Expression du besoin et Cahier des charges

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Objectif[modifier]

On peut définir le cahier des charges comme l'énoncé du problème de réalisation d'un système technique. C'est donc un ensemble d'exigences précises et quantifiées que devra respecter le système lorsqu'il sera en fonction. Il sert de document de travail pour la conception du système mais a aussi un rôle contractuel dans la relation client/fournisseur.

Afin d'établir le cahier des charges, il est nécessaire de définir précisément le besoin auquel doit répondre le système.

Frontière d'analyse / flux d'échanges[modifier]

L'analyse du besoin est donc des relations du système avec son environnement nécessite de définir précisément la frontière entre les deux. Cette frontière est parfois évidente lorsqu'on étudie un appareil dans son ensemble, comme un lecteur de CD; elle l'est moins si on étudie un sous-système comme une direction assistée d'automobile.

Exemple : le store SOMFY Ensemble SOMFYII.jpg

Si on étudie ce système automatique de déploiement du store, on peut inclure ou non la toile du store et ses barres de maintien dans le système.

Dans chacun des cas, l'action sur l’environnement du système est différent :

  • dans le premier cas, le système, réduit au tambour moteur et à l’électronique de commande va agir sur la toile du store;
  • dans le second cas, incluant la toile, le système va agir sur le rayonnement du soleil;

La frontière définie permet d'étudier précisément les flux échanger entre le système et son environnement. Ces flux peuvent être de différntes natures :

  • Flux de matière (fluide, liquide, solide, pièces, cartons, bouchons....)
  • Flux d'énergie : mécanique, électrique ....
  • Flux d'information : quantité de matière, intensité du courant, vitesse mesurée, données...

L'expression du besoin[modifier]

A partir du besoin exprimé par le demandeur (le client), on formule les fonctions auxquelles doit répondre le système.

Les fonctions d'un système[modifier]

L'expression des fonctions est normalisée par l'AFNOR : une fonction se compose d'un verbe ou d'un groupe verbal caractérisant l'action, et de compléments représentant les éléments du milieu extérieur concernés par la fonction. Le sujet de la phrase n’apparaît pas, mais il renvoie toujours au produit analysé.

La définition d'une fonction est donnée par la norme AFNOR X50-151 : « Action d'un produit ou de l'un de ses constituants exprimée exclusivement en terme de finalité ». Outre cette définition formelle, certaines règles d'usage sont à respecter :

  • la forme passive est à éviter.
  • la forme négative est à éviter.
  • la formulation de la fonction doit être indépendante des solutions susceptibles de la réaliser.
  • la formulation doit être la plus concise et la plus claire possible.

Exemples[modifier]

  • "Déplacer l'utilisateur" pour un moyen de transport
  • "Respecter l'environnement"
  • "Utiliser l'énergie disponible"

Différents types de fonctions[modifier]

Fonction principale (ou fonction d'usage)[modifier]

C'est la fonction qui satisfait le besoin. Elle assure la prestation du service rendu. C'est la raison pour laquelle le produit a été créé. Une fonction principale peut être répartie en plusieurs fonctions élémentaires (action attendue d'un produit pour répondre à un élément du besoin, traduisant la raison d'être d'un sous-système du produit).

Exemple : Fonction principale d'un véhicule automobile : "Transporter les utilisateurs"

Fonction contrainte[modifier]

D'après la norme AFNOR X50-151 : «La contrainte c'est la limitation à la liberté de choix du concepteur réalisateur d'un produit.» Il s'agit de recenser les conditions qui doivent être impérativement vérifiées par le produit, mais qui ne sont pas sa raison d'être.

Exemple : Fonctions contraintes d'un véhicule automobile : "Assurer la sécurité des utilisateurs", "Respecter les normes environnementales"...

Fonction complémentaire[modifier]

Fonction qui facilite, améliore, ou complète le service rendu. Ce type de fonction ne résulte pas de la demande explicite du client, et n'est pas non plus une contrainte. Il s'agit de proposer au client des améliorations pour son produit.

Exemple : Fonctions complémentaires d'un véhicule automobile : "Réguler automatiquement la vitesse", "Assister la commande de direction"...Il est importante de respecter ces règles pour l'expression des fonctions :


la "bête à corne"[modifier]

On utilise un outil graphique appelé bête à cornes qui permet une expression graphique du besoin en donnant la réponse aux questions suivantes :

  • À qui le Produit rend-il service ?
  • Sur quoi le Produit agit-il ?
  • Dans quel but le Produit existe-t-il?
Image:Bete_a_cornes.png


Exemple : l'automobile

L'expression du besoin pour les véhicules automobiles peut être décrite par le graphe ci-contre.

Image:Outil_bete_à_corne_automobile.png


Voir exemple traité : Store SOMFY.

Le diagramme pieuvre (ou graphe des interactions)[modifier]

Ce diagramme est constitué du produit, au centre, et, autour, des éléments de son environnement (milieu extérieur). Il sert à l'expression de fonctions, et donc permet la représentation graphique d'une partie du Cahier des Charges. Il permet également de bien identifier l'environnement d'évolution du système, de déterminer avec précision et concision les relations entre ce système et les éléments du milieu environnant et les relations entre couples d'éléments extérieurs.

Le diagramme pieuvre ne remplace pas un cahier des charges, il permet uniquement d'en représenter certains points avec une grande rapidité de compréhension.

On fait apparaître les relations (fonctions) entre le produit et le milieu extérieur. Ces relations correspondent au service rendu par le produit et permettent d'élaborer un cahier des charges.

Deux types de fonctions sont en jeu :

  • les fonctions principales : ce sont les fonctions pour lesquelles le produit est élaboré, donc en fait celles qui pourraient répondre aux exigences de l'utilisateur. On les dessine par des liens entre deux éléments de l'environnement, liens passant par le système ;
  • les fonctions contraintes : elles sont un lien entre le produit et un élément de l'environnement. Elles naissent d'une contrainte imposée par un élément extérieur, de l'existence d'un produit déjà existant ou encore d'une exigence particulière de l'utilisateur voire de la présence de normes et de législations.
Diagramme pieuvre.png


Voir exemple traité : Store SOMFY.


Exemple : l'automobile

On peut modéliser le système "véhicule automobile" par le diagramme pieuvre suivant:


  • FP1 : Permettre aux utilisateurs de se déplacer sur le sol.
  • FC1 : Rester insensible aux perturbations de la route, reprendre les efforts de propulsion.
  • FC2 : Contribuer au respect de l’environnement.
  • FC3 : Être esthétique.
  • FC4 : Résister au milieu extérieur
  • FC5 : Utiliser les énergies disponibles. Ne pas consommer trop.
  • FC6 : Respecter les réglementations
  • FC7 : Être confortable.
Note : une FP relie deux milieux extérieurs d'utilisation , ici utilisateurs et sol
Diagramme pieuvre automobile.png

Cahier des charges fonctionnel[modifier]

A partir du diagramme précédent, on peut reprendre chacune des fonctions énumérées dans un tableau et donner à chacune un ou plusieurs critères d'appréciation, un niveau à respecter et une tolérance (ou flexibilité).

Pour l'exemple de l'automobile , le cahier des charge pourrait être en partie :

Fonction
Intitulé
Critère d'apréciation
Niveau
Flexibilité
FP1 Permettre aux utilisateurs de se déplacer sur le sol
  • Vitesse
  • Autonomie
  • Nombre de places
  • 130 km/h
  • 1000 km
  • 5
  • +-10 km/h
  • +- 100 km
  • aucune
FC2 Contribuer au respect de l'environnement
  • dégagement de CO2
  • matériaux recyclables
  • 80 g de CO2/km
  • 70 %
  • maximum
  • minimum
FC5 Utiliser les énergies disponibles. Ne pas consommer trop.
  • carburant
  • consommation
  • gazole
  • 4,5 l/100 km cycle mixte
  • aucune
  • maximum