Cahier des charges et exigences : exercices corrigés de 1re SI

Phrase 1 : elle fixe une performance à atteindre (une durée maximale). C'est une exigence.

Phrase 2 : elle nomme un type de moteur. C'est une solution : le cahier des charges n'a pas à décrire les moyens de réalisation. ²

Phrase 3 : elle fixe une condition d'environnement à respecter. C'est une exigence (une contrainte).

Phrase 4 : elle nomme une technologie d'identification. C'est une solution.

Phrase 5 : elle fixe une limite d'effort pour la sécurité. C'est une exigence.

Phrase 6 : elle nomme un composant de commande. C'est une solution.

Reformulations possibles : pour la phrase 2, « Lever la lisse avec un effort suffisant pour la masse de la lisse » ; pour la phrase 4, « Autoriser l'accès uniquement aux utilisateurs enregistrés ». Ces formulations expriment la fonction attendue sans imposer le moyen.

On écrit les fonctions avec des verbes à l'infinitif, ce qui montre qu'il s'agit d'actions attendues. ³

Ligne a : « Détecter la présence d'une main ». Critère : distance de détection. Niveau possible : entre 5 cm et 15 cm devant le capteur.

Ligne b : « Distribuer une dose de gel ». Critère : volume par déclenchement. Niveau possible : 1,5 mL avec une dispersion limitée.

Ligne c : « Protéger l'utilisateur contre les projections dans les yeux ». Critère : hauteur et orientation du jet. Niveau possible : jet dirigé vers le bas, sous la hauteur du menton d'un élève.

Ligne d : « Permettre le remplacement du flacon par un adulte sans outil ». Critère : durée de remplacement. Niveau possible : moins de 30 s sans outil.

Vérifie que chaque ligne ne cite ni composant ni technologie : « capteur » est un terme de critère ici, pas une imposition de solution précise.

Écris la relation : autonomie = énergie utilisable ÷ consommation par kilomètre.

Remplace par les données : $\dfrac{504\ \text{Wh}}{7\ \text{Wh/km}}$.

Calcule : $504 \div 7 = 72$, soit une autonomie de 72 km.

Compare au niveau exigé : $72 \geq 60$, donc l'exigence est respectée.

Calcule la marge : $72 - 60 = 12$ km.

E1 : $3{,}2 \leq 4$ → conforme.

E2 : $8{,}6 \leq 8$ est faux → non conforme, avec un dépassement de 0,6 kg.

E3 : $120 \leq 150$ → conforme.

E4 : $58 \leq 55$ est faux → non conforme, avec un dépassement de 3 dB.

E5 : $1\,150 \leq 1\,200$ → conforme.

Compte : E1, E3 et E5 sont respectées, soit 3 exigences sur 5.

Conclusion : le prototype ne peut pas être validé tel quel. On propose des actions ciblées : alléger la lisse d'au moins 0,6 kg et réduire le bruit d'au moins 3 dB, puis refaire les mesures. Cette comparaison ligne par ligne est la logique d'une matrice de conformité. ²

Relation : $v = \dfrac{d}{t}$.

Vitesse minimale : $v_{\min} = \dfrac{3\ \text{m}}{5\ \text{s}} = 0{,}6\ \text{m/s}$.

Compare à la proposition : $0{,}5 < 0{,}6$, donc la motorisation est trop lente et non conforme.

Durée obtenue : $t = \dfrac{d}{v} = \dfrac{3}{0{,}5} = 6$ s.

Vérifie : $6\ \text{s} > 5\ \text{s}$, ce qui confirme que le niveau exigé est dépassé d'une seconde.

Masse à vide : $3{,}1 + 2{,}4 + 1{,}7 + 0{,}6 = 7{,}8$ kg.

Masse en charge minimale : $7{,}8 + 2 = 9{,}8$ kg.

Comparaison avec E2 : $9{,}8 \leq 9$ est faux, donc E2 n'est pas respectée.

Écart : $9{,}8 - 9 = 0{,}8$ kg à gagner sur le drone à vide (ou à rendre sur la charge, mais E1 l'interdit).

Lecture croisée : avec 9 kg au maximum et 2 kg de charge utile imposés, la masse à vide ne peut pas dépasser $9 - 2 = 7$ kg. Les deux exigences se combinent donc en une exigence de conception sur la masse à vide.

Pistes d'amélioration : alléger la structure ou choisir une batterie plus légère, puis recalculer. Il faut faire le contrôle après chaque changement.