16 Janvier 2012

Cahier des Charges Fonctionnel - I-1

Exprimer les besoins en termes de fonctions et de contraintes

A. Objet

Avertissement : Le texte de ce chapitre consacré au Cahier des Charges Fonctionnel est en partie extrait de la norme AFNOR « NF X 50-151 Analyse de la Valeur, Analyse Fonctionnelle - Expression du besoin et cahier des charges fonctionnel » et adapté au contexte des projets scientifiques.

Le Cahier des Charges Fonctionnel (CdCF) est un document par lequel un demandeur (ou son représentant) exprime ses besoins (ou ceux dont il a la charge d'exprimer) en termes de services attendus du produit et non pas en termes de solutions et de moyens de réalisation. Les services attendus, généralement nommés fonctions de service dans un CdCF, sont exprimés de manière techniquement neutre et négociable,

Au travers de la neutralité technique des fonctions de service, le CdCF favorise l'innovation et garantit la concurrence entre solutions. Le degré de négociabilité associé à chaque élément de description d'une fonction de service suscite par ailleurs l'optimisation entre les performances et les coûts.

Le CdCF laisse ainsi toute latitude aux initiatives du concepteur pour rechercher un éventail de solutions et proposer la solution optimale en regard d'objectifs fixés qui sont généralement relatifs aux performances, coûts et délais.

B. Principes d'élaboration

Basée sur une analyse fonctionnelle externe, l'élaboration du CdCF doit aboutir à une juste expression du besoin et donner la meilleure traduction de ce besoin en termes de fonctions de services et de contraintes.

L'élaboration du CDCF s'effectue selon quatre étapes :

  • cadrage de l'étude,
  • constitution du groupe de travail,
  • validation du besoin et analyse fonctionnelle externe,
  • rédaction du CdCF.

 

1. Cadrage de l'étude

Le premier objectif de cette étape est de situer le projet dans son contexte général et de positionner le produit attendu dans le système auquel il doit s'intégrer. La définition des caractéristiques du résultat attendu de l'étude, des délais accordés et des ressources allouées constitue le second objectif de cette étape qui conditionne la réussite des activités des étapes suivantes.

2. Constitution du groupe de travail

Un CdCF doit intégrer les préoccupations de tous les partenaires concernés. De ce fait, son élaboration requiert des compétences pluridisciplinaires et un travail collectif. A cette fin, la mise en place d'un groupe de travail, animé par un spécialiste en analyse fonctionnelle, est vivement recommandée pour réaliser l'étude. Les compétences des membres du groupe de travail doivent être complémentaires et couvrir les domaines de la définition des besoins, de l'utilisation du produit, des différentes interfaces entre le produit et son environnement d'utilisation, sans omettre si nécessaire les domaines de l'installation, de la maintenance, etc. Des concepteurs peuvent aussi participer aux réflexions du groupe de travail pour appréhender les besoins à satisfaire.

Le groupe de travail ainsi constitué réalise une analyse fonctionnelle externe afin de produire un CdCF dont il assure la justification de toutes les fonctions de service attendues.

Dans le cas du CDCF d'un instrument réalisé par un laboratoire scientifique, le groupe de travail constitué comprendra :

  • le Responsable scientifique (ou son représentant), émetteur du besoin,
  • le Chef de Projet technique du laboratoire (ou son représentant),
  • le Chef de Projet du CNES (ou son représentant),
  • le Responsable de la plate-forme devant embarquer l'instrument,
  • un responsable Assurance Produit et/ou Sûreté de Fonctionnement du CNES,
  • des spécialistes pour des technologies particulières selon les cas.

 

3. Analyse fonctionnelle externe

C'est la phase essentielle de l'élaboration du CdCF. Elle comprend :

  • la validation du besoin qui consiste à vérifier que le besoin est clairement identifié, correctement formulé et à apprécier sa stabilité dans le temps. Cette validation peut être obtenue par les questions suivantes : A qui ou à quoi le produit rend-il service ? Sur quoi agit-il ? Dans quel but est-il créé ? Pourquoi ce besoin existe-t-il ? Qu'est ce qui pourrait le faire évoluer ? Le modifier ? Le supprimer ?
  • l'analyse fonctionnelle qui inclut :
    • l'identification des éléments constituant l'environnement du produit (personnes, équipements, ambiance, etc.), elle favorise la recherche exhaustive des fonctions de service et contraintes ;
    • le recensement des fonctions de service et des contraintes qui décrivent respectivement les services attendus du produit et les limitations imposées par le demandeur ou par l'environnement du produit ;
    • la caractérisation de chaque fonction de service et de chaque contrainte, elle consiste à identifier les critères permettant d'apprécier la réalisation de la fonction ou le respect de la contrainte, de fixer leurs niveaux (ou performances) et d'indiquer le degré de négociation (flexibilité) de chaque niveau en vue de rendre optimum le rapport coût/performance ;
    • la détermination de l'importance relative accordée aux fonctions de service et contraintes par un simple classement ou une notation.

 

4. Rédaction du CdCF

Les résultats de l'analyse fonctionnelle externe sont consignés dans le CdCF par le groupe de travail qui est solidairement responsable de son contenu auprès du décideur de l'étude.

C. Contenu type

1. Objet

Ce chapitre indique brièvement les objectifs du CdCF et le produit auquel il s'applique.

2. Présentation générale du produit

2.1 Le produit et son environnement

Seront présentés ici le concept général du produit, son environnement général afin d'appréhender son niveau d'intégration et les principaux services attendus pour lesquels il doit être conçu (synthèse de la formulation du besoin ou énoncé du besoin fondamental).

L'objectif est de faciliter la prise de connaissance rapide et claire du produit par le concepteur.

2.2 Le contexte du projet, les objectifs

L'objet de ce paragraphe est de fournir au concepteur toutes les informations utiles sur le contexte général du projet :

  • situation du projet dans un programme plus vaste ;
  • études « amont » déjà effectuées ;
  • études menées en parallèle sur des sujets voisins si elles peuvent être divulguées ;
  • parties concernées par le déroulement du projet et ses résultats (responsable du produit chez le demandeur, services ou personnes qui seront les utilisateurs réels du produit) ;
  • nature de la prestation demandée (s'agit-il d'une étude de faisabilité, de définition, de réalisation de maquette, de prototypes, ...) ;
  • degré d'intérêt pour les solutions nouvelles, originales ;
  • caractère confidentiel s'il y a lieu.

 

3. Enoncé fonctionnel du besoin

L'énoncé fonctionnel du besoin est le résultat d'une analyse fonctionnelle externe basée sur les éléments de la « présentation générale du produit ». Il constitue la partie essentielle du CdCF et fournit une référence du besoin à satisfaire pour toutes les parties.

3.1 Identification de l'environnement du produit

Il est défini par la liste exhaustive des éléments (personnes, équipements, matières, ambiances, etc.) qui constituent l'environnement du produit au cours de son utilisation. Ceux-ci se trouvent en situation d'agir sur lui ou de subir ses actions.

L'environnement en situation d'utilisation est ensuite complété par les environnements hors utilisation apparaissant lors du développement, de la production, du transport, du stockage, de la manutention, des intégrations, de la maintenance, etc.

3.2 Enoncé des fonctions de services et des contraintes

Ce paragraphe établit :

  • la liste des fonctions de service qui traduisent des actions attendues du produit pour répondre à tout ou partie du besoin exprimé par un utilisateur donné (ou tout élément du milieu environnant) ;
  • la liste des contraintes qui sont soit des restrictions à la liberté de choix de conception imposées par le demandeur, soit des limitations imposées par l'environnement du produit.
    Les fonctions de service et les contraintes s'expriment généralement sous forme d'un verbe suivi d'un ou plusieurs compléments.
    Afin de faire connaître l'importante relative des fonctions, le CdCF peut comporter soir un classement soit une notation des fonctions.

 

3.3 Caractérisation des fonctions de service et des contraintes

Pour chaque fonction de service et contrainte, ce paragraphe :

  • établit la liste des critères permettant d'apprécier la réalisation de la fonction ou le respect de la contrainte ;
  • fixe, pour chaque critère, le niveau d'appréciation (ou performance) souhaité et sa flexibilité qui indique la possibilité ou la plage de négociation du niveau d'appréciation.

 

Des critères généraux d'appréciation applicables à toutes les fonctions ou contraintes peuvent également être définis. Les critères décisifs permettant d'évaluer les solutions sont précisés.

Trois exemples de fonctions caractérisées sont donnés ci-après.

Exemple

FonctionsCritères d'appréciationNiveauxFlexibilités
Faire des images de la TerreDomaine spectral
Nombre de canaux
Champ
Fréquence de revisite
[4,2 µm - 7,5 µm
5
60 km x 60 km
2 fois par jour
F0 (Impératif)
De 4 à 7
F1 (Peu négociable)
Limite d'acceptation : 1 fois par jour
Respecter les ressources allouéesMasse
Consommation électrique
< 120 kg
< 75 W
F1
F2 (Négociable)
Transformer les caractéristiques des photons gamma reçus de la source cible en données numériquesPlage de mesure du champ énergétique
Résolution de la mesure
[20 KeV - 8 MeV]
> 2 KeV
F0
F1

 

 

Risques

RisquesNon adéquation besoin-solution
 RecommandationsDETERMINER LE JUSTE BESOIN FONCTIONNEL
Cahier des Charges Fonctionnel (CDCF)
EXPRIMER CLAIREMENT LES EXIGENCES ET CONTRAINTES TECHNIQUES
Spécification Technique de Besoin (STB)

 

Activités / documentation