LE DÉCHETIF : Un flux et reflux interactif des déchets de fabrication numérique

Table des matières

• 1. Introduction & Aperçu
• 2. Le problème : Les déchets de fabrication numérique
  • 2.1 Impact environnemental
  • 2.2 Flux de déchets actuels
• 3. LE DÉCHETIF : Concept & Conception
  • 3.1 Réimagination poétique
  • 3.2 Mécanisme interactif
• 4. Cadre technique & artistique
  • 4.1 Système de détection & de réponse
  • 4.2 Choix des matériaux & esthétiques
• 5. Travaux connexes & Contexte
  • 5.1 Conception d'interaction durable (SID)
  • 5.2 Recherche sur les matériaux écologiques
• 6. Idées clés & Analyse
• 7. Détails techniques & Modèle mathématique
• 8. Résultats expérimentaux & Engagement des utilisateurs
• 9. Cadre d'analyse : Une étude de cas non-codée
• 10. Applications futures & Directions
• 11. Références

1. Introduction & Aperçu

« LE DÉCHETIF » est une installation artistique interactive qui pose une question provocatrice : Et si les déchets de fabrication numérique pouvaient observer le monde ? Elle transforme les matériaux mis au rebut issus de procédés comme l'impression 3D et la découpe laser en observateurs sensibles qui interagissent avec la présence humaine. L'installation imite le rythme du flux et du reflux des vagues océaniques, créant un dialogue silencieux et poétique entre les spectateurs et les résidus technologiques qu'ils produisent. Cette œuvre se situe à l'intersection de l'Interaction Humain-Machine (IHM), de la fabrication numérique, des arts médiatiques et de la durabilité, visant à favoriser un engagement public plus large avec les problématiques environnementales souvent confinées aux communautés d'experts.

2. Le problème : Les déchets de fabrication numérique

La démocratisation de la fabrication numérique a entraîné une augmentation des prototypages et de l'utilisation de matériaux, principalement des plastiques. Cela génère des déchets significatifs, incluant les structures de support, les impressions ratées et les chutes.

2.1 Impact environnemental

Les plastiques mal éliminés se décomposent en microplastiques, menaçant les écosystèmes marins. On estime que 11 à 23 millions de tonnes de plastique entrent dans l'océan chaque année [4]. Le cycle de vie du prototypage en IHM néglige souvent le coût environnemental complet de la consommation de matériaux.

2.2 Flux de déchets actuels

Les déchets courants incluent les structures de support d'impression 3D, le remplissage excédentaire, les impressions ratées et les chutes de contreplaqué de découpe laser. Ces matériaux sont typiquement perçus comme des sous-produits inertes, et non comme des entités ayant un potentiel de dialogue ou de réflexion.

3. LE DÉCHETIF : Concept & Conception

L'installation recontextualise le déchet, le faisant passer d'un problème à un participant.

3.1 Réimagination poétique

Le concept central est l'anthropomorphisme. Le déchet se voit attribuer une « voix » et un « regard ». Cela déplace la perspective de « Observer les déchets d'impression 3D » à « Être observé par les déchets d'impression 3D », remettant en question le rôle et la responsabilité du spectateur.

3.2 Mécanisme interactif

Lorsque les spectateurs s'approchent, l'installation s'éveille. Ses mouvements et ses sons sont conçus pour imiter les vagues de l'océan — une métaphore directe de la destination finale d'une grande partie des déchets plastiques. Cela crée une expérience sensorielle et réflexive à la fois belle et troublante.

4. Cadre technique & artistique

L'œuvre fusionne la technologie des capteurs, la sculpture cinétique et le design sonore.

4.1 Système de détection & de réponse

Des capteurs de proximité (par exemple, ultrasoniques ou LiDAR) détectent la présence et la distance des spectateurs. Ces données pilotent des actionneurs (probablement des servomoteurs ou moteurs pas-à-pas) pour créer le mouvement ondulatoire dans les pièces de déchets assemblées. Une rétroaction audio, ressemblant à des murmures océaniques, est générée algorithmiquement en fonction des paramètres d'interaction.

4.2 Choix des matériaux & esthétiques

Le matériau physique est le déchet lui-même — des plastiques imprimés en 3D et des chutes de bois de découpe laser sélectionnés. L'assemblage suit probablement des motifs organiques et non uniformes pour contraster avec les origines précises et géométriques des déchets. La palette de couleurs est dérivée des états originaux des matériaux, avec un éclairage possible pour renforcer la métaphore aquatique.

5. Travaux connexes & Contexte

LE DÉCHETIF s'appuie sur des domaines de recherche établis.

5.1 Conception d'interaction durable (SID)

Pionnière de chercheurs comme Blevis [1], la SID préconise l'intégration des considérations environnementales dans la conception d'interaction. Le cycle de vie durable du prototypage d'Eldy et al. [3] fournit un cadre pratique que LE DÉCHETIF complète en ajoutant une couche émotionnelle et persuasive.

5.2 Recherche sur les matériaux écologiques

Des initiatives comme le filament d'impression 3D à partir de marc de café usagé de Rivera et al. [5] représentent le côté science des matériaux de la durabilité. LE DÉCHETIF opère du côté perceptuel et comportemental, visant à changer les attitudes qui stimulent la demande pour de telles innovations.

6. Idées clés & Analyse

Idée clé : LE DÉCHETIF n'est pas une solution technique au problème des déchets ; c'est un cheval de Troie psychologique. Sa véritable innovation réside dans l'utilisation de la force fondamentale de l'IHM — créer des expériences engageantes — pour hacker la perception qu'a l'utilisateur des déchets, rendant la conséquence environnementale de la fabrication numérique personnelle, immédiate et étrangement belle.

Logique interne : La logique du projet est élégamment circulaire : 1) Prendre la production physique d'un système problématique (les déchets de fabrication). 2) Lui insuffler une agentivité en utilisant les outils de ce même système (capteurs, actionneurs, code). 3) Utiliser cette agentivité pour refléter le problème (la métaphore des vagues océaniques) vers les utilisateurs du système. Il referme la boucle de rétroaction typiquement rompue lors de l'élimination.

Forces & Faiblesses : Sa force est sa rhétorique puissante et non moralisatrice. Contrairement à une statistique ou un avertissement, elle crée de l'empathie pour l'inanimé. La faiblesse, commune au design spéculatif, est la mesurabilité. Une expérience poignante dans une galerie se traduit-elle par un changement de comportement dans un labo ou un makerspace ? Le projet repose fortement sur l'hypothèse que l'engagement affectif mène à l'action, un lien que les sciences comportementales trouvent souvent ténu.

Perspectives actionnables : Pour les chercheurs, c'est une référence sur la manière de rendre la recherche en SID captivante. L'étape suivante devrait être d'instrumenter l'installation pour collecter des données sur la façon dont l'expérience modifie les intentions déclarées des spectateurs ou, mieux encore, leurs choix de prototypage ultérieurs dans un atelier lié. Pour l'industrie, c'est un appel à considérer les flux de déchets non seulement comme des problèmes logistiques mais comme du matériau de conception et des canaux de communication. Imaginez une imprimante 3D qui, après une impression ratée, ne se contente pas de biper mais « soupire » visuellement avec un mouvement ondulatoire de sa poubelle — une version à petite échelle et intégrée du principe du DÉCHETIF.

7. Détails techniques & Modèle mathématique

Le mouvement ondulatoire peut être modélisé comme un système harmonique amorti, où les pièces de déchets répondent à la proximité du spectateur ($d$). Le niveau d'activation $A(t)$ d'un actionneur donné pourrait être gouverné par une fonction comme :

$A(t) = A_{max} \cdot e^{-\beta d} \cdot \sin(2\pi f t + \phi) \cdot S(t)$

Où :
- $A_{max}$ est l'amplitude maximale.
- $\beta$ est un coefficient d'amortissement inversement lié à la sensibilité de proximité.
- $f$ est la fréquence de l'oscillation de la vague.
- $\phi$ est un décalage de phase pour créer des effets de vague progressive sur plusieurs actionneurs.
- $S(t)$ est une fonction de bruit stochastique (par exemple, bruit de Perlin) pour imiter la variation naturelle et non mécanique des vagues.

La synthèse sonore pourrait utiliser un paramètre similaire ($d$) pour moduler l'amplitude et la fréquence d'une banque d'oscillateurs à bruit filtré, créant les « doux murmures de la mer ».

8. Résultats expérimentaux & Engagement des utilisateurs

Bien que le PDF ne présente pas de résultats quantitatifs formels, le résultat décrit est qualitatif et comportemental. « L'expérience » est l'exposition de l'installation. Le succès est mesuré par le comportement observé des spectateurs : engagement prolongé, posture contemplative et changements de perception rapportés lors d'entretiens post-expérience ou dans des registres de commentaires. Des résultats anecdotiques indiquent probablement que l'installation déclenche avec succès la réflexion souhaitée, rendant les spectateurs conscients du cycle de vie de leurs propres productions matérielles créatives. La juxtaposition du déchet high-tech avec le mouvement organique et océanique est la variable clé induisant cet état de réflexion.

Description de graphique (conceptuel) : Un histogramme hypothétique comparant les réponses des spectateurs à un sondage avant et après avoir vécu l'expérience du DÉCHETIF. L'axe des ordonnées montre le pourcentage de spectateurs étant d'accord avec des affirmations comme « Je me sens personnellement responsable de mes déchets de prototypage » ou « Les déchets de fabrication numérique me semblent être un problème abstrait ». Un changement positif significatif (augmentation pour la responsabilité, diminution pour l'abstraction) après l'expérience démontrerait visuellement l'impact de l'installation.

9. Cadre d'analyse : Une étude de cas non-codée

Cadre : La « Boucle Perception-Action pour une IHM Durable »

Application de l'étude de cas au DÉCHETIF :
1. Perception obscure : État normal : Les utilisateurs perçoivent les déchets de fabrication comme un sous-produit inévitable et inerte (« déchet »). La boucle de rétroaction entre la création et la conséquence environnementale est rompue.
2. Intervention : LE DÉCHETIF s'insère directement dans cette boucle rompue. Il représente physiquement à nouveau le déchet et simule sa destination environnementale potentielle (l'océan) par la métaphore.
3. Perception altérée : Nouvel état : Les utilisateurs sont forcés de percevoir le déchet comme une entité active avec un lien vers un écosystème plus large. La boucle est temporairement refermée par l'art.
4. Action potentielle : Le cadre émet l'hypothèse que cette perception altérée augmente la probabilité d'actions durables (par exemple, rechercher des filaments biodégradables, minimiser le matériau de support) dans les futures tâches de fabrication. Cette dernière étape nécessite une étude longitudinale pour validation.

Ce cadre peut être utilisé pour analyser d'autres projets de durabilité persuasive en IHM en cartographiant comment ils ciblent des « ruptures » spécifiques dans la boucle perception-action de l'utilisateur concernant l'utilisation des ressources.

10. Applications futures & Directions

1. Intégration comme outil pédagogique : Des versions réduites du DÉCHETIF pourraient être déployées dans les makerspaces universitaires, Fab Labs et écoles de design comme rappels interactifs permanents, reliant directement l'acte créatif à sa conséquence matérielle.
2. Systèmes génératifs & adaptatifs : Les itérations futures pourraient utiliser la vision par ordinateur pour analyser le type spécifique de déchets alimentant l'installation (par exemple, PLA vs. ABS, structure de support vs. impression ratée) et modifier son schéma de réponse en conséquence, créant un dialogue plus nuancé.
3. Physicalisation des données des flux de déchets : Le concept pourrait évoluer vers un tableau de bord de physicalisation de données en temps réel pour un laboratoire de fabrication. Le flux et reflux, la couleur ou le son de l'installation pourraient être liés à des métriques en direct de la consommation de matériaux, de l'utilisation d'énergie ou des taux d'impression réussis, rendant les flux de ressources tangibles et visibles.
4. Fécondation croisée avec l'art IA : L'intégration de modèles d'IA générative (comme ceux basés sur les principes de CycleGAN pour le transfert de style [7]) pourrait permettre au système de « rêver » ou de visualiser les formes futures potentielles ou les chemins de dégradation des déchets qui y sont placés, ajoutant une dimension temporelle à la réflexion.

11. Références

1. Blevis, E. (2007). Sustainable interaction design: invention & disposal, renewal & reuse. Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI '07).
2. DiSalvo, C., Sengers, P., & Brynjarsdóttir, H. (2010). Mapping the landscape of sustainable HCI. Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI '10).
3. Eldy, et al. (2023). A Sustainable Prototyping Life Cycle for Digital Fabrication. ACM Conference Paper.
4. IUCN. (2021). Marine plastics. International Union for Conservation of Nature.
5. Rivera, M. L., et al. (2022). Sustainable 3D Printing Filament from Spent Coffee Grounds. ACS Sustainable Chemistry & Engineering.
6. Karana, E., et al. (2015). The T(r)opic of Materials: Towards a Relational Understanding of Materials Experience. International Journal of Design.
7. Zhu, J., Park, T., Isola, P., & Efros, A. A. (2017). Unpaired Image-to-Image Translation using Cycle-Consistent Adversarial Networks. Proceedings of the IEEE International Conference on Computer Vision (ICCV).
8. Gaver, W. (2012). What should we expect from research through design? Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI '12).
9. IPCC. (2022). Climate Change 2022: Impacts, Adaptation and Vulnerability. Intergovernmental Panel on Climate Change.