur plusieurs Galaxy S II, le résultat est intéressant : environ 4 dixièmes d’écart de hauteur d’un modèle à l’autre. Cela représente presque un demi-millimètre, pourtant, cela ne se voit pas.
Ce rebord permet également d’assurer un positionnement relatif de la coque et de l’écran correct en réalisant des butées. L’opération d’assemblage est alors plus simple, il suffit de s’aligner sur ce rebord, puis de venir au contact afin de se caler en butée et enfin de fixer la plaque de « Gorilla Glass ». Le résultat est une vitre d’écran alignée avec les bords du mobile.
Le rebord joue ici son rôle à merveille en nous empêchant de remarquer les écarts possibles de hauteur de l’écran du mobile tout en assurant une protection rudimentaire. Une preuve supplémentaire du casse-tête des techniciens et ingénieurs pour trouver des solutions sans sacrifier l’esthétisme ! Une jolie ruse pour contrer le défaut esthétique potentiel causé par une différence de niveau de l’écran d’un endroit à l’autre de la face avant.
La base du mobile :
Passons à présent à la partie basse du mobile, celle qui accueille la grille du haut parleur. On remarque immédiatement son aspect brillant et ses larges contours arrondis. Les techniciens présents dans la salle auront noté l’utilisation d’une nuance de matériau différente que pour la coque amovible, il s’agit manifestement d’un autre type de Polycarbonate voire d’ABS.
Pas de renfort de fibre de carbone ici comme c’est le cas pour la coque arrière, ce n’est pas justifié. En revanche, les larges arrondis contribuent à améliorer la rigidité de l’ensemble. Les mécaniciens et physiciens parlent d’une augmentation du moment quadratique de la pièce. En clair : plus ce moment quadratique est élevée plus la pièce est difficile à « plier » (pour simplifier). Les arrondis des coins inférieurs sont de rayons plus importants que ceux des coins supérieurs, et ce pour éviter de rendre trop fragile cette partie du mobile. La conséquence de cela est une différence de niveau entre la coque arrière amovible et la base accueillant le grille de haut parleur. Volonté stylistique ou pas, les larges arrondis sont responsables de cet écart.
Cette pièce démontre à elle seule la nécessité de tenir compte de l’adéquation pièce / procédé de fabrication / matériau utilisé pour décider de la forme finale du composant. Il aurait été possible de rendre plus compact le Galaxy S II à cet endroit, mais cela aurait été au sacrifice d’une rigidité nécessaire étant donné la finesse déjà record de ce mobile.
Conclusion :
La nécessité de trouver des solutions aux problèmes liés à la fabrication industrielle d’un produit pousse techniciens et ingénieurs à élaborer des stratégies techniques, visant à minimiser l’impact des défauts de fabrication potentiels sur l’apparence, ainsi que sur le respect du cahier des charges du produit. C’est au travers d’une analyse attentive des différentes dimensions et écarts entre deux mobiles identiques qu’il nous à été possible de mettre en évidence le bien fondé de telle ou telle solution et d’émettre ces commentaires.
Le Galaxy S II est un bon exemple des contraintes à prendre en compte lors de la conception d’un produit. Un concepteur doit toujours garder à l’esprit que les pièces qu’il dessine sur son écran restent une représentation idéale, parfaite, et que jamais il ne sera possible de les fabriquer, dans les dimensions exactes indiquées. Le mieux que nous puissions faire génère au mieux un écart de 1 ou 2 centièmes de millimètres par rapport aux dimensions du modèle 3D en ce qui concerne les procédés de fabrication conventionnels. Cela peut paraitre ridicule, mais mis bout à bout, c’est assez pour empêcher un avion de décoller.
A très bientôt pour une nouvelle Revue Technique ! N’hésitez pas à réagir et à donner votre avis dans les commentaires !
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