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Identifier et caractériser les contraintes d'un produit

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Objectifs

Connaitre les notions de critères d’appréciation et de niveau de performance.
Identifier et caractériser les contraintes d’un produit à partir de son cahier des charges.

Points clés

Les contraintes d’un produit peuvent être extraites de son cahier des charges.
Un critère d’appréciation est une caractéristique qualitative, observable et mesurable, qui permet d’évaluer la façon dont une fonction est assurée ou dont une contrainte est respectée.
Le niveau de performance est la valeur, ou l’intervalle de valeurs, attendue pour un critère d’appréciation donné.

1. Contraintes, niveaux et critères

a. Critères et niveaux

Les contraintes de conception d’un produit représentent les exigences que le produit doit satisfaire pour atteindre ses objectifs : plaire aux utilisateurs, respecter les normes, respecter le développement durable, etc.

Remarque
Les contraintes de conception sont indiquées dans le cahier des charges. Elles sont notamment présentées dans le diagramme SysML des exigences.

Chaque contrainte peut se voir associée un ou plusieurs critères d’appréciation.

Un critère d’appréciation est une caractéristique qualitative, observable et mesurable, qui permet d’évaluer la façon dont une fonction est assurée ou dont une contrainte est respectée.

Exemples de critères d'appréciation courants
Résistances mécaniques, niveau sonore, températures, dimensions, consommation carburant, etc.

Remarque
Les critères d'appréciation sont eux aussi précisés dans le cahier des charges. Ils permettent de préciser numériquement les exigences.

Un critère d’appréciation est caractérisé par un niveau de performance.

Le niveau de performance est la valeur, ou l’intervalle de valeurs, attendue pour le critère d’appréciation.

On considère que le critère est respecté si les performances du produit sont équivalentes ou meilleures à celles définies par le niveau de performance du critère.

Exemple
On définit que la contrainte « autonomie énergétique » d’un drone sera évaluée par le critère « durée d’autonomie en vol ».

Pour ce critère, on établit un niveau de performance attendu à « 15 minutes ». On teste un prototype du drone : il peut voler 17 minutes.

On peut donc conclure que le critère « durée d’autonomie en vol » est respecté et que la contrainte « autonomie en vol » est satisfaite.

b. Types de contraintes

Type de contraintes	Définition	Exemples de critère et niveaux de performance pour un smartphone
Contraintes de fonctionnement	Caractéristiques techniques liées à l'utilisation du produit	Alimentation électrique adaptée au secteur 220 V Autonomie supérieure à 2 jours Masse inférieure à 220 g
Contraintes de sécurité	Règles et normes de sécurité imposées au produit	Volume sonore maximal respectant la réglementation européenne à 85 dB
Contraintes d'esthétique	Éléments répondant à ce que l'utilisateur considère comme étant beau	Aspect visuel du smartphone noté par un panel d’utilisateur sur 10
Contraintes d'ergonomie	Conditions facilitant l'utilisation du produit	Prise en main équivalente pour gaucher et droitier
Contraintes économiques	Cout, délais, budget, prix de vente	Prix de vente inférieur à 300 euros
Contraintes liées au développement durable	Conditions liées au respect du développement durable par le produit	Taux de recyclabilité du produit supérieur à 95 %

2. Identifier et caractériser des contraintes – Exemple

Les contraintes d’un produit se trouvent dans son cahier des charges.

On utilise ici l’extrait du cahier des charges d’un vivarium automatisé ci-dessous.

Extrait du cahier des charges d’un vivarium automatisé

Remarques

Ce cahier des charges est présenté sous la forme d’un diagrammes appelé diagramme SysML des exigences.
Le symbole « %RH » représente l’humidité relative de l’air. Plus cette valeur est élevée, plus l’air est humide, avec un maximum de 100 %RH atteint quand des gouttelettes d’eau commencent à se former dans l’air.
0 %RH serait un air sans aucune vapeur d’eau.
Un taux compris entre 30 %RH et 60 %RH est jugé confortable pour un humain.

Voici une méthode pour identifier et analyser les contraintes d’un produit.

Étape 1 – Isoler les contraintes du cahier des charges.

On peut isoler quatre contraintes d’après ce cahier des charges :

« Régulation de la température » ;
« Régulation de l'hygrométrie » ;
« Renouvellement de l’air » ;
« Paramétrage intuitif ».

Étape 2 – Déterminer le type de la contrainte.

Les trois premières contraintes sont des contraintes de fonctionnement, la dernière est une contrainte d’ergonomie.

Étape 3 – Identifier le critère d’appréciation utilisé.

La contrainte « Régulation de la température » comporte deux critères d’appréciation qui se déduisent en lisant le texte descriptif de l’exigence « Régulation température ».
Ces deux critères sont :

« Amplitude de température » : la température pourra être réglée entre une valeur minimale et une valeur maximale ;
« Vitesse de régulation » : la température devra pouvoir varier suffisamment rapidement.

Étape 4 – Identifier le niveau de performance attendu.

Le niveau de performance attendu pour le critère d’appréciation « Amplitude de température » est « de 5 °C à 50 °C ».
Le niveau de performance du critère « Vitesse de régulation » est « supérieure à 1 °C par minute ».

Étape 5 (facultatif) – Classer les contraintes dans un tableau.

Contrainte	Critère	Niveau
Régulation de la température	Amplitude de température	5 °C à 50 °C
Régulation de la température	Vitesse de régulation	> 1 °C / min
Régulation de l’hygrométrie	Amplitude d’hygrométrie	30 %RH à 95 %RH
Régulation de l’hygrométrie	Vitesse de régulation	> 5 %RH en 10 min
Renouvellement de l’air	Fréquence de renouvellement	2 fois par jour
Paramétrage intuitif	Temps nécessaire pour lire la notice	< 2 min

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