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L'énoncé du besoin et du cahier des charges

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Objectifs

► Prérequis
• Définir un objet technique
• Expliquer très simplement le fonctionnement d’un objet technique
• Citer la fonction d’usage principale d’un objet technique (« À quoi sert-il ? »)
• Expliquer simplement le fonctionnement d’un objet existant dans le but de l’améliorer
• Connaitre les étapes de la démarche de projet
• Savoir travailler en groupe

► Attendus
• Exprimer un besoin
• S’approprier un cahier des charges

1. SAVOIR

a. Définition

Un objet technique est conçu puis réalisé pour répondre à un besoin.

Avant de se lancer dans la fabrication de l’objet technique, il faut analyser et clairement formuler le besoin dans un document appelé « cahier des charges » pour garantir la satisfaction des attentes de l’utilisateur. Les objets techniques satisfont tous un besoin, il n’existe pas d’objets inutiles.

L’énoncé du besoin et le cahier des charges représentent respectivement la première et la deuxième étape d’un projet.

b. Règles

Dans la vie de tous les jours, l'Homme exprime des besoins qui peuvent être classés en trois grandes catégories :

les besoins vitaux (primaires) qui sont indispensables à sa survie ;
Exemple : se nourrir
les besoins sociaux (secondaires) qui sont nécessaires à sa survie ;
Exemple : s’instruire
les besoins personnels (tertiaires) qui améliorent sa vie.
Exemple : se distraire

Les diagrammes qui formalisent l’énoncé d’un besoin suivent des règles bien définies.

Exemple :
Le diagramme « Bête à Corne » est un outil graphique qui permet l’expression du besoin. La règle à suivre est de répondre aux trois questions ci-dessous :

À qui, à quoi le produit rend-il service ?
Sur qui, sur quoi agit-il ?
Dans quel but existe-t-il ?

2. SAVOIR-FAIRE ET SAVOIR-ÊTRE

a. Savoir-faire

► Exprimer un besoin le plus simplement possible

Exemple : « Communiquer à distance » est un besoin moderne de l’homme.

► Décrire sous forme graphique à l’aide de diagrammes le besoin que l’objet technique doit satisfaire (diagramme bête à cornes, diagramme pieuvre, méthode QQOQCPC)

Exemple :

Diagramme bête à cornes pour un portail automatique de collège.

► Énoncer un problème technique

Exemple :
Sachant que, pour des contraintes de sécurité, le matériau d’un objet technique doit être isolant électrique, quel est le matériau le plus adapté pour fabriquer cet objet ?

► Préciser les fonctions assurées par un objet technique

Exemple : « Transporter les manuels scolaires » est l’une des fonctions d’un sac.

► Identifier et formuler les contraintes imposées à un objet technique (OT)

Exemple :

Type de contrainte	Définition	Exemple pour un smartphone
Contrainte et fonctionnement	Conditions d'utilisation dans lequel l'OT va fonctionner	S'adapter au secteur 220 V
Contrainte de sécurité	Normes de sécurité imposées à l'OT	Respecter la règlementation du volume sonore
Contrainte d'esthétique	Éléments qui répondent aux gouts de l'utilisateur (couleur, forme, taille, etc.)	Plaire à l'utilisateur
Contrainte d'ergonomie	Conditions qui facilitent l'utilisation de l'OT (meilleure prise en main, limitation des efforts nécessaires)	S'adapter à l'utilisateur (taille, forme)
Contrainte économique	Cout, budget, prix de vente	Couter moins de 300 €
Contraintes d'environnement et de développement durable	Conditions qui limitent l'impact sur l'environnement de l'OT tout au long de sa vie (de sa conception à sa destruction)	Avoir une coque en plastique recyclable

► Analyser un cahier des charges en déterminant les trois éléments principaux
Les trois éléments principaux d’un cahier des charges sont :

les fonctions et contraintes ;
les critères d’appréciation ;
les niveaux de performance.

Exemple :
Un cahier des charges précise : « le four à fabriquer devra permettre le traitement de 100 % des déchets organiques générés par l’activité de l’abattoir ».

Nous avons donc les trois éléments suivants qui se dégagent :

Fonctions / Contraintes	Critère d'appréciation	Niveau de performance
Traiter les déchets	Pourcentage de traitement	100

► Formuler un cahier des charges de façon simplifiée

Exemple :
Le présent cahier des charges s’inscrit dans le cadre de la mise en œuvre de solutions énergétiques qui concernent la conception et la réalisation d’un système permettant d’alimenter un petit réfrigérateur de puissance 50 Watts en cas de coupure d’électricité. Les contraintes suivantes devront être respectées :

Performance : équipement très fiable.
Entretien : aucune exigence particulière en dehors d'un nettoyage périodique.
Encombrement : aucun espace disponible à l’intérieur de la maison.
Grande longévité : durée de vie ≥ 20 ans.
Consommation d'énergie : aucune consommation, ni électrique ni en carburant.
Confort d’utilisation : aucun bruit durant le fonctionnement.
Respect environnement : aucun rejet atmosphérique, aucune pollution visuelle.
Cout : production d’une énergie très peu chère.

► Prélever des données d’une norme pour s’approprier un cahier des charges

Exemple :
Le cahier des charges d’un flexible gaz pour cuisinière mentionne les éléments suivants :

Fonctions / Contraintes	Critère d'appréciation	Niveau de performance
Avoir une durée de vie de plusieurs années	NF (Norme Française)	NF D 36-103

La norme française référencée NF D 36-103 précise une durée de vie de 10 ans pour ce flexible.

b. Savoir-être

► Communiquer en posant des questions aux utilisateurs
Lors de l’expression d’un besoin dans un projet, il faut être capable de poser, de communiquer et de poser des questions très simples afin de réussir cette première étape.

Exemples de question :

Quelles sont les idées ou attentes des utilisateurs à l’origine du projet ?
Quelles sont les raisons qui ont fait apparaitre ce besoin ?
Quelles sont les personnes concernées par ce besoin ?
Dans quelle région et à quelle période ce besoin est-il exprimé ?
Combien de personnes sont concernées par ce besoin ?

3. À RETENIR - Glossaire

Objet technique : Objet fabriqué par l’homme pour satisfaire un besoin.

Besoin : Nécessité ou exigence formulée par l'Homme comme se loger, se soigner, manger ou encore communiquer à distance.

Fonction : Action faite par un objet pour répondre à un besoin de l’utilisateur.

Contrainte : Fonction particulière qui définit les limites d'un objet technique pour l’adapter à son usage. Une contrainte est issue de normes liées à la sécurité, à l'économie et à l’environnement.

Norme : Ensemble de différentes spécifications, définies par des organismes mondialement reconnus, qui décrivent un objet technique et qui servent de règles et de références techniques.

Cahier des charges : Document destiné au concepteur d’un objet technique, qui exprime le besoin d’un utilisateur en spécifiant les différentes fonctions et contraintes attendues.

Critère d’appréciation : Caractéristique qualitative, observable, mesurable (résistances mécaniques, niveau sonore, températures, dimensions, consommation carburant, etc.), retenue pour évaluer la façon dont une fonction est assurée ou une contrainte respectée. Il est précisé dans un cahier des charges.

Niveau de performance : Niveau quantitatif attendu pour un critère d’appréciation défini pour une contrainte spécifiée dans le cahier des charges d'un projet.

Diagramme bête à corne : Outil graphique qui exprime un besoin de façon simple.

Diagramme pieuvre : Outil graphique qui exprime un besoin de façon détaillée.

Méthode QQOQCPC : Outil de collecte d’informations qui permet de préciser un besoin en répondant aux questions suivantes : Qui ? Quoi ? Où ? Quand ? Comment ? Combien ? Pourquoi ?