L'ingénierie Systèmes: Définition et Histoire

Définition

Qu'est-ce donc?

L'Ingénierie Système est une façon de voir un Système, et de mettre en œuvre son développement. C'est donc à la fois une vision (du produit) et un processus (de sa réalisation). Cela est devenu une véritable profession pour qui veut concevoir des produits depuis feuille blanche, et particulièrement des produits complexes liant plusieurs disciplines d'ingénierie telles que l'électronique, la mécanique etc.

Quelques définitions, avec les mots clés intéressants en gras :

• "Systems Engineering is a transdisciplinary and integrative approach to enable the successful realization, use, and retirement of engineered systems, using systems principles and concepts, and scientific, technological, and management methods" (INCOSE - 2023)
• "Systems Engineering is an iterative process of top-down synthesis, development and operation of a real-world system that satisfies, in near optimal manner, the full range of requirements for the system. (Eisner, 2008)
• "Systems Engineering is a discipline that concentrates on the design and application of the whole [system] as distinct from the parts. It involves looking at a problem in its entirety, taking into account all the facets and all the variables and relating the social to the technical aspect. (FAA, 2006)

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Un exemple

Prenons l'exemple d'une équipe d'ingénieurs composée de :

• 3 mécaniciens,
• 3 spécialistes de la propulsion,
• 3 développeurs logiciel de Guidage Navigation Contrôle (GNC),
• 3 aérodynamiciens,
• 3 spécialistes de trajectographie,
• 3 électriciens/électroniciens,
• 3 spécialistes de l'industrialisation,
• 3 spécialistes de la production série,
• 3 spécialistes du support produit...

Si on demande à ces 27 personnes de réaliser un lanceur spatial à produire en plusieurs exemplaires et dont le premier doit décoller dans 5 ans, il est fort probable que les activités ne débouchent malheureusement sur rien de concret. Ou pis, qu'aucune activité ne soit démarrée. Même en la présence d'un chef de projet.

En effet, ces personnes, toutes expertes dans leur métier respectif, vont voir le lanceur uniquement de leur point de vue et comprendront la demande initiale ("faites un lanceur") selon leur prisme personnel. C'est humain. Chaque discipline va alors développer de son côté les parties du système qui lui semblent pertinentes, sans avoir la vue globale exacte du Système à créer in fine. Lorsqu'on voudra assembler toutes ces parties, cela ne collera pas : chaque partie n'aura pas été pensée pour être intégrée à sa voisine, et le lanceur ainsi constitué ne sera qu'une somme de parties indépendantes qui ne fonctionnent pas entre elles. Quand bien même toutes ces parties s'intègreraient correctement au sein d'un beau lanceur, il n'est pas dit que les performances de chaque partie amène à la performance souhaitée pour le lanceur complet.

Le chef de projet n'y pourra rien : son travail consiste à respecter un planning, dans un budget donné, et selon une qualité qu'il ne peut suivre qu'à la fin du projet ("lanceur dispo? oui/non ?" - je caricature).

Il y a donc nécessité d'une personne qui conserve la vision "Système", globale, holistique. Autant d'un point de vue de la composition du produit-même (son architecture) avec tous les métiers discutés, que des considérations "autour" du produit : que le Système soit fabricable, testable, maintenable et qu'il opèrera parfaitement dans son environnement final d'utilisation (le pas de tir notamment, l'atmosphère, etc.). Cette personne guidera chaque discipline, les fera collaborer, et s'assurera que les développements se font en parfaite harmonie. Il s'agit du bras armé du chef de projet, de son pendant technique.

On peut voir l'Ingénieur Système comme un chef d'orchestre. L'Ingénieur Système doit avoir des connaissances minimales sur chacune des disciplines avec lesquelles il discute. Néanmoins, le savoir métier est bien détenu par les experts au sein des différentes équipes. Il ne peut ni ne doit les remplacer.

NOTA: pour 27 personnes à chapeauter, il faudra nécessairement plus qu'un seul Ingénieur Systèmes. Probablement 4. Qui devront eux-même s'organiser de la même manière qu'ils organisent les autres métiers.

Historique

Les origines de l'Ingénierie Systèmes sont très liées à l'Aéronautique, au Spatial et à la Défense. Ce sont en effet des domaines où les Systèmes et Services :

• ont une grande complexité,
• concernent beaucoup de parties prenantes (Stakeholders)
• se voient imposés des plannings de développement très courts (et donc à optimiser en évitant le maximum de rebouclages)
• doivent être disponibles et fonctionner en conditions difficiles (forêts tropicales, désert, par exemple)
• ont des durées de vie très longues (et donc une logistique et un support à penser)
• doivent fonctionner avec un très haut niveau de performance

D'où l'utilité de garder une vision claire, maîtrisée et globale sur la conception.

Quelques dates :

• 1937 : Une équipe multidisciplinaire Britannique a été montée pour analyser des Défense Sol-Air qui les intéressaient. C'est le véritable début de l'Ingénierie Systèmes.
• 1951-1980 : le Massachusetts Institue of Technology (MIT) conçoit et gère le système de défense SAGE aux Etats-Unis.
• 1954 : La RAND propose l'officialisation du terme "Ingénierie Système"
• 1962 : Publication de "A Methodology for Systems Engineering" par Hall
• 1995 : Création de l'INCOSE
• 2008 : Une harmonisation ISO, IEC, IEEE, INCOSE de l'Ingénierie Système voit le jour (ISO/IEC/IEEE 15288:2008)

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Aurélien NARDINI

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