Fiche de révision : Analyse des systèmes pluri-technologiques

📋 Plan du Cours

1. Systèmes pluri-technologiques et frontière d’étude
2. Matière d’œuvre et valeur ajoutée
3. Éco-conception et impacts environnementaux
4. Cycle de vie et transfert d’impact
5. Cahier des charges et ingénierie système
6. Cycle en V et langage SysML
7. Exigences et cas d’utilisation
8. Séquences et comportements du système
9. Structure et échanges entre composants
10. Chaînes fonctionnelles et flux d’énergie
11. Flux d’information et chaînes fonctionnelles

📖 1. Systèmes pluri-technologiques et frontière d’étude

🔑 Notions clés & Définitions

• Système pluri-technologique : Ensemble structuré de sous-systèmes ou composants qui interagissent de manière organisée pour réaliser une fonction globale.

📝 Points essentiels

📌 La frontière d’étude détermine les éléments inclus dans le système et ceux considérés comme appartenant à son environnement selon le point de vue adopté.

• Le comportement d’un système résulte des comportements de ses éléments et des interactions entre ces éléments.

💡 Astuce mémo

Interactions entre éléments → comportement global du système

📖 2. Matière d’œuvre et valeur ajoutée

🔑 Notions clés & Définitions

• Matière d’œuvre : Tout élément transformé par le système.
• Valeur ajoutée : La modification des propriétés de la matière d’œuvre après son passage dans le système.

📝 Points essentiels

• Les trois grands types de matière d’œuvre sont:
  • la matière
  • l’énergie
  • l’information

💡 Astuce mémo

Entrée : matière d’œuvre ; sortie : propriétés modifiées

📖 3. Éco-conception et impacts environnementaux

★ À maîtriser

📌 L’éco-conception s’intègre dans une démarche de développement durable pour sa dimension environnementale et dans la responsabilité sociétale des entreprises.

• Les trois familles d’impacts environnementaux sont:
  • les ressources naturelles non renouvelables
  • les pollutions
  • les nuisances

Compléments

• Les émissions équivalentes de CO2 par tonne produite sont:
  • 120 kg pour le verre bouteille
  • 250 kg pour le ciment
  • 300 à 850 kg pour l’acier
  • 400 kg pour le verre plat
  • 300 à 500 kg pour le papier-carton
  • 500 à 1600 kg pour les plastiques
  • 600 à 3000 kg pour l’aluminium

💡 Astuce mémo

Ressources → pollutions → nuisances

📖 4. Cycle de vie et transfert d’impact

🔑 Notions clés & Définitions

• Transfert d’impact : Le déplacement d’un problème environnemental d’une étape du cycle de vie vers une autre.

📝 Points essentiels

• Le cycle de vie d’un produit commence par l’extraction des matières premières et se termine par son élimination, sa fin de vie ou son recyclage.

💡 Astuce mémo

Extraction → fabrication → utilisation → fin de vie

📖 5. Cahier des charges et ingénierie système

🔑 Notions clés & Définitions

• Cahier des charges fonctionnel : Document qui formalise le besoin du client et l’ensemble de ses requêtes de manière fonctionnelle.

★ À maîtriser

📌 La maîtrise d’ouvrage définit le besoin, le cahier des charges fonctionnel et le projet, tandis que la maîtrise d’œuvre est responsable de la solution et de sa réalisation.

Compléments

• En 1996, le Standish Group indiquait que 16 % des projets respectaient leur cahier des charges, 31 % n’aboutissaient pas, 45 % dépassaient le budget de plus de 50 % et 57 % étaient en retard de plus de 50 %.

💡 Astuce mémo

MOA : besoin ; MOE : solution

📖 6. Cycle en V et langage SysML

★ À maîtriser

• Le cycle en V comprend une phase descendante de décomposition du problème et de choix technologiques, puis une phase ascendante de vérification par simulations ou essais expérimentaux.

• SysML est un langage dérivé d’UML qui propose des diagrammes pour décrire un système selon ses fonctions, son utilisation, ses performances et sa structure.

Compléments

• Le MBSE, ou Model Based System Engineering, modélise les éléments liés au produit afin d’éviter des conceptions insuffisantes ou erronées.

💡 Astuce mémo

Définir → concevoir → réaliser → vérifier

📖 7. Exigences et cas d’utilisation

🔑 Notions clés & Définitions

• Diagramme des exigences : Le diagramme des exigences spécifie la mission ou fonction du système ainsi que les exigences attendues, notamment techniques, environnementales et économiques.

📝 Points essentiels

• Chaque exigence est caractérisée par un ou plusieurs critères, un niveau de performance attendu et une flexibilité représentant l’écart acceptable.

• Les relations principales sont:

  • « refine » précise une exigence
  • « verify » représente l’élément de vérification
  • « satisfy » relie l’exigence au bloc qui la satisfait

💡 Astuce mémo

Exigence : ce qui est attendu ; cas d’utilisation : service rendu

📖 8. Séquences et comportements du système

🔑 Notions clés & Définitions

• Diagramme des cas d’utilisation : Décrit les fonctionnalités offertes par un système en identifiant les services qu’il rend à ses acteurs.

• Diagramme de séquence : Le diagramme de séquence décrit le déroulement séquentiel des interactions entre acteurs, système ou sous-systèmes.

📝 Points essentiels

• L’énoncé d’un cas d’utilisation commence par un verbe à l’infinitif, principalement un verbe d’interaction.

• Les fragments de séquence signifient:
  • loop : répétition
  • opt : exécution conditionnelle
  • alt : choix entre deux exécutions
  • par : activités simultanées

💡 Astuce mémo

Message → activité → interaction séquentielle

📖 9. Structure et échanges entre composants

🔑 Notions clés & Définitions

• Diagramme de définition de blocs : Définit la structure hiérarchique des éléments constitutifs d’un système en le décomposant en systèmes et sous-systèmes.

• Diagramme de blocs internes : Permet d’identifier les échanges entre les composants d’un système.

📝 Points essentiels

• Les ports de flux représentent les échanges de matière, d’énergie ou d’information entre constituants de même niveau, tandis que les ports standards représentent les services invoqués par un autre constituant.

💡 Astuce mémo

Définir les blocs → détailler les échanges

📖 10. Chaînes fonctionnelles et flux d’énergie

🔑 Notions clés & Définitions

• Énergie : Représente globalement la transformation d’un système entre un état initial et un état final, indépendamment du temps nécessaire pour l’effectuer.
• Puissance : La puissance est l’énergie fournie à chaque instant et son unité dans le Système international est le watt, avec $1\,\mathrm{W}=1\,\mathrm{J/s}$.

★ À maîtriser

📌 La chaîne d’information pilote et surveille le système, tandis que la chaîne d’énergie gère et transforme l’énergie nécessaire à l’action sur la matière d’œuvre.

📐 Formule — La puissance est le produit de la grandeur d’effort e et de la grandeur de flux f : $P(t)=e(t)f(t)$.

Compléments

📐 Formule — L’unité de l’énergie dans le Système international est le joule, avec $1\,\mathrm{J}=1\,\mathrm{N\cdot m}$.

💡 Astuce mémo

Énergie : agir sur la matière ; information : piloter et surveiller

📖 11. Flux d’information et chaînes fonctionnelles

🔑 Notions clés & Définitions

• Vitesse angulaire : La vitesse angulaire est la dérivée de la position angulaire et décrit sa variation par unité de temps.

📝 Points essentiels

• Les trois types de flux d’information sont:

  • le flux analogique
  • le flux numérique
  • le flux logique

• Les fonctions principales comprennent:

  • acquérir
  • traiter
  • communiquer
  • alimenter
  • moduler
  • convertir
  • transmettre
  • agir

• 🔄 La chaîne d’énergie suit l’enchaînement:

  1. l’alimentation fournit l’énergie
  2. le pré-actionneur module la puissance
  3. l’actionneur convertit la puissance
  4. le transmetteur transmet la puissance
  5. l’effecteur agit sur la matière d’œuvre

• 🔄 La chaîne d’information comprend: les capteurs acquièrent les informations, l’unité de commande traite les informations, l’interface de communication échange avec d’autres systèmes ou avec l’utilisateur

💡 Astuce mémo

Acquérir → traiter → communiquer ; alimenter → moduler → convertir → transmettre → agir

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des diagrammes SysML

Chaînes fonctionnelles