L'analyse fonctionnelle : cours de Bac pro MSPC

Quand tu arrives devant une machine de production que tu ne connais pas, tu as deux façons de la découvrir. Tu peux démonter pièce par pièce et espérer comprendre. Ou tu peux te poser d'abord une question simple : à quoi sert-elle, et que fait-elle pour y arriver ? La seconde démarche s'appelle l'analyse fonctionnelle. C'est elle qui donne un plan de lecture à tout le reste de ta formation : chaînes d'énergie et d'information, mécanique, pneumatique, hydraulique.

Pour un technicien de maintenance, cette démarche n'a rien d'abstrait. Le référentiel du bac pro MSPC présente le technicien comme le garant de la disponibilité des systèmes et de leur amélioration, afin d'assurer les fonctions prévues, comme les cadences ou la disponibilité, durant tout leur cycle de vie ¹. Pour garantir une fonction, il faut d'abord savoir la nommer, la situer et la mesurer. C'est exactement ce que fait l'analyse fonctionnelle.

La toute première compétence du référentiel porte d'ailleurs sur ce sujet : analyser l'organisation fonctionnelle, structurelle et temporelle d'un système ¹. Trois mots à retenir dès maintenant :

• fonctionnelle : on s'intéresse à ce que le système fait ;
• structurelle : on s'intéresse à ce dont il est fait et à la façon dont les éléments sont reliés ;
• temporelle : on s'intéresse à l'ordre et à la durée des actions dans le temps.

Une fonction, c'est une action attendue du produit. Elle répond à une partie du besoin. Tu peux la formuler avec un verbe à l'infinitif : « déplacer une pièce », « protéger l'opérateur », « chauffer un film plastique ». Cette habitude te servira dans toutes les épreuves, car elle oblige à dire ce que le système fait, et non ce qu'il est.

Les fonctions étudiées sont de natures variées : fonctions de service, fonctions d'évaluation, fonctions de traitement ⁵. Dans ce cours, nous nous concentrons sur les fonctions de service, celles qui relient le système à son utilisateur et à son environnement. Une fonction peut aussi être de type « estime » : elle tient alors à l'image que le produit donne plutôt qu'à son usage pur ⁵.

Le premier regard est externe. On part de l'expression fonctionnelle du besoin, c'est-à-dire de ce que le client utilisateur attend. Le produit est alors vu comme une « boîte noire » : son contenu n'entre pas dans l'analyse, mais les fonctions qu'il produit sont à inventorier, à décrire et à évaluer avec soin ⁵.

Cette étape sert à répondre à la question la plus simple, que le sujet d'examen de maintenance pose en premier : donner la fonction globale du système étudié. Dans le sujet zéro d'analyse et d'exploitation des données techniques, la première question demande justement cette fonction globale pour un système de production donné ⁴.

Une fois la boîte noire décrite, il faut classer les fonctions. Lors de l'analyse, chaque fonction est recensée, caractérisée, ordonnée, hiérarchisée et valorisée. On sépare aussi les fonctions principales, les fonctions secondaires et les fonctions contraintes ⁵. Reprenons chaque famille.

Une fonction principale peut se décomposer en plusieurs fonctions élémentaires. Chacune correspond à une action attendue pour répondre à un élément du besoin, et traduit la raison d'être d'un sous-système ⁵. C'est un point essentiel pour la suite : les sous-systèmes d'une machine (convoyage, chauffage, commande…) portent chacun une partie de la fonction globale.

Les fonctions secondaires complètent le service sans en être le cœur : par exemple régler la vitesse, informer l'opérateur de l'état de la machine ou faciliter le nettoyage. Les fonctions contraintes imposent des limites : respecter une norme, résister à l'environnement, rester dans un encombrement ou un coût donnés. Ces familles figurent dans le cahier des charges, qui liste les fonctions primaires, secondaires et les contraintes du système ⁵.

Pour ne rien oublier dans la boîte noire, on utilise deux outils classiques.

Le deuxième regard est interne. L'analyse porte alors sur le produit lui-même : on cherche à comprendre l'architecture, la combinaison des constituants et les fonctions techniques, avec un objectif d'amélioration (meilleur fonctionnement, coût d'utilisation ou d'entretien réduit) ⁵. En maintenance, c'est cette lecture qui permet de localiser une défaillance.

Le référentiel MSPC demande trois lectures d'un même système : fonctionnelle, structurelle et temporelle ¹. Les épreuves reprennent cette idée dans leurs consignes : étudier le système d'un point de vue fonctionnel, temporel et structurel, et lire puis décoder son évolution temporelle ⁴.

Pour passer de la fonction globale à la structure, on la décompose en fonctions plus petites, jusqu'à pouvoir associer chacune à un groupe de composants. Cet enchaînement de fonctions s'appelle une chaîne fonctionnelle. Dans le sujet zéro cité plus haut, on te demande par exemple de déterminer la chaîne fonctionnelle qui pèse le plus sur la production à partir de l'historique de pannes, puis d'indiquer les chaînes fonctionnelles défaillantes ⁴.

Dans ton métier, l'analyse fonctionnelle intervient à chaque intervention, même sans que tu y penses. Les annexes du référentiel précisent que la situation de départ dépend du type d'intervention : le système peut être disponible, ou fonctionner en mode normal ou dégradé ³. Parmi les tâches attendues, on trouve la consultation de l'historique du système, puis le fait d'appréhender son fonctionnement correctement ³. Les signes d'anomalies se détectent en mobilisant les cinq sens ³.

Un exemple d'enchaînement de causes apparaît dans le sujet zéro : une rétractation trop intense peut faire fondre le film plastique, c'est pourquoi on vérifie le fonctionnement de la transmission du convoyeur ⁴. Le raisonnement fonctionnel est là : un défaut sur une fonction (le déplacement) provoque une conséquence sur une autre fonction (le chauffage du film).

Le référentiel rattache aussi l'analyse à d'autres types d'intervention. La maintenance améliorative consiste à participer à l'amélioration de la fiabilité, de la maintenabilité ou de la sécurité intrinsèque d'un système, sans changer sa fonction d'origine ¹. La modification, elle, consiste à participer au changement d'une ou plusieurs fonctions d'un système ¹. La différence tient donc à la fonction : dans un cas elle reste identique, dans l'autre elle change.

Une bonne analyse tient en quelques lignes bien choisies. Voici les réflexes à adopter pour qu'un correcteur, ou un collègue, te comprenne tout de suite.