Lernzettel: Gestion de Projet et Conception Technique

📋 Plan du Cours

1. Critères de choix et critères de performance
2. Diagramme des besoins des parties prenantes
3. Mission, besoins et contraintes du robot
4. Planification et revue de projet
5. Organisation d’un projet et gestion des tâches
6. Exigences, contraintes et performances d’un objet
7. Démarche de projet et cahier des charges
8. Prototype : conception, fabrication et validation
9. Outils numériques et machines pour prototyper
10. Cycle de vie d’un produit et tests

📖 1. Critères de choix et critères de performance

🔑 Notions clés & Définitions

• Cahier des charges : Document qui formalise les besoins, contraintes et exigences d’un système afin de guider les choix techniques et d’évaluer la conformité.
• Critères de choix : Critères utilisés pour sélectionner une solution, notamment la qualité, l’efficacité énergétique, la durabilité et la recyclabilité.
• Critères de performance : Exigences mesurables d’un système, exprimées par des grandeurs quantitatives comme la vitesse ou l’autonomie énergétique.
• Diagramme des besoins des parties prenantes : Représentation qui relie chaque besoin et contrainte aux critères et niveaux de performance attendus.
• Niveau de performance demandé : Valeur chiffrée ou spécification de performance qui influence directement le choix des solutions et le coût du système.

📝 Points essentiels

• Les critères de choix portent sur la qualité, l’efficacité énergétique, la durabilité et la recyclabilité.
• Les critères de performance sont des grandeurs mesurables (exemples : vitesse, autonomie énergétique).
• Le diagramme des besoins relie besoins/contraintes aux critères et aux niveaux de performance demandés.
• Un niveau de performance élevé oriente le choix des solutions et augmente généralement le coût du système.
• Pour un robot de téléprésence, la zone de déplacement impose une agilité avec détection d’obstacles.
• Pour le robot, la communication doit couvrir 50 m et rester sécurisée, avec une vidéo HD pour transmettre son et image.

💡 Astuce mémo

Choix = Qualité + Énergie + Durée + Recyclage ; Performance = Mesure (vitesse, autonomie) + Niveaux chiffrés (impact coût).

📖 2. Diagramme des besoins des parties prenantes

🔑 Notions clés & Définitions

• Besoin contrainte : Besoin qui impose des limites techniques ou réglementaires à respecter pour que le système soit acceptable.
• Besoin service attendu : Besoin lié à l’usage que les utilisateurs attendent du système pendant l’interaction.
• Besoin opérationnel : Besoin qui décrit ce que le système doit réaliser concrètement pour fonctionner dans son environnement.
• Besoin performance : Besoin qui fixe des objectifs mesurables de qualité (vitesse, portée, temps, angle, etc.).
• Robot de téléprésence : Système mobile permettant à un utilisateur de communiquer à distance tout en se déplaçant et en s’orientant dans une salle.

📝 Points essentiels

• Besoin contrainte environnement : l’impact doit être aussi faible que possible grâce à des pièces éco-conçues.
• Besoin contrainte environnement : privilégier des matériaux recyclables pour réduire l’empreinte.
• Besoin service attendu orientation : le système doit pouvoir s’orienter de façon autonome selon la personne qui parle.
• Besoin service attendu orientation : le système doit aussi pouvoir s’orienter à distance par l’élève hors de la salle de classe.
• Besoin opérationnel agilité : le robot doit se déplacer et tourner sur lui-même.
• Besoin opérationnel agilité : vitesse minimale/objectif indiquée à 2 km/h pour le déplacement.

💡 Astuce mémo

Contrainte = limites (environnement, normes, énergie) ; Service = usage (s’orienter) ; Opérationnel = actions (se déplacer, détecter) ; Performance = chiffres (2 km/h, 1 m, 180° en 8 s).

📖 3. Mission, besoins et contraintes du robot

🔑 Notions clés & Définitions

• Planification de projet : La planification de projet est l’organisation qui anticipe les tâches, leur ordre, leurs responsables et les moyens à mobiliser.
• Tâche de projet : Une tâche de projet est une activité à réaliser dans un temps donné pour faire avancer le projet.
• Antériorités : Les antériorités décrivent l’ordre obligatoire entre deux tâches, où l’une doit se faire avant l’autre.
• Planning : Le planning est un outil de visualisation qui montre l’organisation du projet dans le temps.
• Revue de projet : Une revue de projet est un moment d’échange qui permet de décider collectivement pour valider des acquis et orienter la suite.

📝 Points essentiels

• La planification répond à quatre questions : quoi, quand, qui, comment, puis combien pour la durée.
• Le planning doit être mis à jour régulièrement car le projet évolue et subit des aléas.
• Les tâches sont des activités réalisées sur une durée donnée pour atteindre les objectifs du projet.
• Les antériorités signifient qu’une tâche doit se dérouler avant une autre.
• Un planning sert à visualiser l’organisation et à anticiper l’enchaînement des travaux.
• Les revues de projet valident des acquis, réduisent l’inconnu et aident à prendre des décisions pour la suite.

💡 Astuce mémo

Quoi-Quand-Qui-Comment-Combien : l’ordre des questions pour planifier, puis on met à jour le planning quand les aléas arrivent.

📖 4. Planification et revue de projet

🔑 Notions clés & Définitions

• Cahier des Charges : Le cahier des charges est un document qui décrit le besoin auquel le système doit répondre et les utilisations prévues.
• Contexte d’utilisation : Le contexte d’utilisation regroupe les éléments de l’environnement qui interagissent avec le système pendant son usage.
• Exigences liées à l’usage : Les exigences liées à l’usage expriment ce que l’utilisateur attend concrètement du système pour répondre à son besoin.
• Exigences liées à l’estime : Les exigences liées à l’estime traduisent des préférences de l’utilisateur, comme l’apparence ou le style recherché.
• Performances : Les performances sont des caractéristiques mesurables ou quantifiables que le système doit atteindre.

📝 Points essentiels

• La planification vise à cadrer les décisions en validant des acquis, en réduisant l’inconnu et en orientant la suite du projet.
• Le concepteur commence par lister les exigences à satisfaire, puis identifie les performances à atteindre et les contraintes à respecter.
• Les contraintes incluent notamment les normes et règlements à appliquer pour choisir des solutions adaptées.
• Dès que la mission du système est formulée, le contexte d’utilisation doit être identifié en listant les éléments de l’environnement qui interagissent avec lui.
• Le cahier des charges relie le besoin du système à ses utilisations prévues et sert de base pour sélectionner les solutions techniques.
• Les exigences peuvent être classées en usage (fonctionnel) et estime (préférences), ce qui aide à clarifier les attentes avant de concevoir.

💡 Astuce mémo

Usage = ce que ça fait, Estime = ce que ça plaît ; Cahier des charges = Besoin + Utilisations + Contexte.

📖 5. Organisation d’un projet et gestion des tâches

🔑 Notions clés & Définitions

• Langage de modélisation SysML : Langage de modélisation utilisé pour décrire un système, ses exigences et ses interactions avec l’environnement.
• Diagramme de contexte : Diagramme SysML qui présente le système étudié et les acteurs/éléments externes qui interagissent avec lui.
• Diagramme des exigences : Diagramme SysML qui structure les exigences et relie chaque exigence à des critères de performance attendus.
• Exigence : Fonction à réaliser ou contrainte à respecter par un système, servant de base aux choix de conception.
• Critères de performance : Indicateurs mesurables associés à une exigence pour préciser le niveau de performance attendu.

📝 Points essentiels

• Un diagramme de contexte décrit le système à étudier et les éléments externes qui interagissent avec lui.
• Les exigences sont des fonctions ou contraintes à satisfaire, donc elles guident la recherche de solutions.
• Les choix finaux sont des compromis influencés par le niveau de performance attendu.
• Les exigences peuvent être classées par type : fonctionnement, développement durable, esthétique, normes, ergonomie, budget.
• Pour chaque exigence, on précise des critères et un niveau de performance demandé afin d’orienter les solutions et le coût.
• Le niveau de performance attendu a un impact direct sur les décisions techniques et sur le prix du système.

💡 Astuce mémo

Contexte → acteurs, Exigences → fonctions/contraintes, Performances → critères + niveaux (donc coût).

📖 6. Exigences, contraintes et performances d’un objet

🔑 Notions clés & Définitions

• Niveau de performance : Le niveau de performance attendu fixe le degré de résultat à atteindre et oriente directement les choix techniques et le coût du système.
• SysML : SysML est un langage de modélisation utilisé pour représenter et structurer des exigences et des performances d’un système.
• Diagramme des exigences : Le diagramme des exigences est une représentation qui organise les exigences d’un produit et leurs critères associés.
• Serrure connectée : La serrure connectée est un exemple de système dont les exigences portent sur l’accès, la commande, l’ergonomie et la mémorisation des utilisateurs.
• Critères d’exigence : Les critères d’exigence précisent les conditions de conformité associées à chaque exigence.

📝 Points essentiels

• Le niveau de performance demandé influence le choix des solutions techniques et le coût global du système.
• SysML sert à modéliser les exigences et les performances d’un objet.
• Un diagramme des exigences regroupe les exigences et leurs critères de vérification.
• Pour la serrure connectée, l’exigence d’accès vise l’entrée et la sortie d’un local ou d’une maison sans clé.
• Pour la serrure connectée, l’exigence de commande impose verrouillage et déverrouillage du pêne.
• Pour la serrure connectée, la commande doit être possible par contact ou à distance, avec une connexion sécurisée comme critère associé (selon le schéma).

💡 Astuce mémo

Performance → choix de solutions → coût : plus c’est exigeant, plus c’est coûteux.

📖 7. Démarche de projet et cahier des charges

🔑 Notions clés & Définitions

• Besoin : Le besoin décrit le problème ou l’attente à satisfaire avant de concevoir un produit ou un service.
• Cahier des charges : Le cahier des charges fixe les exigences et contraintes à respecter pour guider la conception et les choix.
• Recherche de solution : La recherche de solution consiste à explorer plusieurs pistes techniques ou organisationnelles pour répondre au besoin.
• Choix des solutions : Le choix des solutions sélectionne, parmi les options trouvées, celles qui répondent le mieux aux exigences du cahier des charges.
• Prototype : Le prototype est la première réalisation concrète d’un objet, utilisée pour vérifier les solutions retenues.

📝 Points essentiels

• La démarche de projet vise la création ou l’amélioration d’un produit ou d’un service.
• Le projet suit une suite d’étapes : besoin, cahier des charges, recherche de solution, choix des solutions, production/réalisation, prototype, présentation finale.
• La modélisation et la simulation numérique servent à tester une solution avant la réalisation.
• La gestion des tâches organise le travail de l’équipe pour produire les livrables au bon moment.
• La collaboration et la gestion du temps permettent de tenir les délais et d’avancer efficacement.
• Les revues de projet produisent des documents clairs et corrects au fur et à mesure jusqu’à la présentation finale.

💡 Astuce mémo

Besoin → Cahier des charges → Solutions → Prototype → Présentation (B-C-S-P-P).

📖 8. Prototype : conception, fabrication et validation

🔑 Notions clés & Définitions

• CAO : Logiciel de conception assistée par ordinateur qui permet de dessiner une pièce en 2D/3D avant fabrication.
• Fraiseuse numérique : Machine-outil pilotée par ordinateur qui usine une pièce à partir d’un modèle numérique.
• Imprimante 3D : Machine qui fabrique un objet en ajoutant de la matière couche par couche à partir d’un fichier numérique.
• Prototypage rapide : Méthode de réalisation d’un prototype en enchaînant conception, fabrication et tests avec des outils numériques.
• Fablab : Lieu ouvert au public mettant à disposition des outils, notamment des machines pilotées par ordinateur, pour concevoir et fabriquer des objets.

📝 Points essentiels

• Pour fabriquer une pièce, on la dessine en CAO puis on transfère le modèle vers une fraiseuse numérique ou une imprimante 3D.
• Le prototypage rapide de structure passe par une esquisse/croquis, puis une représentation 2D/3D (schéma/dessin technique) et une modélisation.
• La fabrication d’une structure peut se faire par usinage ou par impression 3D.
• Un prototypage de circuit de commande décrit un fonctionnement (ex. alternance DEL allumée/éteinte avec des temporisations) sous forme d’algorithme ou d’organigramme.
• La validation s’appuie sur une simulation avant de passer à la réalisation matérielle.
• Un Fablab est un « fabrication laboratory » : un espace public avec machines-outils pilotées par ordinateur et autres moyens de conception/réalisation.

💡 Astuce mémo

CAO → Machine : dessine en CAO, puis envoie à Fraiseuse numérique ou Imprimante 3D.

📖 9. Outils numériques et machines pour prototyper

🔑 Notions clés & Définitions

• Carte mentale : Outil graphique qui organise visuellement les idées autour d’un thème central pour structurer l’étude d’un besoin.
• Brainstorming : Technique de génération d’idées en groupe où l’on produit un maximum de propositions avant de les trier.
• Méthode QQOQCP : Méthode d’analyse fondée sur des questions pour préciser un besoin et son contexte (Quoi, Qui, Où, Quand, Comment, Pourquoi, Combien).
• Graphe PIEUVRE : Représentation des interactions entre éléments d’un système, utilisée pour analyser les relations dans un projet.

📝 Points essentiels

• L’étude du besoin est une étape cruciale : un projet échoue si les attentes et le besoin ne sont pas clairement définis.
• Pour définir le besoin, on peut utiliser le brainstorming et une carte mentale afin de faire émerger et structurer les idées.
• La méthode QQOQCP consiste à répondre aux questions Quoi, Qui, Où, Quand, Comment, Pourquoi, Combien pour cadrer le besoin.
• Le graphe PIEUVRE (associé au graphe 3bête à cornes) sert à analyser les interactions entre éléments du système étudié.
• À la fin de l’étape 1, on doit lister toutes les fonctions du produit et associer à chacune des critères et des niveaux d’exigence.
• Pour chaque fonction, on précise l’énoncé de la fonction, puis les critères et les niveaux (degré d’exigence attendu).

💡 Astuce mémo

Carte mentale = idées en arborescence ; QQOQCP = Quoi Qui Où Quand Comment Pourquoi Combien ; PIEUVRE = interactions.

📖 10. Cycle de vie d’un produit et tests

🔑 Notions clés & Définitions

• Mémoire flash : La mémoire flash est un type de stockage électronique qui conserve des informations sans alimentation continue.
• Capacité de stockage : La capacité de stockage correspond à la quantité de données qu’un support peut conserver, par exemple en Go.
• Prototype : Un prototype est une version réalisée pour vérifier concrètement des solutions techniques avant la production.
• Tests destructifs : Les tests destructifs sont des essais qui peuvent détériorer ou détruire le prototype pour vérifier sa tenue.
• Tests non destructifs : Les tests non destructifs sont des essais qui contrôlent le prototype sans le détruire.

📝 Points essentiels

• La conception associe chaque fonction à une solution technique permettant de respecter les contraintes.
• Les prototypes sont soumis à des tests destructifs ou non destructifs pour valider (ou non) les solutions techniques.
• Quand toutes les solutions sont validées, la production puis la commercialisation peuvent commencer.
• Le cycle de vie se découpe en Étude, Réalisation, Distribution, Utilisation, puis Fin de vie.
• Étude : 1 Besoin + Marché, 2 Fonctions de services, 3 Conception, 4 Prototype + Test.
• Réalisation : 5 Industrialisation, 6 Fabrication, 7 Contrôle, 8 Conditionnement.

💡 Astuce mémo

Prototype = Test avant Production : Étude→Réalisation→Distribution→Utilisation→Fin de vie.

📊 Tableaux de synthèse

Critères de choix vs critères de performance

Type	Exemples	Rôle
Critères de choix	qualité, efficacité énergétique, durabilité, recyclabilité	servir à sélectionner une solution
Critères de performance	vitesse, autonomie énergétique, distance de communication, temps, plage angulaire	fixer des grandeurs mesurables et des niveaux demandés

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. Confondre critères de choix et critères de performance : les premiers guident la sélection (qualité, énergie, durabilité, recyclabilité) tandis que les seconds sont des grandeurs mesurables avec un niveau chiffré.
2. Croire que le niveau de performance demandé n’influence pas le coût : le cours précise qu’il a un impact direct sur le choix des solutions et sur le coût du système.
3. Mélanger les besoins : un besoin service attendu concerne l’usage (ex. s’orienter), alors qu’un besoin opérationnel décrit ce que le système doit réaliser (ex. se déplacer et tourner).
4. Oublier que les antériorités imposent un ordre obligatoire entre tâches : une tâche doit se faire avant une autre, ce n’est pas une simple recommandation.
5. Penser que le planning est figé : il doit être mis à jour régulièrement car le projet évolue et subit des aléas.
6. Confondre exigences et solutions : une exigence est une fonction à remplir ou une contrainte à satisfaire, les solutions techniques sont choisies ensuite pour y répondre.
7. Se tromper sur les tests : les tests destructifs peuvent détériorer ou détruire le prototype, alors que les tests non destructifs contrôlent sans le détruire.

✅ Checklist Examen

1. Définir cahier des charges et expliquer qu’il relie le besoin aux utilisations prévues pour guider la conception et sélectionner des solutions.
2. Citer les critères de choix (qualité, efficacité énergétique, durabilité, recyclabilité) et donner leur rôle dans la sélection d’une solution.
3. Donner la définition des critères de performance et citer des grandeurs mesurables (vitesse, autonomie énergétique, etc.).
4. Expliquer le diagramme des besoins des parties prenantes : relier chaque besoin/contrainte aux critères et niveaux de performance demandés.
5. Pour le robot de téléprésence, associer au moins 4 besoins à leurs critères de performance (ex. 50 m, vidéo HD, 2 km/h, 1 m, 5 h, 180° en 8 s, normes électriques/NF).
6. Distinguer besoin contrainte, besoin service attendu, besoin opérationnel et besoin performance, avec un exemple tiré du robot de téléprésence.
7. Décrire la démarche de projet dans l’ordre : besoin, cahier des charges, recherche de solution, choix des solutions, production/réalisation, prototype, présentation finale.
8. Expliquer le rôle de la planification : répondre à Quoi/Quand/Qui/Comment/Combien, utiliser les antériorités, et mettre à jour le planning en cas d’aléas.
9. Définir la revue de projet et dire ce qu’elle permet : valider des acquis, réduire l’inconnu et orienter la suite par des décisions capitales.
10. Expliquer comment qualifier et quantifier les performances : pour chaque exigence, préciser critères et niveaux de performance demandés, et relier cela au coût.
11. Décrire la réalisation d’un prototype : dessiner en CAO puis transférer vers fraiseuse numérique ou imprimante 3D, et présenter le prototypage rapide de structure (esquisse/croquis → 2D/3D → modélisation → usinage/imprim
12. Décrire le cycle de vie d’un produit et les tests : Étude (besoin/marché → fonctions → conception → prototype+test), Réalisation (industrialisation/fabrication/contrôle/conditionnement), puis distribution, utilisation, fi
13. Préciser la différence entre tests destructifs et non destructifs, et dire à quoi ils servent dans la validation des solutions techniques.