S'approprier un cahier des charges écrit avec le langage SysML - Maxicours

S'approprier un cahier des charges écrit avec le langage SysML

Objectifs
  • Connaitre la constitution et le rôle d’un cahier des charges.
  • Savoir lire et utiliser un cahier des charges écrit avec le langage SysML.

Niveau préconisé : 5e

Points clés
  • Le cahier des charges est un document qui présente les raisons pour lesquelles on lance un projet et ce que l'objet technique à concevoir doit être capable de faire.
  • Au collège, le cahier des charges s'utilise en projet ou lors de travaux pratiques.
  • Lorsqu'il est écrit avec le langage SysML, un cahier des charges comporte :
    • la problématique et les enjeux du projet ;
    • un diagramme des cas d'utilisation de l'objet technique ;
    • et un diagramme des exigences que l'objet technique devra respecter.

Cette fiche présente un cahier des charges écrit avec le langage SysML. 

Le SysML est un langage de représentation qui permet de construire un cahier des charges, mais ce n'est pas le seul : il existe aussi la méthode APTE.

Si la méthode qui a été vue en classe est la méthode APTE, cette fiche n'est pas à étudier. 

1. Qu'est-ce qu'un cahier des charges ?
Le cahier des charges d'un projet est un ensemble de documents. Ces documents décrivent de manière précise ce que l'objet technique à créer doit être capable de faire.

Un projet commence toujours par la rédaction de son cahier des charges. Une fois rédigé, le cahier des charges sert de référence pour concevoir l'objet technique.

Pour chaque solution technique à trouver, composant à choisir, etc., il faut s'assurer que ce choix respecte le cahier des charges.

À la fin du projet, on se sert du cahier du charge pour vérifier et valider que l'objet technique fasse bien tout ce qui était prévu.

Remarque
La rédaction du cahier des charges étant assez complexe, c’est généralement l'enseignant qui le rédige au collège.

Au collège, le cahier des charges typique comprendra :

  • une problématique ;
  • des enjeux ;
  • un diagramme des cas d'utilisation ;
  • un diagramme des exigences.
Remarque
Il existe d'autres documents et diagrammes qui permettent aussi de rédiger un cahier des charges.

Le diagramme des cas d'utilisation et le diagramme des exigences font partie du langage de modélisation SysML.

SysML (System Modeling Langage) est un langage de modélisation qui permet de décrire des objets technqiues avec des diagrammes. Plusieurs diagrammes SysML sont utilisés en technologie au collège, sous une forme simplifiée.
2. Les documents d'un cahier des charges
a. Problématique et enjeux

En technologie, la problématique d’un projet décrit le problème technique que l'objet technique à créer/modifier va aider à résoudre.

Exemple
Comment s’assurer de la bonne hydratation d'une personne âgée ?

Les enjeux présentent l'impact que le projet aura sur la société, sur l'environnement, sur l’économie, etc.

Exemple
Améliorer la santé des personnes âgées ; rendre plus sereins les membres de leur famille.
Remarque
La plupart des projets actuels essaient d'avoir un impact positif sur un ou plusieurs piliers du développement durable : pilier économique, pilier social et pilier environnemental.

Lors d'un projet, la problématique et les enjeux seront les deux premiers documents à prendre en main et à analyser. Ils permettent de saisir la portée du projet, ses limites et les problèmes qu'il tente de résoudre. Leur lecture est souvent suivie d'une recherche documentaire.

Remarque
Il est intéressant de mener une veille technologique et/ou de monter un dossier documentaire à ce stade.

Lors de travaux pratiques sur un objet technique, la lecture de la problématique et des enjeux permet de comprendre l'utilité de l'objet technique.

b. Le diagramme des cas d'utilisation

Le diagramme des cas d'utilisation est un diagramme qui présente les situations dans lesquelles l'objet technique sera utilisé. Il présente aussi les personnes et/ou éléments qui utiliseront l'objet technique ou interagiront avec.

Exemple
Ce diagramme des cas d'utilisation indique que l'objet technique « verre d’eau connecté » sera utilisé par une « personne âgée », mais aussi qu’un « membre de la famille » interviendra dans certaines situations.
Le « verre d’eau connecté » sera utilisé dans trois situations : une des situations sera, par exemple, quand la « personne âgée » pourra « recevoir un rappel/alerte en cas d'hydratation insuffisante ».
Remarque
Le nom anglais du diagramme des cas d'utilisation est use case diagram, abrégé uc.

Chaque bulle qui présente une situation est nommée « cas d'utilisation ».
Chaque élément qui interagit avec le système est nommé « acteur ».

Certains acteurs ne sont pas des humains (animaux, plantes, etc.), ni même des êtres vivants (soleil, route, réseaux cellulaires, etc.).

Remarque
Les acteurs humains sont représentés par un stickman, les autres acteurs et les groupes d’humains par un cube avec éventuellement un symbole à l’intérieur (soleil, nuage, etc.).

Lors d'un projet, la lecture du diagramme des cas d'utilisation permet de savoir comment et par qui l'objet technique sera utilisé. On peut ensuite adapter la conception de l'objet technique en conséquence.

Le diagramme des cas d'utilisation sert aussi en fin de projet à valider le prototype(1) en s’assurant qu'il permet d'effectuer chaque cas d'utilisation.

(1) Un prototype est la première version, parfois incomplète, de l'objet technique réalisé lors d’un projet.

Lors de travaux pratiques, la lecture du diagramme des cas d'utilisation permet de connaitre le cadre d'utilisation de l'objet technique et de mieux comprendre, par exemple, pourquoi telle forme ou telle couleur a été choisie.

c. Le diagramme des exigences

Le diagramme des exigences est un diagramme qui décrit toutes les fonctionnalités de l'objet technique, c’est-à-dire tout ce que l'objet technique doit être capable de faire. Il donne aussi des précisions numériques à propos de certaines fonctionnalités.

Exemple
Ce diagramme des exigences indique que l'objet technique « verre d’eau connecté » devra, par exemple, être capable de « détecter son niveau de remplissage », entre « 0 cl » et « 25 cl » avec une précision de « 5 cl ».
Remarque
Le nom anglais du diagramme des exigences est requirement diagram, abrégé req.

Chaque bloc qui présente une fonctionnalité est nommé « exigence ».

Principe
Chaque bloc comporte un titre, un id (qui est un numéro d’identifiant), ainsi qu’un texte descriptif.

Un bloc peut être subdivisé en plusieurs sous-blocs grâce au symbole « + » inscrit dans un cercle. Les sous-blocs auront alors un identifiant dérivé du bloc principal.
Par exemple, le bloc d’id 1, donnera les sous-blocs d’id 1.1, 1.2 et 1.3.

Lors d'un projet, l'analyse et la prise en compte du diagramme des exigences est très importante durant la phase de conception.
Chaque choix de technologie et/ou de composant, par exemple, devra se faire en s'assurant qu'il convient aux exigences.

Le diagramme des exigences servira aussi en fin de projet à vérifier, une par une, que chaque exigence est bien satisfaite par le prototype qu’on a réalisé.

Lors de travaux pratiques, les exigences sont souvent comparées aux résultats des expérimentations ou des simulations. Ils permettent de dire si un modèle simulé est pertinent ou si un objet technique réel fait bien ce qu’il devrait faire.

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