# Introduction à la science des matériaux/Exercices/Analyse fonctionnelle d'une bouteille
## Exercice 1
### Faire l'analyse du besoin et l'analyse fonctionnelle d'une bouteille

Pour l'analyse du besoin, on remplira la fiche vierge ci-jointe.
La première chose consiste à bien définir ce que l’on entend par « bouteille » : bouteille pour liquide, mais aussi bouteille de gaz.
* À qui sert la bouteille : au particulier (usage domestique, boisson, produit d'entretien), à l'artisan (bouteille pour chalumeau), à l'infirmière (bouteille de gaz médical), …
* sur quoi agit la bouteille : sur le fluide (liquide ou gaz) ;
* dans quel but : permettre le transport, la conservation et la restitution du fluide.
On a des fonctions communes à toutes les bouteilles :
* recevoir un fluide (liquide ou gaz) ;
* contenir le fluide pour permettre son stockage, son transport ;
* résister aux manipulations « normales » ;
* assurer la conservation du fluide (par exemple éviter qu'un médicament ou qu'un aliment ne se périme, qu'un liquide volatil ne s'évente) ;
* permettre le transvasement du fluide ;
* informer les personnes en contact avec la bouteille (manutentionnaires, utilisateurs) : nature du produit (éventuellement publicité), précautions (date de péremption), risques, dangers (produits chimiques, gaz) ;
* respecter les normes et règlements en vigueur.
On voit que l’on n'a indiqué aucune forme, aucun matériau. Ces fonctions permettent de définir aussi bien la bouteille de verre ou de plastique classique que la cannette métallique, la bombe aérosol, la cruche, l'outre, la gourde, la calebasse, la citerne de gaz, voire le … sac plastique ! En effet, celui-ci sert à transporter les poissons rouges, et au Viêt Nam, on vous verse la boisson dans un sac plastique et on y met une paille si vous ne voulez pas payer la consigne.
On ne bride donc pas la créativité.
Notons que dans le cas d'un produit commercial, l'esthétique importe beaucoup : identité de la marque, être repérable du premier coup d'œil (voir la forme d'une bouteille de Coca Cola ou d'Orangina), donner confiance ou envie, … C'est aussi une fonction importante intervenant dans la conception, en particulier dans le terme anglais design (qui signifie… conception). L'exigence esthétique peut même contraindre fortement le produit (on impose la forme, aux concepteurs de se débrouiller avec). Mais cela sort du cadre du présent cours.

### Note pour le formateur

Dans le cadre d'un cours, on peut faire cet exercice en interactivité, sous la forme d'un « remue-méninges » (brainstorming) : on pose aux étudiants la question « quelles sont les fonctions d'une bouteille », et l’on note toutes les réponses sans intervenir ni censurer. Lorsque la source se tarie, le formateur peut faire la synthèse. S'il manque de nombreuses idées, il peut relancer en s'appuyant sur des idées déjà émises (refaire le tour des principales idées suffit parfois à relancer la créativité ; sinon, on peut orienter le débat « vous avez parlé de …, que cela entraîne-t-il ? »), ou bien si le tableau est quasiment complet, apporter les 1-2 idées manquantes par suggestion (par exemple « quand vous prenez une bouteille, que voyez-vous en premier ? » si les étudiants ont oublié la fonction « informer »). La synthèse consiste à :
* faire ressortir les six fonctions génériques exposées ci-dessus (et d’autre si nous en avons oublié ici) ;
* conclure sur la diversité des solutions ;
* expliquer la méthode du remue-méninge que l’on vient d'appliquer.

## Exercice 2
### Faire le diagramme pieuvre pour une bouteille destinée à une boisson

On peut dresser le diagramme ci-contre, avec :
* FS1 (FC) : être compatible avec les robots de la chaîne ;
* FS2 (FP) : remplir la bouteille ;
* FS3 (FP) : verser la boisson dans un verre ;
* FS4 (FC) : informer le consommateur ;
* FS5 (FC) : conserver la boisson, éviter son altération ;
* FS6 (FC) : pouvoir être stocké en rayon ;
* FS7 (FC) : résister au transport (camion, voiture) ;
* FS8 (FC) : tenir dans un réfrigérateur ;
* FS9 (FC) : être conforme au code de la consommation.
Notons que les fonctions ci-dessus peuvent être décomposées en sous-fonctions, par exemple
* FS3 (FP) : verser la boisson dans un verre :
** FS3.1 : pouvoir être manipulé,
** FS3.2 : transvaser l'intégralité du contenu (sans en renverser, sans en laisser au fond).
Sur le diagramme pieuvre, il faut se contenter des fonctions générales et non pas des détails.
Une autre erreur serait de confondre fonction et solution, par exemple « FS3 : verser la boisson dans un verre » peut se décliner en « tenir la bouteille, pouvoir la soulever, la basculer », mais aussi en « appuyer sur un bouton » (thermos à fontaine, bouteille d'eau de Seltz, bouteille de type burette d'huile ou pompe à moutarde, …).
Certain indiquent le type de fonction (FP ou FC) dans la numérotation (FC regroupant alors fonctions contrainte et fonctions complémentaires) : FP1, FP2, FC1, FC2, FC3, …

## Exercice 3
### Créer le tableau de hiérarchisation pour une bouteille destinée à une boisson.

Tableau de hiérarchisation :
| FS1 | FS2 | FS3 | FS4 | FS5 | FS6 | FS7 | FS8 | FS9 | Somme |
| FS1 | FS2 : 1 | FS3 : 1 | FS1 : 1 | FS1 : 1 | FS1 : 1 | FS7 : 1 | FS1 : 1 | FS1 : 1 | 5 (12 %) |
| | FS2 | FS2 : 1 | FS2 : 1 | FS2 : 1 | FS2 : 1 | FS2 : 1 | FS2 : 2 | FS9 : 1 | 8 (19 %) |
| | | FS3 | FS3 : 1 | FS5 : 1 | FS3 : 1 | FS7 : 1 | FS1 : 1 | FS1 : 1 | 6 (14 %) |
| | | | FS4 | FS5 : 1 | FS6 : 1 | FS7 : 3 | FS8 : 1 | FS9 : 2 | 0 (0 %) |
| | | | | FS5 | FS5 : 2 | FS6 : 1 | FS5 : 1 | FS5 : 1 | 6 (14 %) |
| | | | | | FS6 | FS7 : 1 | FS8 : 1 | FS9 : 1 | 1 (2 %) |
| | | | | | | FS7 | FS7 : 1 | FS9 : 1 | 8 (19 %) |
| | | | | | | | FS8 | FS9 : 1 | 2 (5 %) |
| | | | | | | | | FS9 | 6 (14 %) |
On a donc le classement des fonctions suivant :
* FS2 (FP) [8] : remplir la bouteille ;
* FS7 (FC) [8] : résister au transport ;
* FS3 (FP) [6] : verser la boisson dans un verre ;
* FS9 (FC) [6] : être conforme au code de la consommation ;
* FS5 (FC) [6] : conserver la boisson ;
* FS1 (FC) [5] : être compatible avec les robots de la chaîne ;
* FS8 (FC) [2] : tenir dans un réfrigérateur ;
* FS6 (FC) [1] : pouvoir être stocké en rayon ;
* FS4 (FC) [0] : informer le consommateur.
Le classement met en évidence certains éléments :
* pour pouvoir verser la boisson (FS3), il faut d’abord que la bouteille arrive pleine à destination (FS2 et FS7), mieux vaut une bouteille mal pratique mais intègre, qu'une bouteille fonctionnelle mais cassée ou vide ;
* le respect du code de la consommation (FS9) garantit en partie un certain nombre d'éléments (conservation, FS5, information, FS4), mais n'a de sens que si la bouteille arrive intègre et pleine chez l'utilisateur (FS2 et FS7) ;
* « remplir la bouteille » (FS2) est plus général qu'« être compatible avec les robots de la chaîne » (FS1, on peut remplir une bouteille d'eau du robinet), et l’on peut modifier certains éléments de la chaîne pour les adapter à la nouvelle bouteille (compromis entre les impératifs de coût et l'innovation, l'esthétique) ;
* on peut modifier les rayons d'un magasin (FS6), mais un client ne changera pas de réfrigérateur juste pour pouvoir y mettre sa bouteille (FS8) ;
* informer le consommateur (FS4) est un élément capital, cependant, une partie est imposée par le règlement (FS9), et cette fonction est simple à réaliser (coller une étiquette, imprimer sur la bouteille), ce qui permet de la reléguer.
Si l’on peut envisager de modifier le classement, on peut le faire sur la base d'éléments documentés (écrire et conserver trace des raisons de cette modification). On peut aussi « bidouiller » le tableau pour faire remonter tel ou tel point : le tableau n'est qu'un guide qui est là pour aider à la décision. L'important est que les choses soient claires. Par exemple, le dernier point est contestable, l'information de l’utilisateur est une priorité, et le fait que ce point est simple à réaliser ne justifie pas qu’il soit à la fin ; le classement ne reflète alors pas les moyens à mettre en œuvre la fonction (ce que cela va coûter), mais les fonctions qu’il faut absolument garder et celles avec lesquelles on peut transiger.