Dans le développement d’une application web ou mobile, l’objectif premier est souvent de répondre aux attentes fonctionnelles des utilisateurs.
Permettre de s’inscrire, d’effectuer des paiements, de naviguer ou encore de gérer un panier d’achat sont autant de fonctionnalités évidentes qui attirent l’attention des équipes projet.

Ces éléments, appelés exigences fonctionnelles, définissent ce que l’application doit faire.Cependant, ces fonctionnalités ne garantissent pas à elles seules le succès d’une application.
En coulisse, d’autres critères jouent un rôle tout aussi crucial : comment le logiciel fonctionne, quelle est sa vitesse, sa fiabilité ou sa sécurité. Ces critères, regroupés sous le terme exigences non fonctionnelles (ENF), sont la clé de la qualité et de la pérennité d’un logiciel.

I. Qu’est-ce qu’une exigence non fonctionnelle ?

Les exigences non fonctionnelles (ENF), ou Non-Functional Requirements (NFR) en anglais, définissent les qualités globales d’un logiciel, au-delà de ses fonctionnalités spécifiques. Contrairement aux exigences fonctionnelles, qui décrivent ce que le logiciel doit faire (par exemple, permettre à un utilisateur de passer une commande), les ENF spécifient comment le logiciel doit se comporter pour garantir une expérience optimale et une performance durable.

Définition et rôle des exigences non fonctionnelles

Les exigences non fonctionnelles concernent les aspects qualitatifs d’un système logiciel. Elles s’intéressent à des critères comme :

• La rapidité : Combien de temps faut-il pour répondre à une requête utilisateur ?
• La fiabilité : Le logiciel est-il disponible en permanence ?
• La sécurité : Les données des utilisateurs sont-elles protégées contre les menaces ?
• L’évolutivité : Le système peut-il gérer une augmentation du trafic ou des utilisateurs ?

Ces exigences influencent directement l’expérience utilisateur, la robustesse et la pérennité du logiciel. Ignorer les ENF, c’est risquer de produire un logiciel instable, lent ou vulnérable aux cyberattaques.

Prenons le cas d’une application bancaire, les exigences fonctionnelles peuvent inclure les fonctionnalités suivantes : gestion des comptes, transfert d’argent et paiement en ligne.
Cependant, sans exigences non fonctionnelles comme un chiffrement des données ou une haute disponibilité, ces fonctionnalités pourraient être inutilisables ou exposer les utilisateurs à des risques.

Différence entre exigences fonctionnelles et non fonctionnelles

Exigences fonctionnelles

Les exigences fonctionnelles définissent ce que le système doit faire. Elles décrivent les fonctionnalités visibles ou attendues par l’utilisateur final.

Exemple : Permettre à un utilisateur de rechercher un produit, générer un rapport financier pour un administrateur.

Exigences non fonctionnelles

Les exigences non fonctionnelles spécifient comment le système doit fonctionner pour répondre aux besoins des utilisateurs.

Exemple : La recherche d’un produit doit s’effectuer en moins de 2 secondes, le rapport financier doit être sécurisé et accessible uniquement par des administrateurs autorisés.

Caractéristiques des exigences non fonctionnelles

– Elles sont mesurables et vérifiables

Pour être efficaces, les ENF doivent être exprimées en termes précis et mesurables.

Mauvais exemple :

• « Le logiciel doit être rapide. »
  Bon exemple :
• « Le logiciel doit répondre à 95 % des requêtes utilisateur en moins de 1 seconde. »

– Elles influencent le comportement global

Les exigences non fonctionnelles ne concernent pas une fonctionnalité spécifique, mais l’ensemble du système. Elles affectent directement la manière dont le logiciel est conçu, testé et déployé.

– Elles sont souvent transversales

Une exigence non fonctionnelle, comme la sécurité, peut s’appliquer à plusieurs fonctionnalités du logiciel.

II. Les principaux types d’exigences non fonctionnelles

Les exigences non fonctionnelles (ENF) définissent les attributs qualitatifs d’un logiciel et garantissent que celui-ci réponde efficacement aux attentes des utilisateurs, tout en maintenant des standards élevés de qualité. Elles couvrent divers aspects, notamment les performances, la sécurité, la fiabilité, l’évolutivité et la maintenabilité. Voici une exploration approfondie de ces types, accompagnée de cas concrets et de solutions techniques.

1. Performances

La performance est essentielle pour garantir que les utilisateurs puissent interagir avec le système de manière fluide, même sous des charges importantes. Une plateforme de commerce en ligne doit, par exemple, charger rapidement ses pages pour maintenir l’attention de ses utilisateurs, surtout lors des périodes de forte affluence comme les soldes.

Pour atteindre un tel objectif, il est nécessaire de réduire les temps de réponse en utilisant des réseaux de distribution de contenu (CDN) pour rapprocher les ressources des utilisateurs, tout en exploitant des systèmes de mise en cache comme Redis pour limiter les requêtes répétitives aux bases de données. Dans les environnements à forte volumétrie de données, l’optimisation des bases SQL, combinée à des index bien définis, peut considérablement améliorer le débit des transactions.

2. Sécurité

La sécurité constitue un enjeu fondamental dans tous les systèmes informatiques. Les données personnelles, bancaires ou sensibles doivent être protégées contre les cyberattaques. Un système bancaire, par exemple, exige un chiffrement robuste pour garantir que les transactions soient sécurisées, même en cas d’interception.

Pour répondre à ces exigences, l’authentification multi-facteurs renforce les connexions utilisateur, tandis que des pare-feu d’applications web protègent contre des attaques fréquentes, comme les injections SQL. La surveillance proactive des menaces via des outils tels qu’AWS GuardDuty contribue à identifier et neutraliser les comportements suspects avant qu’ils n’affectent le système.

3. Fiabilité

Un logiciel fiable assure une disponibilité continue, quel que soit le contexte. Les systèmes critiques, tels que les plateformes de gestion des stocks, doivent garantir leur bon fonctionnement en tout temps, même en cas de panne matérielle. Cela peut être réalisé par l’implémentation de serveurs redondants, capables de prendre le relais immédiatement en cas de défaillance.

En parallèle, des sauvegardes fréquentes automatisées permettent de restaurer rapidement les données en cas de perte, tandis que des outils de monitoring, comme Datadog, surveillent l’intégrité des composants et alertent en cas d’anomalie.

4. Évolutivité

Un logiciel évolutif s’adapte sans effort à une augmentation des utilisateurs ou des fonctionnalités. Une plateforme SaaS qui connaît une croissance rapide doit pouvoir supporter une hausse significative du trafic sans perte de performance. En structurant l’application en microservices, chaque module peut être mis à l’échelle indépendamment, permettant au système de s’adapter aux charges sans surcharger l’ensemble.

L’utilisation de technologies comme Kubernetes facilite l’orchestration des services, garantissant une répartition équitable des ressources et une gestion automatisée des montées en charge.

5. Maintenabilité

La maintenabilité garantit que le logiciel peut être corrigé, mis à jour ou enrichi facilement, réduisant ainsi les coûts de maintenance à long terme. Les systèmes complexes, tels que les ERP, bénéficient d’une architecture modulaire où chaque module est indépendant des autres. Cette approche simplifie l’ajout de nouvelles fonctionnalités, comme l’intégration d’une gestion des ressources humaines, sans perturber les fonctionnalités existantes.

Un pipeline CI/CD automatisé est indispensable pour tester et déployer les mises à jour sans interrompre les opérations courantes. Par ailleurs, une documentation technique détaillée assure que les équipes de développement comprennent rapidement les mécanismes internes du système.

Application concrète : une plateforme de gestion des livraisons

Une plateforme de gestion des livraisons doit répondre à des exigences variées.:

• Les performances assurent que les utilisateurs peuvent consulter leurs colis rapidement, même en période de forte affluence.
• La sécurité garantit que les données des clients, telles que leurs adresses, soient protégées contre les intrusions.
• La fiabilité permet au système de fonctionner sans interruption,
• L’évolutivité prépare la plateforme à intégrer de nouvelles fonctionnalités, comme un suivi des colis en temps réel, sans altérer la stabilité générale.
• Enfin, une bonne maintenabilité permet d’intégrer rapidement des optimisations, comme l’ajout d’un module de notifications par SMS.

III. Pourquoi les exigences non fonctionnelles sont-elles essentielles ?

Les exigences non fonctionnelles ne sont pas de simples ajouts techniques. Elles jouent un rôle stratégique en définissant la qualité globale d’un logiciel et en influençant directement son succès.

Un logiciel peut répondre parfaitement aux exigences fonctionnelles, mais s’il est lent, peu fiable ou vulnérable, il risque de ne pas être adopté par les utilisateurs ou de compromettre les opérations d’une entreprise.

1. Elles garantissent une meilleure expérience utilisateur

L’expérience utilisateur ne repose pas uniquement sur les fonctionnalités offertes par un logiciel, mais aussi sur la manière dont ces fonctionnalités sont délivrées. Les exigences non fonctionnelles garantissent que le logiciel est :

• Rapide : Les temps de réponse courts améliorent la satisfaction des utilisateurs.
• Fiable : Le logiciel fonctionne de manière constante, sans interruptions.
• Sécurisé : Les utilisateurs ont confiance dans la protection de leurs données.

Prenons l’exemple d’une plateforme de streaming vidéo
Imaginez un service comme Netflix :

• Si les vidéos mettent plus de 5 secondes à se charger, les utilisateurs abandonneront rapidement.
• Si la plateforme tombe en panne pendant une série très regardée, les abonnés perdront confiance.
• Si les données de carte bancaire des utilisateurs ne sont pas protégées, les utilisateurs chercheront une alternative plus sécurisée.

Les exigences non fonctionnelles , en définissant des objectifs clairs pour la performance, la fiabilité et la sécurité, permettent d’éviter ces scénarios et de fidéliser les utilisateurs.

2. Elles réduisent les risques

Les exigences non fonctionnelles permettent d’anticiper et de prévenir des problèmes majeurs avant qu’ils ne surviennent. Un logiciel qui n’intègre pas ces exigences dès la conception est exposé à :

• Des pannes coûteuses : Les systèmes non optimisés pour les charges importantes risquent de planter lors de pics d’activité.
• Des failles de sécurité : Sans exigences claires en matière de protection des données, le logiciel devient vulnérable aux cyberattaques.
• Des coûts imprévus : Des corrections tardives pour améliorer la performance ou la sécurité peuvent être extrêmement coûteuses.

Le cas d’une application e-commerce pendant le Black Friday
Lors de fortes périodes de trafic, comme le Black Friday, une application e-commerce non optimisée pour gérer des milliers de connexions simultanées risque de s’effondrer, entraînant des pertes de revenus considérables.

Comment prevenir cela avec les spécifications non fonctionnelles:

• Définir une capacité maximale (ex. : gérer 100 000 utilisateurs simultanés).
• Mettre en place des tests de charge réguliers pour évaluer la robustesse du système.
• Protéger les données clients avec des standards comme le chiffrement AES-256.

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3. Elles assurent la conformité

Dans de nombreux secteurs, les ENF sont indispensables pour respecter des réglementations et des normes strictes. Ne pas respecter ces exigences peut entraîner :

• Des sanctions légales : Amendes pour non-conformité aux lois comme le RGPD (Règlement Général sur la Protection des Données) en Europe.
• Une perte de réputation : Une faille de sécurité ou un non-respect des normes peut ternir l’image de marque.

Exemples de réglementations liées aux exigences non fonctionnelles :

• RGPD (Europe) : Protection des données personnelles.
  • Exigence : Chiffrement des données sensibles et consentement explicite des utilisateurs.
• PCI DSS (Global) : Norme pour les paiements en ligne.
  • Exigence : Sécuriser les transactions et limiter l’accès aux informations bancaires.
• ISO 27001 : Gestion de la sécurité des systèmes d’information.
  • Exigence : Mettre en place des politiques de sécurité robustes pour protéger les systèmes.

Exemple : Une plateforme bancaire en ligne
Une banque en ligne doit garantir que :

• Des audits réguliers sont effectués pour vérifier la conformité.
• Toutes les transactions sont conformes aux normes PCI DSS.
• Les données des utilisateurs respectent le RGPD.

Prenons un cas pratique qui concerne le développement d’une application utilisée par les entreprises pour gérer les emplois de temps et les salaires.

Sans exigences fonctionelles définies :

• L’application ralentit lors des périodes de pointe, comme la fin du mois.
• Les données des employés ne sont pas sécurisées, exposant les entreprises à des violations de données.
• Impossible d’intégrer de nouvelles réglementations fiscales sans une refonte coûteuse.

Avec des Sans exigences fonctionelles définies :

• Le système garantit un temps de réponse inférieur à 1 seconde pour 90 % des requêtes.
• Toutes les données sensibles sont chiffrées et protégées contre les accès non autorisés.
• Le logiciel est conçu pour intégrer facilement de nouvelles réglementations fiscales sans perturber les fonctionnalités existantes.

Les exigences non fonctionnelles ne sont pas un luxe ou une réflexion secondaire. Elles sont indispensables pour garantir un logiciel de qualité, minimiser les risques, et respecter les normes en vigueur. En intégrant ces exigences dès les premières étapes du projet, vous assurez une base solide pour la réussite à long terme de votre logiciel

Les exigences non fonctionnelles ne sont pas de simples contraintes techniques ou des ajouts tardifs dans un projet. Elles représentent la colonne vertébrale de tout logiciel de qualité, influençant directement ses performances, sa sécurité, sa fiabilité, son évolutivité, et sa maintenabilité.

En intégrant ces exigences dès les premières étapes de conception, vous garantissez non seulement que le logiciel répondra aux besoins actuels des utilisateurs, mais qu’il sera aussi capable de s’adapter aux évolutions futures, tout en minimisant les risques et les coûts associés aux correctifs.

Les exigences non fonctionnelles sont des outils stratégiques pour tout professionnel impliqué dans le développement logiciel, car elles permettent :

• D’offrir une expérience utilisateur fluide, grâce à des performances optimales et une haute disponibilité.
• De protéger les données et de respecter les normes légales en matière de sécurité.
• De concevoir des systèmes évolutifs et durables, capables de s’adapter à des besoins croissants.
• De réduire les coûts opérationnels grâce à une maintenance simplifiée et une architecture bien pensée.

En somme, les exigences non fonctionnelles sont le socle sur lequel repose un logiciel robuste et performant, capable de satisfaire les utilisateurs tout en s’adaptant aux défis de demain.

Pour aller plus loin

Pour approfondir vos connaissances sur l’importance des exigences non fonctionnelles et leur intégration dans vos projets, voici 4 ouvrages incontournables disponibles en français et en anglais :

1. Ingénierie des exigences : Méthodes et bonnes pratiques
   Stéphane Badreau, Jean-Louis Boulanger
   
2. Analyse des besoins pour le développement logiciel : Recueil et spécification, démarches itératives et agiles
   Jacques Lonchamp
   
3. Software Architecture in Practice
   Len Bass, Paul Clements, Rick Kazman
   
4. Ingénierie des exigences système: Méthode d’ingénierie des exigences supportée
   Jean-Yves Bron