Introduction à la gestion évolutive du schéma de la chaîne de fabrication numérique
Le modèle de la chaîne de fabrication du numérique permet de représenter les multiples interdépendances entre les matériaux, les acteurs économiques, les territoires et les processus de transformation. Il est centré sur un graphe structuré (au format Graphviz DOT), qui présente les étapes successives nécessaires à la production d’un objet numérique, depuis l’extraction des matières premières jusqu’à l’assemblage final.
L’objectif est d’outiller l’analyse des vulnérabilités, des dépendances et des points de résilience ou de tension, tout en permettant une évolution continue du modèle à mesure que de nouvelles données deviennent disponibles.
Pour accompagner cette dynamique évolutive, la démarche repose sur les principes suivants :
- Un modèle centralisé et génératif, dont le fichier DOT est la sortie dérivée à partir de données plus modulaires ;
- Une séparation claire entre les données structurées, les contenus descriptifs (fiches) et les visualisations ;
- Une production collaborative encadrée, où les propositions de mise à jour peuvent être discutées, sourcées et validées avant intégration ;
- Une capacité de génération automatique de documents cohérents à partir des données principales (schéma, tableaux, fiches descriptives, synthèses).
Chaque fiche descriptive associée à une opération (assemblage, fabrication ou extraction/traitement de minerai) est structurée de manière homogène.
Structure du fichier DOT
Vers une modélisation des règles métier
Afin d'assurer la cohérence et la robustesse du modèle, des règles métier explicites doivent accompagner l'interprétation et l'édition du fichier DOT. Ces règles décrivent :
- Les types de nœuds autorisés par niveau et leurs rôles fonctionnels dans la chaîne ;
- Les relations permises entre niveaux (ex. : un composant de niveau 1 peut être lié à une opération de niveau 10) ;
- Les attributs essentiels à conserver pour l’analyse (et ceux purement visuels à ignorer) ;
- Les vérifications de cohérence automatisables (unicité des noms, complétude des relations, etc.).
Règle métier – Niveau 0 : Objet final
- Un nœud de niveau 0 représente un produit final (ex. : smartphone, tablette).
- Il doit obligatoirement être relié à un ou plusieurs nœuds de niveau 1 (composants).
- Il est également relié à une opération d'assemblage (nœud de niveau 10) dédiée.
- Aucun nœud de niveau 0 ne doit rester isolé dans le graphe.
- Les seuls attributs métier pertinents pour ces nœuds sont :
label: le nom lisible du produitniveau: la valeur "0" désignant son rôle de produit final Tous les autres attributs éventuels (commefillcolor) sont ignorés pour les traitements et analyses.
Règle métier – Niveau 1 : Composant
- Un nœud de niveau 1 représente un composant entrant dans la fabrication d’un produit final.
- Il doit obligatoirement être relié à au moins un nœud de niveau 0 (produit final).
- Il doit obligatoirement avoir une arête sortante vers une unique opération de fabrication (nœud de niveau 10).
- Il doit également être relié à un ou plusieurs nœuds de niveau 2, représentant les matières ou sous-composants nécessaires.
- Les seuls attributs métier pertinents pour ces nœuds sont :
label: le nom du composantniveau: la valeur "1" Les attributs visuels ou décoratifs sont ignorés.
Règle métier – Niveau 2 : Matière ou sous-composant
-
Un nœud de niveau 2 représente une ressource (minerai, matériau, sous-composant) entrant dans la fabrication d’un composant.
-
Il doit obligatoirement être relié par une arête entrante à un ou plusieurs nœuds de niveau 1 (composants).
-
Il ne peut pas être relié directement à un nœud de niveau 0.
-
Il peut :
-
Être orphelin s’il n’est associé à aucune opération. Dans ce cas, il possède l’attribut
orphelin=OK. - Être relié à un ou plusieurs autres nœuds de niveau 2 (cas particuliers à surveiller).
-
Avoir des liens sortants vers une ou plusieurs opérations (nœuds de niveau 10) de type : Extraction, Réserves ou Traitement.
-
Les attributs métier pertinents sont :
-
label: nom de la ressource niveau: la valeur "2"-
ivc(facultatif) : indice de vulnérabilité à la concurrence, mis à jour par script. #### Règle métier – Niveau 10 : Opérations (Assemblage, Fabrication, Extraction...) -
Un nœud de niveau 10 représente une opération industrielle ou technique dans la chaîne (assemblage, fabrication, extraction, traitement, gestion de réserve, etc.).
- Il doit obligatoirement être relié par une ou plusieurs arêtes entrantes à des nœuds d’un niveau unique selon le type d’opération :
- Assemblage : reçoit uniquement des objets finaux (niveau 0)
- Fabrication : reçoit uniquement des composants (niveau 1)
- Extraction, Traitement, Réserves : reçoivent uniquement des ressources (niveau 2)
- Il doit avoir au moins une arête sortante vers un ou plusieurs nœuds de niveau 11, représentant les localisations géographiques dans lesquelles cette opération est réalisée.
- Une opération peut être réalisée dans plusieurs pays.
-
Il est recommandé d’envisager un attribut explicite
typepour préciser la nature de l’opération (assemblage, fabrication, etc.), bien que cette information soit actuellement déduite de l’identifiant du nœud. -
Les attributs métier pertinents sont :
label: nom de l’opération (ex. : Assemblage, Fabrication...)niveau: la valeur "10"ihh_pays: indice de concentration par pays (calculé automatiquement)ihh_acteurs: indice de concentration des acteurs (calculé automatiquement)
Les attributs
ihh_paysetihh_acteurssont générés automatiquement par un script Python à partir des parts de marché rattachées aux localisations (niveau 11) et aux entreprises (niveau 12).
Règle métier – Niveau 11 : Localisation d'opération
- Un nœud de niveau 11 représente une localisation géographique spécifique dans laquelle une opération est réalisée.
- Il doit obligatoirement être relié à un unique nœud de niveau 10 (opération).
- Il doit également être relié à au moins un nœud de niveau 12 (acteur industriel opérant dans ce pays pour cette opération).
- Il doit être relié à un nœud de niveau 99 (pays géographique) représentant le pays dans lequel se déroule l'opération.
- Il forme un couple opération/pays, encodé dans son identifiant, par exemple :
EtatsUnis_Extraction_Praseodyme. - ⚠️ Une action d’homogénéisation des identifiants de ce niveau est à prévoir.
Règle métier – Niveau 12 : Acteur industriel
- Un nœud de niveau 12 représente une entreprise ou groupe industriel impliqué dans la réalisation d'une opération spécifique dans un pays donné.
- Il doit obligatoirement être relié à un unique nœud de niveau 11 (localisation d'opération).
- Il doit également être relié à un nœud de niveau 99 (pays géographique) représentant le pays d'origine ou d'implantation de l’acteur.
- Il ne peut être associé qu’à un seul type d’opération (assemblage, fabrication, traitement, etc.) et à un seul pays.
- Le nom du nœud encode cette contrainte en combinant : pays, nom de l’acteur, type d’opération. Exemple :
Foxconn_Chine_Tablette. - ⚠️ Une action d’homogénéisation des identifiants de ce niveau est à prévoir.
Les attributs métier pertinents sont :
- label : nom de l’acteur
- niveau : la valeur "12"
Une revue complète des nœuds et relations sera entreprise pour :
-
Catégoriser les types fonctionnels réellement utilisés dans le graphe (par niveau) ;
-
Définir les champs requis pour chaque type (ex. :
label,niveau,ihh_*,source) ; -
Documenter les cas particuliers ou exceptions gérés par des scripts spécifiques.
Ces règles métier alimenteront le futur pipeline d'intégration (Point 4) et devront être intégrées dans la documentation technique et dans les outils de contribution.
Le fichier DOT constitue le cœur du modèle : il encode sous forme de graphe orienté toutes les relations entre entités (produits, composants, opérations, entreprises, pays, etc.).
Hiérarchie des niveaux
Chaque nœud est associé à un attribut niveau permettant de situer son rôle dans la chaîne de fabrication :
| Niveau | Type de nœud | Exemple |
|---|---|---|
| 0 | Objet final | Smartphone, Tablette |
| 1 | Composants | Écran, Processeur |
| 2 | Minerais, matériaux ou sous-composants | Silicium, Holmium, Wafers… |
| 10 | Opération : Assemblage, Fabrication, Extraction, Traitement, Réserves (pas abus de langage) | Assemblage_Smartphone |
| 11 | Pays de l'opération | Chine_Tablette |
| 12 | Acteurs industriels | Foxconn_Chine_Tablette |
| 99 | Pays géographiques | Chine_geographique, Inde_geographique |
Attributs des nœuds
Les nœuds possèdent plusieurs attributs, dont :
label: nom lisible de l'entiténiveau: niveau hiérarchiquefillcolor: code visuel facultatifihh_acteurs,ihh_pays: indicateurs (ex : concentration de marché)
Exemple :
Assemblage_Smartphone [label="Assemblage", niveau="10", fillcolor="#ffd699", ihh_acteurs="19", ihh_pays="44"];
Relations (arêtes)
Les relations expriment les flux ou dépendances entre nœuds. Elles comportent généralement un weight :
Processeur -> Assemblage_Smartphone [poids=0];
Ce qui signifie que le processeur entre dans l’assemblage du smartphone.
Organisation technique
- Les nœuds sont souvent regroupés par niveau dans le fichier pour plus de clarté.
- Les arêtes apparaissent ensuite et relient les identifiants (non les labels).
Limites actuelles
- Les coûts ou poids économiques ne sont pas encore inclus directement.
- Il n’y a pas encore de rattachement formel aux sources (prévu dans l’évolution).
- La gestion des identifiants peut être raffinée (notamment la normalisation de la syntaxe).
Chapitre : Normalisation des identifiants
Pour garantir la cohérence et l’automatisation des traitements, il est crucial de définir une convention de nommage claire et systématique pour chaque nœud du fichier DOT. Cette normalisation concerne tous les niveaux, afin de faciliter la génération de fiches, l’analyse des relations, et la maintenance du graphe au fil du temps.
Principes généraux
-
Éviter les espaces, accents et caractères spéciaux dans les identifiants : Utiliser uniquement des caractères alphanumériques (A-Z, a-z, 0-9) et des underscores
_. -
Respecter la structure imposée par chaque niveau : Chaque niveau possède un schéma de nommage propre qui encode les informations minimales (pays, type d’opération, objet concerné, acteur, etc.).
-
Utiliser le moins d’éléments possible pour éviter la prolifération : Par exemple, si le pays est déjà dans le nom du nœud de niveau 11, il ne sera pas repris ailleurs inutilement.
-
Coordination avec les scripts d’analyse : Les scripts python (vérification, calculs IHH, génération de tableaux) se basent sur ces noms pour extraire de l’information et éviter toute ambiguïté.
Normalisation par niveau
| Niveau | Format minimal | Exemple |
|---|---|---|
| 0 | <Objet> |
Smartphone, Tablette |
| 1 | <Composant> |
Processeur, ÉcranOLED |
| 2 | <Ressource> |
Holmium, Wafers, SiliciumPur |
| 10 | <Opération>_<Objet> |
Assemblage_Smartphone, Extraction_Cuivre |
| 11 | <Pays>_<Opération>_<Objet> |
Chine_Assemblage_Smartphone, Inde_Fabrication_Camera |
| 12 | <Acteur>_<Pays>_<Opération>_<Objet> |
Foxconn_Chine_Assemblage_Tablette, Zeiss_Allemagne_Fabrication_Camera |
| 99 | <NomPays>_geographique |
Chine_geographique, Bresil_geographique |
Détails pour chaque niveau
- Niveau 0 – Produits finaux
- Identifiants simples, sans underscore (
_), par exemple :Smartphone,Tablette. -
Un produit final doit impérativement être relié à un composant (niveau 1).
-
Niveau 1 – Composants
- Identifiants courts et explicites :
ProcesseurARM,Camera,CarteMere. -
Sans underscore (
_) pour éviter les collisions avec les formats des autres niveaux. -
Niveau 2 – Ressources / Matières
- Un seul bloc (
Holmium,SiliciumPur), sans underscore. -
Autoriser un second underscore en cas de besoin précis (ex.
Minerai_Lithium), mais à limiter. -
Niveau 10 – Opérations
- Format :
<Opération>_<Objet> - Exemples :
Assemblage_Smartphone,Fabrication_Camera,Extraction_Holmium. -
Un unique underscore pour séparer le type d’opération de l’objet.
-
Niveau 11 – Localisations
- Format :
<Pays>_<Opération>_<Objet> - Ajout d’un second underscore pour intégrer le pays en préfixe.
-
Exemple :
Chine_Assemblage_Smartphone,Australie_Extraction_Cuivre. -
Niveau 12 – Acteurs
- Format :
<Acteur>_<Pays>_<Opération>_<Objet> - Quatre segments, chacun séparé par un underscore.
- Exemple :
Foxconn_Chine_Assemblage_Smartphone,Zeiss_Allemagne_Fabrication_Camera. -
Permet de gérer un même acteur dans plusieurs pays ou plusieurs opérations via des nœuds distincts.
-
Niveau 99 – Pays géographiques
- Format :
<NomPays>_geographique. - Exemple :
Chine_geographique,Bresil_geographique. - Un nœud de niveau 99 n’a généralement pas de relation sortante dans ce modèle.
Mise en œuvre et vérifications
-
Validation automatique : Des scripts python examinent le fichier DOT pour repérer les identifiants qui ne suivent pas ce format (nombre d’underscores incorrect, segment absent, etc.).
-
Renommage :
- Un script de remplacement global peut être utilisé pour migrer progressivement les noms existants.
-
Les modifications doivent être tracées via un changelog ou un commit Git.
-
Entretien continu :
- Lorsqu’un nouvel acteur, un nouveau pays ou une nouvelle opération est ajouté, le respect de la convention doit être vérifié.
- Les outils de contribution (wiki, interface, etc.) peuvent imposer automatiquement ces règles de nommage.
En suivant ces principes de normalisation des identifiants, le modèle DOT gagne en cohérence et en maintenabilité. Les scripts d’analyse et de génération peuvent ainsi fonctionner de manière prévisible, et l’ensemble des données (fiches descriptives, indicateurs, visualisations) demeure aligné sur un référentiel unique.
Fiches descriptives
Chaque entité fonctionnelle du modèle (opération d’assemblage, procédé de fabrication, ressource minérale) est documentée dans une fiche dédiée. Ces fiches ont une double vocation :
- enrichir le modèle par des contenus contextualisés et des éléments d’analyse non représentés dans le graphe ;
- rendre visible la structure du graphe par des tableaux générés automatiquement à partir du fichier DOT.
Trois types de fiches ont été définis : Assemblage, Fabrication et Minerai. Leur structure est volontairement homogène pour faciliter l’exploitation, la génération et la maintenance des données.
Format cible des fiches Assemblage
-
Description (contexte manuel)
-
Texte introductif décrivant le rôle, les enjeux et les spécificités de l’étape d’assemblage.
-
Ce bloc pourra inclure un tableau manuel listant les composants connus, leur fonction et leur part dans le coût total. Ce tableau, bien que non synchronisé automatiquement, sert de référence explicite de départ, et reflète une version simplifiée ou antérieure du modèle.
-
Tableau issu du schéma **``** (automatique)
| Pays d'implantation | Entreprise | Pays d'origine | Part de marché |
|---|---|---|---|
| Pays n° 1 de l'acteur n° 1 | Acteur n° 1 dans le pays n° 1 | Pays d'origine de l'acteur n° 1 | Part de marché mondiale de l'acteur n° 1 dans le pays |
| Pays n° 1 de l'acteur n° 2 | Acteur n° 2 dans le pays n° 1 | Pays d'origine de l'acteur n° 2 | Part de marché mondiale de l'acteur n° 2 dans le pays |
| Pays n° 1 | Total | Pays n° 1 | Part de marché mondiale du pays n° 1 |
| Pays n° 2 de l'acteur n° 1 | Acteur n° 1 dans le pays n° 2 | Pays d'origine de l'acteur n° 1 | Part de marché mondiale de l'acteur n° 1 dans le pays |
| Pays n° 2 de l'acteur n° 2 | Acteur n° 2 dans le pays n° 2 | Pays d'origine de l'acteur n° 2 | Part de marché mondiale de l'acteur n° 2 dans le pays |
| Pays n° 2 | Total | Pays n° 2 | Part de marché mondiale du pays n° 2 |
- Contraintes spécifiques (manuel)
| Contrainte | Description | Impact sur la production |
|---|---|---|
| ... | ... | ... |
- Sources (manuel avec rattachement possible)
- Liste de sources utilisées pour documenter l’assemblage.
- Un lien entre les sources citées ici et celles référencées lors de l’édition du fichier
.dotest à envisager (via un champ source dans le.dot, ou fichier annexe).
Format cible des fiches Fabrication
- Description (contexte manuel)
- Texte introductif décrivant les procédés de fabrication, les enjeux technologiques, les exigences techniques et les spécificités du processus.
- Cette section peut inclure un tableau manuel de matériaux utilisés, précisant leur rôle dans le processus et leur importance relative (exprimée en pourcentage ou échelle qualitative).
| Matériau | Fonction | Part estimée dans le coût ou la masse |
|---|---|---|
| ... | ... | ... |
- Tableau issu du schéma **``** (automatique)
| Pays d'implantation | Entreprise | Pays d'origine | Part de marché |
|---|---|---|---|
| Pays n° 1 de l'acteur n° 1 | Acteur n° 1 dans le pays n° 1 | Pays d'origine de l'acteur n° 1 | Part de marché mondiale de l'acteur n° 1 dans le pays |
| ... | ... | ... | ... |
| Pays n° 2 | Total | Pays n° 2 | Part de marché mondiale du pays n° 2 |
- Contraintes spécifiques (manuel)
| Contrainte | Description | Impact |
|---|---|---|
| ... | ... | ... |
- Sources (manuel avec rattachement possible)
- Références utilisées pour rédiger la fiche ou justifier les valeurs utilisées dans le
.dot.
Format cible des fiches Minerai
-
Description (contexte manuel)
-
Présentation générale du minerai ou de l’élément chimique (origine, propriétés, applications).
- Aperçu des enjeux géopolitiques ou stratégiques associés.
-
Ce bloc peut contenir un tableau manuel résumant les usages numériques et hors numériques, la valeur ajoutée relative, et les formes utilisées.
-
Tableaux issus du schéma **``** (automatiques)
a. Extraction :
| Pays d'implantation | Entreprise | Pays d'origine | Part de marché |
|---|---|---|---|
| Pays n° 1 de l'acteur n° 1 | Acteur n° 1 dans le pays n° 1 | Pays d'origine de l'acteur n° 1 | Part de marché mondiale de l'acteur n° 1 dans le pays |
| ... | ... | ... | ... |
| Pays n° 2 | Total | Pays n° 2 | Part de marché mondiale du pays n° 2 |
b. Réserves :
| Pays d'implantation | Part de marché |
|---|---|
| ... | ... |
c. Traitement :
| Pays d'implantation | Entreprise | Pays d'origine | Origine du minerai | Part de marché |
|---|---|---|---|---|
| Pays n° 1 de l'acteur n° 1 | Acteur n° 1 dans le pays n° 1 | Pays d'origine de l'acteur n° 1 | Pays A (x%), Pays B (y%) | Part de marché mondiale de l'acteur n° 1 dans le pays |
| ... | ... | ... | ... | ... |
| Pays n° 2 | Total | Pays n° 2 | Part de marché mondiale du pays n° 2 |
- Contraintes spécifiques (manuel)
| Contrainte | Description | Impact |
|---|---|---|
| ... | ... | ... |
- Sources (manuel avec rattachement possible)
- Toutes les sources documentant la fiche ou alimentant les données présentes dans le
.dot. - Liaison possible via attributs ou fichier compagnon comme pour les autres fiches.