Fonctionnement global du système
Définition et concepts généraux
Par opposition à l'approche structurelle, l'analyse fonctionnelle s'appuie sur les fonctions d'un système pour comprendre son fonctionnement. Elle établit de façon systématique et exhaustive les relations fonctionnelles à l'intérieur et à l'extérieur d'un système.
Définissons tout d'abord la notion de fonction. Selon la norme NF X50-150, une fonction est définie comme les « actions d'un produit ou de l'un de ses constituants exprimées en terme de finalité ».
Au sens de la même norme, l'analyse fonctionnelle est alors définie comme « une démarche qui consiste à recenser, ordonner, caractériser, hiérarchiser et/ou valoriser les fonctions ».
Les concepts fondamentaux introduits dans les méthodes d'analyse fonctionnelle sont (Zwingelstein, 95) :
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la description du besoin de l'utilisateur vis-à-vis d'un système, en termes de fonctions, indépendamment du choix matériel ;
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la description des choix technologiques imposés au système en termes de contraintes. Les contraintes peuvent provenir de l'environnement, de la technologie, de la situation, etc. ;
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la description du système, en terme de fonctions de service ou d'usage (satisfaction du besoin) et en terme de fonctions de contraintes (solutions techniques retenues qui répondent aux contraintes) ;
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une optimisation du besoin sur le plan économique et technique.
Cela nous amène à examiner les différentes fonctions accomplies par un système. Le cahier des charges fonctionnel relatif à un produit (norme NF X50-151) classe les fonctions issues de l'analyse fonctionnelle en différentes catégories :
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les fonctions principales de service ou d'usage correspondent aux fonctions essentielles pour lesquelles le système a été réalisé. Les fonctions complémentaires de service ou d'usage sont définies comme assurant un besoin complémentaire, d'importance moindre, à assurer au même titre que le besoin principal ;
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les fonctions de contrainte résultent de l'action ou de la réaction du système face aux contraintes externes, telles que l'environnement, la réglementation et les normes.
La réalisation d'une analyse fonctionnelle se déroule en trois principales étapes (figure 3) d'après (Zwingelstein, 95) :
L'analyse fonctionnelle externe ou l'analyse du besoin
Le système est considéré comme une « boîte noire » de composition quelconque. Cette étape va consister à déterminer :
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la définition du système ;
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les positions du cycle de vie ;
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les milieux extérieurs ;
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les fonctions principales et complémentaires ;
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les fonctions de contraintes.
L'analyse fonctionnelle interne ou l'analyse du produit
Dans cette étape, on rentre dans la constitution structurelle du système : ses composants et leurs matériaux, les solutions techniques envisageables pour que le système réalise les fonctions assignées.
Optimisation du couple besoin / produit
Il s'agit d'optimiser la meilleure solution technique pour remplir les fonctions principales.
Nous réaliserons les trois étapes citées précédemment en phase de conception d'un produit et nous nous limiterons aux deux premières étapes en phase de vie en œuvre d'un produit, c'est-à-dire lorsqu'il s'agira de modéliser le fonctionnement d'un produit sollicité par son environnement de causes et impactant sur son environnement de conséquences.
Les différentes méthodes et les outils associés
Les méthodes d'analyse fonctionnelle sont nombreuses et liées aux fonctionnalités du système à étudier. On distingue trois familles :
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l'analyse fonctionnelle tirée des techniques d'analyse de la valeur : normes NF X50-150 à X50-153 ; Reliasep ; méthodes FAST, Den, APTE ;
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l'analyse fonctionnelle appliquée à l'informatique et aux logiciels : SADT et IDEF-0 ;
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l'analyse fonctionnelle appliquée aux organisations : méthode MERISE.
Nous renvoyons le lecteur vers (Zwingelstein, 96) pour plus de détails sur ces techniques et présentons ci-après uniquement deux méthodes qui peuvent aisément être utilisées en analyse de risques : le bloc diagramme fonctionnel et le tableau d'analyse fonctionnel.
Le Bloc diagramme Fonctionnel (BdF) est une représentation (figure 4) du produit et des milieux extérieurs qui met en évidence (Zwingelstein, 96) :
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les interactions entre les composants du produit et les milieux extérieurs ;
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les interactions entre les composants eux-mêmes ;
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les circulations des flux à travers ou à l'intérieur du produit et de ses composants.
Il permet d'identifier les fonctions principales (et complémentaires) de service du système en examinant les flux mettant en relation deux milieux extérieurs via le produit, ses fonctions de contrainte en examinant les interactions entre les composants du produit et les milieux extérieurs et ses fonctions techniques engendrées par la conception propre du produit.
Le Tableau d'Analyse Fonctionnelle (TAF) découle de l'analyse du BdF. Il rassemble, d'une part les fonctions de service, de contrainte et techniques du système, et d'autre part les composants et leurs fonctions élémentaires ou fonctions de conception (tableau 2) (Zwingelstein, 96).
Synthèse
En préliminaire à l'utilisation d'une méthode de la Sûreté de Fonctionnement, il doit être réalisé une analyse fonctionnelle de l'ouvrage étudié. Ce travail préalable à l'analyse des défaillances est une étape fondamentale de compréhension et de description des modes de fonctionnement nominaux du système. Il est donc impératif de réaliser cette étape avec soin.
