Transcript 1 Phase 1 : Etudes de faisabilité

Conception et systémique
Etude de faisabilité
CP41
Méthodologies de conception
Samuel GOMES (UTBM)
[email protected]
Département GMC
Laboratoire SeT-ERCOS
Phase 1 : Etudes de faisabilité
1
Approche séquentielle de la conception : de la Définition des
besoins au Cahier des Charges
Phase 0 : Analyse du besoin
BESOINS
CLIENTS
Phase 1 : Etudes de faisabilité
CAHIER DES
CHARGES
Phase 2 : Etudes préliminaires
AVANT-PROJET
PRECONCEPTS
Phase 3 : Etudes détaillées
Phase 4 : Industrialisation
PROTOTYPE
INDUSTRIEL
PRE-SERIE
INDUSTRIELLE
Phase 5 : Production
PRODUIT
SERIE
Phase 6 : Maintenance/recyclage
PRODUIT
VALORISE
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Phase 1 : Etudes de faisabilité
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Approche séquentielle de la conception : de la Définition des
besoins au Cahier des Charges
Méthodes utilisées
DEFINITION
DES BESOINS
Outils à mettre
en oeuvre
Tableur
Gestion
Etudes de marché
Analyse marketing
Structuration
des données
Analyse fonctionnelle
Consultation de
bases de données
Recherche solutions
Analyse
statistique
Matrice
Produit
Méthode
MERISE
Analyse de
la valeur
Base de données des
technologies
QFD
Organisation de
la qualité
Définition fonctions
SADT
Normes
Gestion de l'env.
technique
Définition contraintes
d'environnement
CAHIER DES
CHARGES
TGAO
Mémoire
d'entreprise
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Approche séquentielle de la conception : de la Définition des
besoins au Cahier des Charges
Le but est de traduire le besoin en terme de fonctions utiles à remplir par le
produit dans un contexte concurrentiel donné

l’analyse marketing définit des objectifs, quantifie les volumes de marché et les
budgétise

l’analyse fonctionnelle permet de transformer les besoins en fonctions que doit
remplir le produit pour satisfaire le client

l’analyse de la valeur permet par la suite de rechercher une qualité optimale tout en
réduisant au strict nécessaire les ressources employées

la recherche de solutions existantes et la recherche de brevets par la veille
technologique permet dès le début de ne pas réinventer des solutions déjà
existantes

des méthodes d’organisation de l’information et des fonctions du produit et de
l’entreprise peuvent être mises en oeuvre pour organiser et structurer le projet
(exemple : SADT, OMT)
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Approche séquentielle de la conception : de la Définition des
besoins au Cahier des Charges
Le but est de rechercher les informations relatives au système Homme-ProduitEnvironnement à l’intérieur et à l’extérieur de l’entreprise







Identifier les utilisateurs du produit
Identifier l’environnement et «l’univers» du produit
Consulter Experts
Consulter les brevets existants (site espacenet)
Consulter la littérature scientifique et technique
Rechercher et analyser les normes relatives au produit
Effectuer un « Benchmarking » des produits existants
Il s’agit de rechercher des informations en termes de :





Technologies
Utilisation
Fabrication
Communication
Environnement
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Approche séquentielle de la conception : de la Définition des
besoins au Cahier des Charges
Outil pour valider les orientations : les listes de contrôle (check-lists)
Les listes de contrôle (check-lists) sont utilisées avec efficacité tout au long du
processus de conception.
Elles peuvent aider à cerner le problème. Elles jouent le rôle d'aide- mémoire
(phase de faisabilité), peuvent permettre de trouver des solutions nouvelles
(études préliminaires) et sont également très utiles dans la phase de
vérification.
Elles seront établies spécifiquement pour chaque problème posé.
Cette liste de contrôle longue, mais non exhaustive, pose des questions qui sont
liées à l'évolution générale :





des styles de vie,
des données du marketing,
des avancées de la technologie,
des contraintes de l'industrie
à l'évolution très générale des problèmes de la société.
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Phase 1 : Etudes de faisabilité
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Approche séquentielle de la conception : de la Définition des
besoins au Cahier des Charges
BESOIN
Questions et informations attendues en termes de besoins, de problème
posé
• Peut-on vérifier la validité de la demande?
• Quels sont les objectifs apparents et les objectifs sous- jacents ? Comment
peut-on analyser le problème en envisageant une demande prospective?
• Quel est l'environnement du problème?
• Quelles sont les interactions et conséquences possibles d'une modification de
la situation existante ?
• Peut-on faire une analyse globale de la situation (environnement - relation
homme/produit, homme/machine?
• Quels sont les problèmes de sécurité actuels ou pouvant se poser à long
terme?
• Peut-on dresser le schéma du système relationnel homme/tâches à accomplir,
homme/objectifs à atteindre, homme/problèmes à résoudre?
• Peut-on raisonner en terme d'économie et pour qui?
• Peut-on raisonner en terme d'économie de matières premières ?
• Quelle est l'ambiance dans laquelle s'inscrit le problème (visuelle, sonore,
thermique) ?
• Y a-t-il des problèmes légaux et juridiques?
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Approche séquentielle de la conception : de la Définition des
besoins au Cahier des Charges
Explorer des univers
proches de ceux du
futur produit
Jeux vidéo
(TELEPHONE PORTABLE)
High-tech
(HIFI salon)
Luxe professionnel
(mobilier en cuir)
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Approche séquentielle de la conception : de la Définition des
besoins au Cahier des Charges
TECHNOLOGIE
Questions concernant le produit
•
•
•
•
•
•
•
Peut-on analyser la relation produit/environnement?
Quels sont les services que l'on attend du produit?
Comment a-t-on répondu à cette question jusqu'ici?
D'après quels principes?
Quelles sont les normes?
Quelles sont les données et contraintes au niveau international?
Quelles performances le produit doit-il atteindre?










durée de vie,
fiabilité,
durabilité,
endurance,
maintenabilité,
dépense d'énergie,
économie de matières premières
sécurité,
étanchéité,
esthétique,
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Approche séquentielle de la conception : de la Définition des
besoins au Cahier des Charges
TECHNOLOGIE
Questions concernant le produit (suite 1)
•
•
Comment peut-on améliorer la qualité, la performance et l'apparence du
produit?
Quelles sources de gênes ou de dangers faut-il chercher à éliminer dans ce
type de produit? et en particulier:







électriques,
mécaniques,
chimiques,
acoustiques,
optiques,
thermiques,
hygrométriques.
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Phase 1 : Etudes de faisabilité
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Approche séquentielle de la conception : de la Définition des
besoins au Cahier des Charges
Exemple: Cas d'un moteur électrique
IP 55
IP: indice de protection
1er chiffre 5 :
•Machine protégée contre la poussière et contre
les contacts accidentels.
•Sanction de l'essai: Pas d'entrée de poussière
en quantité nuisible, aucun contact direct avec
des pièces en rotation. L'essai aura une durée
de deux heures (ex: pas d'entrée de talc
pouvant nuire au bon fonctionnement de la
machine).
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Phase 1 : Etudes de faisabilité
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Approche séquentielle de la conception : de la Définition des
besoins au Cahier des Charges
2eme chiffre 5 :
•Machine protégée contre les projection d'eau
dans toutes les directions provenant d'une lance
de débit 12.5l/min sous 0.3 bar à une distance
de 3m de la machine.
•Sanction de l'essai: Pas d'effet nuisible de l'eau
projetée sur la machine. L'essai aura une durée
de 3 minutes.
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Approche séquentielle de la conception : de la Définition des
besoins au Cahier des Charges
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Phase 1 : Etudes de faisabilité
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Approche séquentielle de la conception : de la Définition des
besoins au Cahier des Charges
TECHNOLOGIE
Questions concernant le produit (suite 2)
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Qu'entraînent les critères actuels et les impératifs de construction? Pourrait-il
exister d'autres principes de conception?
Quels effets induits peut-on imaginer (conséquence négatives ou
conséquences positives) ?
Ces effets émaneront-ils directement du produit ou du système ou seront-ils
une conséquence indirecte du produit ou du système?
De quelles relations avec d'autres appareils faut-il tenir compte (arrivée
électrique, sortie de pièces, de matériaux, relations fonctionnelles...) ?
Le produit doit-il se connecter ou pouvoir se connecter avec d'autres produits?
Quelles modifications peut-on apporter au produit en ce qui concerne la
logique de la disposition des éléments, les inscriptions, les coloris?
Y a-t-il une différence fondamentale ou mauvaise superposition entre la
logique des tâches à accomplir par l'usage et la logique du système machine?
Y a-t-il des problèmes d'intelligibilité du produit pour les usagers?
Y a-t-il des couleurs usuelles?
Comment le produit se positionne par rapport aux produits concurrents ?
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Phase 1 : Etudes de faisabilité
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Approche séquentielle de la conception : de la Définition des
besoins au Cahier des Charges
Analyser les produits existants et concurrents du futur produit (architecture,
matériaux, formes, gamme de couleur, etc.)
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Approche séquentielle de la conception : de la Définition des
besoins au Cahier des Charges
TECHNOLOGIE
Questions concernant le produit (suite 3)
•
Quels coloris paraissent envisageables pour:






•
•
•
•
•
•
•
l'ensemble du produit,
les organes de commande,
les éléments normalisés,
la logique de lecture,
la compréhension,
la visibilité.
Peut-on dresser le schéma ou le mode d'utilisation présumé du produit?
Le produit sera-t-il expédié ou non? Par qui? Comment? Où ?
Le produit sera-t-il manutentionné? A quel moment? Par qui? Comment? Où ?
Le produit nécessite-t-il un conditionnement, un emballage?
Le produit doit-il résister au vandalisme?
Que deviendra le produit après usage?
Peut-on prévoir les conditions de son réemploi ou de son recyclage?
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Approche séquentielle de la conception : de la Définition des
besoins au Cahier des Charges
TECHNOLOGIE
Questions concernant le choix des matériaux
• Quels sont les matériaux envisageables ?
• Quels sont les matériaux habituellement employés pour résoudre ces
problèmes? Quels sont leurs avantages, leurs inconvénients? Existe-t-il
d'autres matériaux susceptibles de mieux répondre à la question?
• Les matériaux sont-ils valables au point de vue de : . la résistance chimique,
thermique, électrique?
• Quelles sont les contraintes de résistance mécanique?
• Quelles doivent être:









la
la
la
la
la
la
la
la
la
tenue au choc,
résistance à la traction,
stabilité dimensionnelle,
dureté,
rigidité,
résistance au frottement,
conductibilité électrique,
tenue à l'humidité, au soleil,
tenue au froid, aux intempéries.
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Approche séquentielle de la conception : de la Définition des
besoins au Cahier des Charges
TECHNOLOGIE
Questions concernant le choix des matériaux (suite)
• Les matériaux doivent-ils résister au feu? Comment? Pendant combien de
temps?
• Quels aspects de surface sont habituellement employés pour des produits
similaires?
• Y a-t-il des aspects de surface déconseillés?
• Quels sont les problèmes de corrosion susceptibles d'apparaître?
• Quels sont les aspects de surface à retenir, en ce qui concerne:




•
•
•
•
•
le toucher,
l'aspect visuel,
l'entretien,
la durabilité
Les matériaux choisis doivent-ils répondre à des spécifications, à des normes?
Les matériaux envisageables correspondent-ils aux possibilités de mise en
œuvre?
Sont-ils disponibles? dans quels délais?
Peut-on optimiser les formes afin de réduire les coupes ou les déchets?
A-t-on mesurer l'impact du choix des matériaux face à l'environnement?
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Phase 1 : Etudes de faisabilité
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Approche séquentielle de la conception : de la Définition des
besoins au Cahier des Charges
UTILISATION
Questions concernant l'usager
• Quelles sont les actions à remplir par l'usager lors de l'utilisation du produit?
• Quelles sont les tâches que l'on peut qualifier de particulièrement importantes?
• Quelles sont les durées de chacune des tâches?
• Quel est leur ordre de déroulement dans le temps?
• Comment se déroulent ces tâches dans l'espace?
• Dans quelles conditions?
• Quelles
sont
les
tâches
particulièrement
fatigantes
physiquement,
psychiquement ?
• Quelles sont les tâches nécessitant une position de travail particulière? Pour
combien de temps?
• Quelles sont les personnes qui achèteront, emploieront, fabriqueront,
monteront et entretiendront le produit? Pour quels motifs ?
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Phase 1 : Etudes de faisabilité
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Approche séquentielle de la conception : de la Définition des
besoins au Cahier des Charges
Observer les utilisateurs actuels et futurs du nouveau produit
Etudier leurs caractéristiques : tailles, âge, sociostyles, culture, etc.
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Approche séquentielle de la conception : de la Définition des
besoins au Cahier des Charges
UTILISATION
Questions concernant l'usager (suite 1)
• Y a-t-il d'autres usagers que l'utilisateur final (ouvriers, fabricants du produit) ?
• Quelles sont les données de base anthropométriques?
• Quelles sont les postures d'utilisation?
• Quels sont les points particuliers d'inconfort pour l'opérateur, à l'usage ou
encore au moment de la fabrication?
• Dans quel milieu, le système homme/produit fonctionne-t-il ? Dans quelles
conditions de lieu, de climat, d'éclairage et d'acoustique?
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Phase 1 : Etudes de faisabilité
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Approche séquentielle de la conception : de la Définition des
besoins au Cahier des Charges
Appliquer l’ergonomie, l’anthropométrie, la psychologie, etc. pour connaître
les caractéristiques psychophysiologiques des utilisateurs
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Approche séquentielle de la conception : de la Définition des
besoins au Cahier des Charges
UTILISATION
Questions concernant l'usager (suite 2)
• Quelles nuisances peuvent-elles être engendrées par le produit pour l'usager
et comment peut-on les éliminer (bruit, vibrations, chaleur, éblouissement,
pression, poussières,vapeur, odeurs, laideur...) ?
• Existe-t-il des problèmes de ventilation à résoudre? Comment peut-on
concevoir le produit de manière à faciliter son utilisation (facilité de
réparation, montage) ?
• Quel poids maximum ou minimum doit-on donner au produit ou à
l'équipement? Le produit doit-il être porté, soulevé?
• Quelle influence peuvent avoir la taille et le poids du produit sur son usage?
• De quels dispositions ou éléments conditionnés par l'habitude doit-on tenir
compte? Existe-t-il des stéréotypes?
• Quels genres de fautes a-t-on pu observer pendant les utilisations d'un
produit similaire? Comment peut-on les éviter?
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Phase 1 : Etudes de faisabilité
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Approche séquentielle de la conception : de la Définition des
besoins au Cahier des Charges
UTILISATION
Questions concernant l'usager (suite 3)
• Quelle est l'importance des facteurs psychiques dans la relation
homme/produit?
• De quels aspects physiologiques mentaux, culturels ou sociaux doit-on tenir
compte?
• Le produit doit-il comporter des inscriptions? Lesquelles?
• Quelles sont les habitudes de lecture?
• Quelles précisions et facilités de lecture faut-il s'efforcer d'atteindre?
• Quelles sont les dispositions des éléments à adopter permettant de mieux
faire comprendre les fonctions du pro- duit aux usagers?
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Approche séquentielle de la conception : de la Définition des
besoins au Cahier des Charges
UTILISATION
Questions concernant la validation et les essais
• La situation envisagée présente-t-elle plus d'inconvénients que d'avantages?
Peut-on réduire les inconvénients ?
• Quels sont les motifs qui ont été décisifs au moment des choix des solutions?
Ces motifs sont-ils valables, par rapport aux objectifs?
• Peut-on substituer une nouvelle solution à cette première solution?
• À quels autres usages peut-on transposer la solution ?
• Peut-on la modifier, changer d'échelle, miniaturiser ?
• Peut-on construire et tester un modèle ergonomique afin de valider la
situation homme/machine?
• Quels autres types d'essais peut-on exécuter? Peut-on en faire la liste?
• Peut-on comparer les résultats des essais et peut-on prouver les
améliorations et justifier des solutions?
• Aurait-on pu utiliser des éléments plus perfectionnés existant déjà sur le
marché et compatibles avec l'usage et l'ergonomie?
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Phase 1 : Etudes de faisabilité
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Approche séquentielle de la conception : de la Définition des
besoins au Cahier des Charges
UTILISATION
Questions concernant la validation et les essais
• D'après quels principes les éléments et principalement les éléments de
commande ont-ils été choisis, disposés?
• Y a-t-il des éléments de commande qui ont une double fonction? Cela prête-til à confusion? A-t-on repéré toutes les possibilités de fausse manœuvre?
• Le produit peut-il fonctionner avec toutes les conditions de sécurité requises?
• Pour combien de temps?
• Le produit a-t-il atteint un degré suffisant d'intelligibilité pour l'usager?
• Le produit est-il cohérent?
• A-t-on vérifié les réglementations et les normes?
• A-t-on vérifié les aspects juridiques et la protection industrielle ?
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Approche séquentielle de la conception : de la Définition des
besoins au Cahier des Charges
FABRICATION
Questions concernant les limites techniques et économiques
• Quelles sont les limites techniques et économiques qui s'opposent à
l'établissement des conditions optimales d'ergonomie et de valeur d'usage?
• De quelle marge temps/coût dispose-t-on pour l'établissement des conditions
optimales d'analyse d'ergonomie et de valeur d'usage?
• De quelle marge temps/coût dispose-t-on pour réaliser l'étude?
• Une étude d'analyse de la valeur est-elle prévue? À quel stade du
déroulement de l'étude?
• Peut-on renoncer à certains aspects du produit?
• Peut-on renoncer à certaines techniques?
• Quelles sont les séries envisagées?
• Quelles seront les méthodes de fabrication employées?
• Quelles sont les possibilités de mise en œuvre?
• Peut-on prévoir des investissements d'outillage?
• Qui assurera les essais?
• Un contrôle qualité est-il prévu? A quel moment?
• Qui assurera le service après-vente?
• À quel stade interviendra l'équipe de marketing?
• De quelles servitudes et de quels règlements légaux faut- il tenir compte?
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Approche séquentielle de la conception : de la Définition des
besoins au Cahier des Charges
COMMUNICATION
Questions concernant la politique d'image de firme?
• Existe-t-il une politique définie d'image de firme et de design management?
• Existe-t-il un manuel d'identification?
• Le produit fait-il partie d'une gamme ou d'une famille de produits?
• Le produit a-t-il un passé? Fait-il partie d'une gamme existant depuis
longtemps?
• La gamme, au contraire, est-elle à créer?
• Comment le produit participe-t-il à une politique d'innovation?
• Le produit peut-il s'envisager globalement avec son conditionnement, son
image visuelle, sa publicité?
• Y a-t-il des coloris préférentiels pour l'image de l'entreprise? Existe-t-il un
code de couleur pour les produits et les gammes de produits?
• Le produit s'insère-t-il naturellement dans la stratégie développée par la
firme? y répond-il sur le plan:





de
du
de
de
de
l'usage,
service rendu,
son aspect formel et visuel,
sa conception par rapport aux autres produits de l'entreprise,
sa conception par rapport aux produits concurrent
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Phase 1 : Etudes de faisabilité
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Approche séquentielle de la conception : de la Définition des
besoins au Cahier des Charges
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Phase 1 : Etudes de faisabilité
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Approche séquentielle de la conception : de la Définition des
besoins au Cahier des Charges
ENVIRONNEMENT
Questions concernant l'environnement (suite)
• Peut-on simplifier le produit?
• Si le produit est propre comment communiquer son image au consommateur?
Comment sera t-il accepté?
• A-t-on prévu des notices explicatives et une information sur l’environnement,
pour l'usager ou les usagers?
• A-t-on été vigilant dans le choix des matériaux par rapport à
l'environnement?
• Le produit sera-t-il recyclable ?
• Si le produit est biodégradable a t-on regardé l'impact sur l'environnement de
cette biodégradation?
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Phase 1 : Etudes de faisabilité
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Approche séquentielle de la conception : de la Définition des
besoins au Cahier des Charges
PolyEthylène
TE- réphtalate
High Density
PolyEthylène
PolyPropylène
« Vinyles »
PolyStyrène
Low Density
PolyEthylène
Autres
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Phase 1 : Etudes de faisabilité
1
Approche séquentielle de la conception : de la Définition des
besoins au Cahier des Charges
ENVIRONNEMENT
Questions concernant l'environnement
• Peut-on limiter au maximum les nuisances du produit sur l'environnement?
• Y a-t-il un risque pour l'environnement? Lequel?
• Peut-on évaluer ce risque en fonction de toutes les étapes du cycle du produit
(préproduction,
production,
distribution,
utilisation,
post-utilisation,
élimination) ?
• Y a-t-il un moyen de rendre le produit plus propre ?
• Le produit est-il énergétiquement efficace?
• A-t-on choisi la bonne source d'énergie face à l'environnement?
• A-t-on pris en compte les nuisances acoustiques, visuelles, chimiques?
• A-t-on étudié la durée de vie du produit?
• Que deviendra le produit après usage?
• Pourra t-on réutiliser le produit après usage? Comment?
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Phase 1 : Etudes de faisabilité
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Approche séquentielle de la conception : de la Définition des
besoins au Cahier des Charges
Penser
Comparer
Stimulation
percevoir
Décrire
CONCEPTEUR
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Phase 1 : Etudes de faisabilité
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Approche séquentielle de la conception : de la Définition des
besoins au Cahier des Charges
La phase de synthèse consiste à rédiger un Cahier des Charges conceptuel


Exigences sur ce que le produit doit respecter
Souhaits relatifs au produit
Le Cahier des Charges conceptuel contient un ensemble de critères numérotés de
1àn:




Selon la formulation suivante : le produit doit : « C1 : ………… »
Quantifiés d’un point de vue :
 quantitatif (avec valeur chiffrée, inégalité ou intervalle de valeurs, suivi de
l’unité)
 qualitatif (avec mode d’évaluation et valeur cible)
Chaque critère doit commencer par la formule « le produit doit »
Les critères doivent être formulés par une affirmation
La rédaction du Cahier des Charges peut être facilité par l’utilisation de check-lists
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