8.2 La conception d'un projet d'ingénierie : du cahier des charges aux plans et devis finaux

La conception est la phase créative du projet. Elle touche tous les domaines : infrastructures, ouvrages temporaires, cartes électroniques, procédés pharmaceutiques, logiciels et équipements électromécaniques. C'est habituellement là que le projet prend forme.

1. L'analyse des besoins et le cahier des charges

La conception commence par l'examen du rapport d'analyse : contexte, besoins du client, objectifs, contraintes, paramètres de conception et risques. Il faut distinguer contrainte et paramètre. Dans l'exemple de l'OIQ, le couple temps-température au-delà duquel un yogourt perd ses qualités nutritives (20 secondes à 100 °C) est un paramètre de conception de la pasteurisation. Les couples documentés (100 minutes à 70 °C, 10 minutes à 80 °C ou 1 minute à 90 °C) sont des contraintes qui définissent le domaine de validité.

L'ingénieur rédige ensuite un cahier des charges (ou plan de travail) réaliste. Il contient notamment le contexte, le mandat, l'état des lieux, la description générale du projet, la description détaillée des tâches, les contraintes, les spécifications techniques, les biens livrables, les clauses administratives et des annexes : plans existants, structure organisationnelle, entente de confidentialité, rapports, études et normes, échéancier. Cet exercice permet d'évaluer l'envergure du mandat et de vérifier que l'ingénieur a toutes les compétences pour le réaliser (art. 2.04 et 3.01.01). Le cahier des charges est un document d'ingénierie : un CPI peut y contribuer, mais il doit être authentifié par un ingénieur avant d'être transmis au client.

2. L'élaboration du concept

L'ingénieur évalue la pertinence des solutions proposées dans l'analyse et en propose de nouvelles au besoin : avantages et inconvénients, schémas, coûts sommaires, échéanciers. Le rapport d'ingénierie conceptuelle, aussi appelé rapport de faisabilité, compare les concepts selon des critères physiques (disponibilité technologique), économiques, de délais et environnementaux. Il présente les objectifs, les données de base, les exigences des codes et normes, l'analyse des concepts, les coûts et échéances, les plans et schémas, un plan de mise en œuvre préliminaire et une grille de comparaison qui inclut l'option privilégiée. Les plans détaillés ne sont pas encore disponibles à ce stade.

L'ingénieur fournit aussi une liste des démarches préparatoires, avec une estimation des coûts et des délais : disponibilité des experts, des espaces, des services (énergie, eau, vapeur) et des terrains; demandes de permis, d'accès aux services et d'acquisition de terrains; vérification de la conformité au zonage, à l'environnement et aux règlements municipaux.

3. La conception préliminaire

La conception préliminaire, ou « ingénierie préliminaire », optimise les paramètres de conception en fonction des objectifs et des besoins :

• A. Établir la base de la conception en subdivisant le projet de sorte qu'aucun élément, même mineur, ne soit omis.
• B. Réaliser les calculs préliminaires. Les données sont des valeurs numériques non transformées; les calculs sont des transformations mathématiques de ces données. L'ingénieur valide les moyens de calcul, comme les logiciels, par des calculs manuels, puisqu'il répond des erreurs. Une vérification par un autre ingénieur est nécessaire selon les exigences du client, les procédures de qualité ou la complexité du projet. Le cahier des calculs appartient à l'ingénieur, qui peut convenir de son accès avec le client; si l'ingénieur est salarié, il appartient à l'employeur.
• C. Préparer les plans et devis préliminaires. Sont des plans les schémas d'écoulement, les cartographies de circuits imprimés, les diagrammes logiques de contrôle, les schémas-blocs de programmation et toute illustration comportant des éléments de conception. Le devis décrit par écrit, de façon qualitative, les matériaux, équipements et spécifications. Dans la mesure du possible, l'ingénieur évite de désigner des produits par leur marque ou d'imposer des méthodes de travail.
• D. Assurer la coordination interdisciplinaire. Lorsque plusieurs disciplines contribuent, l'ingénieur responsable veille à ce qu'une personne soit désignée pour coordonner les revues de conception et la coordination finale des plans.
• E. Effectuer la revue de conception, généralement lorsque plusieurs disciplines sont en jeu, que la complexité l'exige, que le client le demande ou que les procédures de qualité le prévoient. Son contenu est consigné dans un compte rendu, et les changements sont communiqués aux concepteurs.
• F. Rédiger le rapport d'ingénierie préliminaire : plans et devis préliminaires, estimation des coûts et échéancier préliminaire. Les plans portent la mention « Version préliminaire – émis pour commentaires ». Il est recommandé d'y indiquer qu'ils ne doivent pas servir à la construction, à l'installation ou à la fabrication.

4. La conception détaillée

La conception détaillée, ou « ingénierie détaillée », précise les spécifications de chaque élément. Les tâches sont semblables à celles de la conception préliminaire, et la revue de conception détaillée peut durer plusieurs jours pour un grand projet. Le client reçoit un rapport d'ingénierie final détaillé, les plans et devis détaillés et une estimation plus précise des coûts et des échéances. Les plans et devis peuvent porter la mention « Version finale – émis pour approbation finale », avec une note indiquant qu'ils ne doivent pas encore servir à la construction. Un système de révision assure le suivi des modifications issues des revues.

5. La synthèse

L'étape se termine par l'estimation précise des coûts de réalisation, la production de la documentation finale et la préparation de la réalisation (formation du personnel, qualification des fournisseurs, permis). Les plans et devis finaux sont signés et scellés et portent la mention « Émis pour soumission », « Émis pour construction », « Émis pour fabrication » ou « Émis pour installation ». L'ingénieur doit savoir que les plans qu'il scelle doivent être complets, explicites et suffisamment détaillés pour la finalité recherchée.

À chaque étape, l'ingénieur conserve au dossier ses notes de travail, ses données brutes et conditions d'obtention, ses notes de calculs, la validation des hypothèses, les comptes rendus et les revues de conception.