Analyse d'un système pluritechnique

Analyse d'un système pluritechnique

Définition

Un système pluritechnique combine plusieurs technologies (mécanique, électrique, informatique, hydraulique, thermique…) pour réaliser une fonction globale. Exemples : véhicule électrique, ascenseur, drone, station météo connectée.

Cadre de l'analyse fonctionnelle

L'analyse fonctionnelle décrit ce que fait le système avant de savoir comment. Elle se déroule en 3 étapes normées par la norme NF X 50-151 :

1. Analyse du besoin : formuler la finalité avec la « bête à cornes » : À qui rend-il service ? Sur quoi agit-il ? Dans quel but ?
2. Analyse fonctionnelle externe (AFE) : identifier les fonctions de service (FP principales, FC contraintes) via le diagramme pieuvre.
3. Analyse fonctionnelle interne (AFI) : décomposer en fonctions techniques et solutions (FAST, SADT/IDEF0).

Frontière et milieu extérieur

Toute étude commence par le tracé d'une frontière qui définit ce qui est dans le système et ce qui est extérieur. Le milieu extérieur regroupe les acteurs (utilisateur, réseau EDF, environnement climatique, réglementation).

Les 3 flux

Un système pluritechnique échange avec l'extérieur trois flux :

• Matière (M) : eau, air, produit fabriqué.
• Énergie (E) : électrique, mécanique, thermique.
• Information (I) : consignes, mesures, alarmes.

Cette décomposition permet de tracer un diagramme SADT A-0 (fonction globale) puis A0 (sous-fonctions).

Chaîne d'énergie / chaîne d'information

Toute réalisation d'une fonction opérative se décompose en :

• Chaîne d'énergie : Alimenter → Distribuer → Convertir → Transmettre → Agir.
• Chaîne d'information : Acquérir → Traiter → Communiquer.

Les deux chaînes sont couplées par la partie commande (µC, automate) qui reçoit les mesures et pilote les préactionneurs.

Exemple concret : cafetière connectée

• Fonction principale : préparer un café à la demande.
• Fonctions contraintes : sécurité électrique (NF EN 60335), niveau sonore < 65 dBA, appairage smartphone via BLE.
• Chaîne d'énergie : prise 230 V → interrupteur → résistance chauffante 1 200 W (η ≈ 90 %) → jet d'eau chaude → tasse.
• Chaîne d'information : bouton + sonde température → µC ESP32 → notification smartphone.
• Bilan de puissance : $P_{\text{utile}}/P_{\text{absorbée}} = 1080/1200 \approx 0{,}90$.

Outils graphiques

• Bête à cornes, diagramme pieuvre : besoin, fonctions.
• FAST : fonctions techniques et solutions.
• SADT/IDEF0 : décomposition hiérarchique par activités.
• SysML (BDD, IBD) : version « ingénierie système » moderne, cf. chapitre Modélisation.

Normes citées

• NF X 50-151 : expression fonctionnelle du besoin.
• NF EN 60300 : sûreté de fonctionnement.
• ISO/IEC/IEEE 15288 : cycle de vie système.

À retenir

• Un système = frontière + fonctions + flux (M/E/I) + chaînes énergie/information.
• On analyse le besoin AVANT les solutions techniques.
• Bête à cornes, pieuvre, FAST, SADT et SysML sont complémentaires.