Comment faire un cahier des charges pour une pièce industrielle ?

Le cahier des charges est un document qui détaille les fonctionnalités attendues pour concevoir et fabriquer un objet. Ce support technique de conception concerne les responsables de projets, les ingénieurs, et plus généralement les bureaux d’étude en mécanique, car il structure le processus de conception mécanique et garantit la cohérence des objectifs.

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1. Pourquoi réaliser un cahier des charges pour une pièce mécanique ?

Gagner du temps :
En structurant le projet dès le départ, ce document optimise le déroulement des étapes de conception. Il évite les modifications inutiles et contribue à respecter les délais prévus.

Définir les objectifs :
Le document permet de clarifier précisément les attentes en termes de fonctionnalités, de performances et de contraintes. Cette définition précise constitue une base solide pour orienter le développement de la pièce mécanique.

Optimiser les choix techniques :
Le cahier des charges facilite la réflexion autour des différentes solutions envisageables, aidant ainsi à retenir les plus adaptées. Il permet de valider les solutions techniques tout en respectant les contraintes mécaniques et budgétaires.

Simplifier la transmission des consignes :
Pour les nouvelles personnes intégrant le projet, ce document devient une référence claire et accessible. Il centralise toutes les informations clés, ce qui facilite la communication entre les responsables de projet, les ingénieurs et les techniciens.

Réduire les risques d’erreurs sur les projets complexes :
En centralisant toutes les informations essentielles, ce dossier technique garantit une source unique. Cela limite les malentendus, les divergences et réduit les risques d’erreurs, surtout sur les projets complexes.

Assurer la faisabilité technique et financière :
Le client, à l’origine de l’idée, ne maîtrise pas toujours les contraintes de fabrication ou de production. La mission du responsable technique consiste à garantir que le produit sera réalisable en tenant compte des moyens financiers et des capacités techniques disponibles.

Éviter les écarts de qualité :
En précisant les besoins réels, ce document clé aide à éviter la surqualité ou la sous-qualité. Par exemple, une tolérance d’usinage plus précise augmente les coûts de production. Il est important de déterminer si un niveau de précision élevé est indispensable pour l’usage prévu.

Une étude a révélé que des cahiers des charges imprécis ou incomplets sont responsables de jusqu’à 30% des retards de projet dans l’industrie de la construction.

Source: Journal of Construction Engineering

2. Quand le rédiger le cahier des charges ?

• Dès le début du projet :
  Le cahier des charges doit être établi dès les premières étapes pour structurer le projet et définir les objectifs principaux. Il sert de base à la collaboration entre les différents acteurs, permettant de poser les fondations techniques, financières et fonctionnelles du projet.

• Faire évoluer le cahier des charges tout au long de la collaboration :
  Un projet de conception, notamment pour une pièce mécanique, évolue souvent en fonction des contraintes découvertes, des nouvelles idées ou des ajustements techniques. Le cahier des charges doit donc rester un document flexible et évolutif, reflétant les ajustements réalisés au cours de la collaboration.

En tant que dessinateur industriel j’ai travaillé pour de nombreux clients industriels, de la PME locale, au gros fabricant international. Ainsi il faut savoir s’adapter à son interlocuteur, et lui proposer support d’échange le plus adapté.

Adapter le cahier des charges en fonction de l’envergure du projet

– Pour un petit projet nécessitant peu de ressources :

Dans ce contexte, la rédaction du cahier des charges débute dès les premiers échanges avec le client. Une simple prise de notes peut suffire au départ. L’objectif principal est de clarifier le concept proposé par le client et de définir précisément les fonctions essentielles du produit.

– Pour un projet plus complexe :

Lorsque le projet implique davantage d’interlocuteurs et un investissement plus conséquent, la rédaction du cahier des charges intervient après une évaluation approfondie de la viabilité du projet. Cela passe par deux étapes clés :

1. L’étude d’opportunité
   Cette phase permet de valider l’intérêt du produit sur le marché. Avant d’investir du temps et des ressources, il est crucial de s’assurer que des clients ou consommateurs potentiels manifesteront un réel intérêt pour ce produit.
   
   
2. L’étude de faisabilité
   Cette analyse aborde les aspects techniques, économiques, et organisationnels du projet. En particulier, la faisabilité technique peut nécessiter la réalisation d’un prototype fonctionnel. Ce dernier permettra d’identifier les contraintes spécifiques liées à la conception ou à la production, qui ne peuvent pas toujours être anticipées sur le papier.

Sur cette exemple de conception d’objet plastique, un cahier des charges numérique était partagé avec le client pour mise à disposition des toutes les informations utiles.

3. Qui écrit le cahier des charges du concepteur industriel ?

La réalisation d’un objet réunira autour du client (ou maître d’ouvrage) les différents acteurs ayant chacun leur savoir-faire :

Les chefs de projets gèrent la bonne tenue du projet en coût, qualité et délais. L’objectif final étant la rentabilité du projet et la satisfaction du client.

Les designers, ingénieurs mécanique et dessinateurs-projeteurs sont orientés conception et mise en plan pour fabrication. Ils doivent respecter des règles de conception mécanique.

Les fabricants s’occupent de réaliser physiquement les pièces avec des moyens de production adaptés. Par contre, il faudra veiller à bien les choisir. A ce titre, trouver le meilleur fabricant pour votre produit devra se faire sur plusieurs critères, en plus de prix : situation géographique, réputation, qualité relationnelle, échantillons gratuits.

Ces professionnels ont chacun leurs habitudes et leur vocabulaire technique spécifique. Alors, il faut s’assurer que tout le monde parle le même langage et est au même niveau d’information sur l’avancement du projet ou des dernières modifications à prendre en compte.

4. Comment rédiger ce scénario technique ?

Oui, un scénario ! Le parallèle avec le milieu du cinéma n’est pas déplacé. Un cahier des charges, doit être la projection idéalisée de l’étude. Une anticipation.

4.1 L’approche généraliste du CdC technique

Commencer par lister de manière exhaustive tous les éléments qui vont avoir un impact sur la réalisation du produit : le budget, la rentabilité visée, les choix éthiques à privilégier, les lieux de fabrication, les moyens de production, les matériaux utilisés, le marketing, le publique visé, les lieux de vente…

Ensuite, on énumère toutes ces exigences en les classant par thématiques et les numérotant. Cela donne déjà le plan global du cahier des charges.

• Objectifs
• Domaines d’action
• Qualité attendue, qualité perçue
• Contraintes d’environnement
• Références ou pièces du commerce à utiliser
• Délais, points d’avancements et dates de validation (time line)
• Budgets

Il n’y a pas de règle pour le formalisme de ce document, c’est souvent un simple document texte. Il pourra aussi prendre la forme d’un tableau.

4.2 L’approche technique : le CdC fonctionnel pour le dessin industriel

Le cahier de charge fonctionnel est généralement rédigé par l’exécutant, sur la base des consignes du client.

Ainsi différents outils graphiques existent pour vous aider à synthétiser votre besoin :

– La bête à corne, pour définir l’expression du besoin : quelles sont les fonctions principales et les fonctions contraintes ?

A qui le produit rend-il service ? (bien cibler les utilisateurs)
Sur quoi agit-il ? (sur quels éléments concrets l’objet va-t-il agir)
Dans quel but ? (besoin à satisfaire ou action à réaliser)

– Le diagramme pieuvre ou diagramme des interacteurs, pour l’analyse fonctionnelle

C’est un moyen de lister tous les éléments en lien avec l’objet : design, matière, énergie, opérateur, environnement, contraintes…

Ensuite, nous pourrons cibler les Fonctions Principales de l’objet et identifier les Fonctions Contraintes. Ces fonctions contraintes seront aussi importantes à considérer car elles vont impacter sur la conception du produit en le situant dans son environnement (exemples : normes à respecter, environnement agressif, nombre de cycles …)

En annexe du CdC nous trouverons toutes les information nécessaires à sa bonne compréhension, quelles soient administratives ou technique : datasheets, normes techniques, devis, plans, photos …

4.3 Comment optimiser la rédaction du CdC technique avec SolidWorks :

SolidWorks, et d’autres logiciels de modélisation 3D, peuvent également vous aider la constitution du cahiers des charges techniques. Ce logiciel aide à définir les dimensions, matériaux, tolérances, et spécifications des pièces et assemblages, facilitant l’extraction de ces données pour les documents techniques. Les fonctionnalités de simulation de SolidWorks permettent d’évaluer les performances des designs dans des conditions réelles, enrichissant le CdC avec des données validées. Aussi l’utilisation de plans 2D et de visuels 3D directement issus de SolidWorks renforce la communication des exigences de conception et de fabrication, minimisant les malentendus entre les concepteurs, les fabricants et les autres intervenants.

L’utilisation de logiciels spécifiques pour la création et la gestion des cahiers des charges a augmenté de 40% entre 2015 et 2020, démontrant une tendance vers la digitalisation.

Source: SoftwareAdvice.com

En conclusion, nous rappelons l’importance de la constitution du cahier des charges et cela dès les premiers échanges. Un client qui minimise le temps consacré à sa rédaction risque d’omettre des fonctions cruciales pour son étude. Ainsi, des modifications tardives au cours du projet peuvent entraîner des coûts supplémentaires et compliquer la communication entre les parties prenantes.