Sciences de l’ingénieur · Première · 4 min de lecture
Exigences et diagrammes SysML : lire un cahier des charges
Lire un cahier des charges : besoin, mission principale, cas d’utilisation, exigences avec leur critère et leur niveau (valeur attendue, avec sa tolérance) ; reconnaître le rôle des principaux diagrammes SysML en lecture : cas d’utilisation (services rendus aux acteurs), exigences (performances attendues), définition de blocs (constituants du produit), blocs internes (flux de matière, d’énergie et d’information entre constituants), séquence (échanges dans le temps), états (comportement) ; vérifier si une performance mesurée ou simulée satisfait une exigence.
Chapitre du programme : Analyser les produits existants
Bloc 1 sur 7 · Comprendre
Comprendre : du besoin aux exigences
Avant de concevoir ou d’évaluer un produit, on analyse le besoin : à qui le produit rend-il service, et pour quoi faire ? Sa mission principale résume ce service ; les cas d’utilisation décrivent les services rendus à chaque acteur (l’utilisateur, un autre système).
Le cahier des charges traduit ce besoin en exigences. Une exigence dit ce que le produit doit satisfaire, pas comment il le fait. Elle est précisée par :
- un critère : ce que l’on mesure (une durée, une température, une masse…) ;
- un niveau : la valeur attendue, sous forme de borne (« au plus », « au moins ») ou de valeur avec une tolérance (« 20 °C à 0,5 °C près »).
Une exigence sans critère ni niveau ne peut pas être vérifiée.
Bloc 2 sur 7 · Approfondir
Approfondir : quel diagramme SysML pour quoi ?
Le langage SysML décrit un produit par des diagrammes ; au lycée, on les lit. Chacun répond à une question :
- cas d’utilisation : quels services le produit rend-il, et à quels acteurs ?
- exigences : quelles performances doit-il atteindre (critère, niveau) ?
- définition de blocs : de quels constituants est-il composé ? C’est une vue de la structure en « boîte noire » : elle montre la composition, pas les flux.
- blocs internes : comment les constituants sont-ils reliés ? Vue en « boîte blanche » : on y lit les flux de matière, d’énergie et d’information entre constituants.
- séquence : quels échanges ont lieu, et dans quel ordre, au cours du temps ?
- états : comment le produit se comporte-t-il, d’un état à l’autre ?
Exigence ou solution ? « La bouilloire doit chauffer l’eau en au plus 4 minutes » est une exigence. « La bouilloire utilise une résistance de 2 000 W » est une solution technique : un choix de conception pour satisfaire l’exigence.
Bloc 3 sur 7 · Exemple
Exemple : l’exigence est-elle satisfaite ?
Cahier des charges fictif d’une bouilloire : exigence « Chauffer l’eau rapidement » — critère : durée de chauffe d’un litre d’eau ; niveau : au plus 4 min. Lors d’un essai du prototype, on mesure 250 s.
- Mettre dans la même unité : on convertit le niveau dans l’unité de la mesure : 4 min = 4 × 60 = 240 s.
- Comparer à la borne : « au plus 240 s » ; or 250 s dépasse 240 s.
- Conclure : l’exigence n’est pas satisfaite.
Avec une tolérance. Un thermostat fictif doit maintenir la température à 20 °C à 0,5 °C près : l’intervalle accepté va de 20 − 0,5 = 19,5 °C à 20 + 0,5 = 20,5 °C, bornes comprises. Une mesure de 20,4 °C est dans l’intervalle : l’exigence est satisfaite.
Bloc 4 sur 7 · Visualiser
Visualiser : trois formes de niveau
| Forme du niveau | Exemple fictif | La mesure satisfait l’exigence si… |
|---|---|---|
| au plus N | durée de chauffe : au plus 240 s | mesure ≤ N |
| au moins N | autonomie : au moins N km | mesure ≥ N |
| N à T près | température : 20 °C à 0,5 °C près | N − T ≤ mesure ≤ N + T |
Dans les trois cas : même unité d’abord, comparaison ensuite.
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Sources
- BO spécial n°1 du 22 janvier 2019 — arrêté du 17 janvier 2019 (NOR MENE1901640A), annexe « Programme de sciences de l’ingénieur de première et terminale générales » (https://eduscol.education.gouv.fr/sites/default/files/document/spe640annexe1063436pdf-82092.pdf) — ANALYSER, p. 6-7 (outils d’ingénierie système : exigences et critères, cas d’utilisation, analyse structurelle)
- BO spécial n°1 du 22 janvier 2019 — arrêté du 17 janvier 2019 (NOR MENE1901591A), annexe 1 « Programme d’innovation technologique et d’ingénierie et développement durable de première et d’ingénierie, innovation et développement durable de terminale STI2D » (https://eduscol.education.gouv.fr/sites/default/files/document/spe591annexe11063610pdf-84507.pdf) — § 1.2.2, p. 16 (analyse du besoin ; lecture d’un cahier des charges en SysML) et § 2.1, p. 21 (diagrammes de blocs internes)
- SysML.org, « What are the SysML diagram types? » — diagramme de définition de blocs (vue de structure « boîte noire »), diagramme de blocs internes (vue « boîte blanche »), diagrammes d’exigences, de cas d’utilisation, de séquence, de machine à états (https://sysml.org/sysml-faq/what-are-sysml-diagram-types.html)
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