Vue générale

Dans ce paragraphe, nous ferons une brève introduction au langage standard de modélisation des systèmes, c’est-à-dire SysML, puis nous étudierons ses apports potentiels pour notre sujet d’étude, à savoir l’étude des systèmes socio-environnementaux.

SysML¹⁰ est le langage standard de modélisation des systèmes. Il est basé sur le langage UML version 2, dont il reprend plusieurs diagrammes, tout en en proposant de nouveaux ou en

10 Systems Modeling Language, ou « langage pour la modélisation des systèmes ». Lien vers le site Web officiel de SysML : http://www.sysml.org (page consultée le 01/03/2016).

Modèle fonctionnel / comportemental _{Modèle de performance}

Modèle structurel (composants)

Modèle économique

Modèle de durabilité

Modèle spatial Autres modèles d’analyse

Semences Production Rentabilité Produire

Polluer Exporter

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adaptant d’autres. Cette caractéristique fait de ce langage un profil UML. Il est spécifiquement adapté à la modélisation des systèmes (et non plus seulement des logiciels). Il est issu d’une initiative conjointe par l’INCOSE et l’OMG¹¹. La version actuelle (1.2) date de juin 2010. Il existe de nombreuses implémentations d’éditeurs SysML disponibles. Ce langage, s’il n’est pas encore aussi répandu que le langage UML, est maintenant le langage standard de modélisation pour l’ingénierie système, et est donc de plus en plus utilisé.

Le langage SysML supporte la spécification, l’analyse, la conception, la vérification, et la validation de systèmes incluant du matériel, du logiciel, des données, des humains, des procédures, et des services extérieurs (facilities). Précisons que SysML est un langage de modélisation visuel ; il prescrit : (1) une sémantique, c'est-à-dire un ensemble de concepts et de significations et (2) des notations, qui sont les représentations visuelles de ces significations. Cependant, SysML est indépendant de toute méthodologie ou outil.

Pour les besoins de l’ingénierie système, SysML a retenu tels quels certains diagrammes d’UML (par exemple le diagramme d’états). D’autres diagrammes ont été enrichis (par exemple le diagramme d’activités) ou sont complètement nouveaux (par exemple le diagramme d’exigences).

11 Object Management Group (site Web de l'OMG pour le langage SysML : http://www.omgsysml.org). SysML - tout comme UML - est décrit par un métamodèle conforme au MOF (Meta-Object Facility, http://www.omg.org/mof/), qui est un standard de l’OMG (pages consultées le 01/03/2016).

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Figure 4 : les différents diagrammes SysML (source : [OMG, 2015]) Cet ensemble peut être divisé en trois grands groupes :

 Quatre diagrammes dynamiques et comportementaux (voir tableau ci-dessous).  Quatre diagrammes structurels (voir tableau ci-dessous).

 Un diagramme transverse (c'est-à-dire n’entrant pas dans l’une des deux catégories ci-dessus) : le diagramme d'exigences, qui représente les exigences applicables à un système ou à un constituant, ainsi que les relations entre celles-ci. Il s’agit d’un nouveau diagramme.

Tableau 1 : diagrammes dynamiques et comportementaux de SysML

Diagramme Lien avec UML 2 Description

Diagramme d’activités

Repris d’UML 2 avec des extensions

Description sous forme de flux ou d'enchaînement d'activités du comportement du système.

Diagramme de séquence

Identique au diagramme de même nom UML 2.

Représentation du déroulement des traitements et des interactions entre des éléments.

Diagramme d'états

Identique au diagramme de même nom UML 2

Description sous forme de machine à états finis du comportement du système ou d’un composant.

42 Diagramme de

cas d'utilisation

Identique au diagramme de même nom UML 2.

Identification des points d'interaction entre les acteurs et le système et les fonctionnalités que doit fournir celui-ci.

Tableau 2 : diagrammes structurels de SysML

Diagramme Lien avec UML 2 Description

Diagramme de définition de bloc

Diagramme nouveau dans son usage, mais basé sur le diagramme de structure composite¹².

Description des briques de base du système: blocs, compositions, associations, attributs, opérations, généralisation, etc.

Diagramme de bloc interne

Diagramme nouveau dans son usage, mais basé sur le diagramme de structure composite.

Description de l'organisation interne d'un élément.

Diagramme de paquetages (ou package)

Identique au diagramme de même nom UML 2.

Conteneur logique permettant de regrouper et d'organiser les éléments dans un modèle.

Diagramme paramétrique¹³

Nouveau diagramme. Représentation des contraintes d'un système et/ou des équations qui les régissent.

En résumé, quatre diagrammes ont été repris tels quels d’UML 2, trois ont été étendus et deux sont complètement nouveaux.

12 Le diagramme de structure composite permet, si nécessaire, de décrire les relations entre les composants internes d’une classe donnée (vision « boîte blanche » de cette classe).

13 Le diagramme paramétrique est classé par les promoteurs du langage comme un diagramme de structure. Mais il pourrait sembler tout aussi naturel de le classer comme un diagramme transverse. En effet, il ne représente pas vraiment la structure d’un système.

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Sur le plan des concepts, le langage SysML repose sur quatre ensembles fondamentaux, qui constituent les quatre piliers de SysML illustrés ci-dessous :

 La notion de structure. Pour représenter la structure, on utilise la notion de bloc, qui permet de modéliser tout élément concret : système, sous systèmes, composants logiciels ou matériels, mais aussi acteurs, système externes, ou encore éléments de matière, d’énergie ou d’information échangés. Les diagrammes correspondants sont les diagrammes de définition de bloc et de bloc interne ;

 La notion de comportement, pour la modélisation dynamique ou comportementale du système ou d’un constituant. Les diagrammes correspondants sont les diagrammes d’activités et d’états (et au besoin de séquence) ;

 La notion d’exigence. Le diagramme correspondant est le diagramme d’exigences ;  Les équations et contraintes régissant le système ou ses constituants. Le diagramme

correspondant est le diagramme paramétrique.

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Un diagramme SysML représente un élément de modèle. Tout diagramme SysML sera contenu dans un cadre (Diagram Frame), comportant une entête (header) et un contenu (contents). Le contexte du diagramme est indiqué dans l’entête (« header »). Il comporte les informations suivantes :

 Un code indiquant le type de diagramme (Diagram kind) (act, bdd, ibd, sd, etc.). Il s’agit des différents types de diagrammes déjà indiqués, et que l’on va décrire dans la suite (« act » pour « Activities », « bdd » pour « Block definition diagram », etc.) ;  Le type d’élément modélisé (Model element type) (package, block, activity, etc.) ;  Le nom de l’élément modélisé ;

 Le nom du diagramme (défini par l’utilisateur qui conçoit le modèle).

Nous insisterons plus particulièrement sur les notions que nous allons aborder dans les contributions de notre thèse, c’est-à-dire : les diagrammes des blocs ainsi que les diagrammes paramétriques, ces deux derniers étant issus du standard SysML.