L’Optimisation Topologique : une conception mécanique du futur déjà là !

Le CMQ Industrie du Futur est allé à la rencontre de Bruno Fabié, enseignant au Lycée La Découverte à Decazeville et de ses étudiants en Licence Pro CFAO pour nous faire découvrir un cours d’initiation à l’OPTIMISATION TOPOLOGIQUE. Il nous explique en quoi cela consiste et en quoi cette méthode a changé considérablement la manière de concevoir des objets dans l’Industrie.

Bruno Fabié et ses étudiants en Licence Pro CFAO du Lycée La Découverte à Decazeville – Aveyron © Myriam Albouy, Resp. Com’ du CMQ Industrie du Futur

Un peu d’Histoire…

C’est entre 1895 et 1904, qu’Henri Poincaré a fondé la topologie algébrique — alors appelée Analysis Situs. Il publie une série de 6 mémoires révolutionnaires qui entre autres, vont devenir des textes fondateurs dont l’ensemble représente un peu plus de 300 pages de mathématiques exceptionnelles !

Comme vous l’aurez compris, la topologie est une branche des mathématiques et est apparu à la fin du XIXè siècle.

Plus d’un siècle plus tard, le contenu de ces mémoires reste non seulement d’actualité mais constitue un passage obligatoire pour tout apprenti topologue. 

Pour aller plus loin, nous vous invitons à consulter le site, très bien documenté et expliqué d’Henri Paul de Saint-Gervais qui est le nom d’un collectif de mathématiciens. Ce collectif s’est réuni à plusieurs reprises pour étudier les textes de Poincaré relatifs à cette branche des mathématiques. >>>>>>>>>>>>

CONCRETEMENT, qu’est-ce que la TOPOLOGIE ?

Roland Lehouc, Astrophysicien au Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives, nous éclaire sur le sujet :

Etudiants en Licence Pro CFAO – groupe de travail © Myriam ALBOUY

la topologie en licence pro C.F.A.O.

Le cours pédagogique que nous présentons aujourd’hui, consiste à sensibiliser les étudiants de Licence Professionnelle C.F.A.O. aux nouvelles modélisations et méthodologies de conception de pièces et d’ensembles en fabrication additive métallique appelé OPTIMISATION TOPOLOGIQUE.

Bruno Fabié explique que :

« Cette conception est en rupture par rapport à la conception classique dite fabrication soustractive. »

ZOOM SUR La fabrication additive : une révolution dans la conception de pièces !

Contrairement au processus soustractif d’enlèvement de matière d’une pièce plus grande, les procédés de fabrication additive ou d’impression 3D construisent des objets en ajoutant de la matière une couche à la fois, chaque couche successive étant liée à la couche précédente jusqu’à ce que la pièce soit complète.

Tout comme les outils de Commande Numérique par Calculateur (C.N.C.)1 soustractifs, les technologies de fabrication additive créent des pièces à partir de modèles de Conception et de Fabrication Assisté par Ordinateur (C.F.A.O.)1. La préparation des modèles pour l’impression 3D à l’aide d’un logiciel de préparation d’impression est généralement automatisée, ce qui facilite et accélère considérablement la configuration des travaux par rapport aux outils CNC.

« Ce genre de travail de conception consiste, pour un volume d’encombrement donné, de trouver la répartition optimale de la matière sous des contraintes mécaniques données. Cette méthode, en liaison avec la fabrication additive, permet de fabriquer pratiquement n’importe quelles géométries, de réduire de manière significative  la masse des produits. Cette conception  rappelle des structures synthétiques (Tour Eiffel, Sagrada Familia, etc.) et organiques (nids d’abeille, arbre, structure d’os, etc.), en forme de treillis ou dites structures lattices », précise Bruno Fabié.

Nids d’abeilles © DR
La Sagrada Familia de Antoni Gaudi © Myriam ALBOUY
La Tour de Gustave Eiffel © Myriam ALBOUY

Dans le cadre de cette initiation d’optimisation topologique d’un objet, l’enseignant propose une variétés de travaux pratiques aux étudiants tout au long de l’année scolaire.

La vidéo ci-dessous illustre un cas d’étude pratique où les étudiants ont pour objectif de modéliser une chaise en version plane 2D et volumique 3D, en faisant évoluer certains paramètres : gain de matière, position et intensité des chargements mécaniques, zone passive, etc.

© Myriam ALBOUY

Les Industriels séduits par cette méthode de conception et de fabrication

« Cette nouvelle approche de fabrication en passant par ces méthodes de conception 2D (version plane) et 3D (version volumique) suscite ces dernières années l’intérêt croissant dans beaucoup de secteurs industriels (automobile, aéronautique, médical, loisirs,…) qui permet d’une part, de réduire les coûts de productions, d’autres part de développer des pièces plus légères et plus fonctionnelles. » (Bruno Fabié)

En effet, les nouvelles compétences à l’utilisation de logiciels dédiés a permis, par exemple, au constructeur de poids lourds et d’autocars Scania de « réduire de plus de 30 % le poids de ses pièces. De plus, ces simulations réalisées dès la phase de conception ont permis de réduire le temps de développement et d’améliorer la collaboration entre les équipes des services d’ingénierie, de tests et de développement. » © source : Revue technologie n°203 – Dossier spécial Réforme du collège p.18 de Lynda ALLOUACHE et Jonathan VAN RHIJN

Application dans l’univers de la chaussure (sport) © DR
Application dans l’univers de la mécanique © DR
Application dans l’univers de la parfumerie © DR

« Une édition limitée, avant-gardiste d’emballages Lancôme Jasmins Marzipane en impression 3D ».

Une nouvelle technologie qui allie l’excellence technologique et le savoir-faire artisanal. Découvrir l’étude de cas et vidéos associées >


1 Dispositif de traitement de l’information utilisé pour la commande numérique de machines-outils.

LA MECATRONIQUE : « quèsaco »?

Etant donné que notre CMQ Industrie du Futur est orientée vers la filière des Systèmes Innovants et Mécatronique, il semble tout à fait opportun d’en éclairer certains contours !

Aujourd’hui, nous nous intéresserons à la mécatronique.

Par définition, il s’agit d’un domaine à la croisée de la mécanique, de l‘électronique et de l’informatique, avec pour but l’amélioration des fonctionnalités d’un produit. Les dispositifs mécatroniques sont utilisés pour piloter des systèmes et rétroagir pour s’adapter aux conditions variables de fonctionnement.

La vidéo ci-dessous, présentée par Fabrice DELAMARE, enseignant-chercheur à l’INSA Rouen-Normandie, vous présente une « Introduction à la mécatronique ».

> La mécatronique s’est peu à peu répandue dans de nombreux secteurs industriels, les perspectives des applications des systèmes mécatroniques sont immenses.

Comme vous avez dû le voir dans la vidéo, la mécatronique, c’est à la fois de la mécanique, de l’électronique et de l’informatique pour concevoir des systèmes « intelligents » et améliorer les performances de tous types d’équipements.

LES PROS DE LA MECATRONIQUE

En véritables bricoleurs de génie, ces professionnels conçoivent, testent et réparent les appareils high-tech. Ces professionnels polyvalents imaginent des systèmes toujours plus performants ! Leur challenge : résoudre des problèmes en respectant les normes de qualité et de sécurité. Ils maîtrisent les logiciels de conception et de dessin assistés par ordinateur.

LES COMPETENCES DE CE « BRICOLO » DE GENIE

Des connaissances solides en mathématiques, en physique et en informatique sont indispensables. Rivé devant son ordinateur, ce professionnel peut utiliser des circuits imprimés et des bancs électroniques.

IL EXERCE SON METIER…

Ce métier s’exerce en entreprise dans des ateliers ou des hangars ainsi que dans des laboratoires de recherche et développement.

Les mécatroniciens travaillent dans de nombreux secteurs d’activité tels que l’automobile, l’aéronautique, l’industrie, la robotique ou encore le médical.

Les besoins sont particulièrement importants dans la maintenance où l’on recrute dès le niveau technicien. Des progressions de carrières sont possibles en tant que chef de projet.

LES VOIX DE FORMATIONS…

Pour se former au lycée ou au CFA, on peut préparer un diplôme du bac pro au BTS ou un autre diplôme de l’enseignement supérieur. Des qualifications sont également proposées en formation continue.

La plupart des métiers sont accessibles aux personnes en situation de handicap. Chez nous par exemple, l’entreprise S.T.S à Decazeville en est un bel exemple avec plus de 30 ans d’existence à dimension solidaire ! [lire l’article : Aveyron Digital News]

N’hésitez pas à vous renseigner ! Soyez curieux et n’hésitez pas à venir vers nous pour vous accompagner dans votre démarche d’orientation et de formation !

Pour aller plus loin > l’onisep informe

[SAVE THE DATE] SALON TAF VIRTUEL MULTISECTORIEL DE FIGEAC

Organisé par La Région Occitanie / Midi-Pyrénées et Pôle emploi sous un format 100% digitalisé, ce salon permettra aux collégiens, lycéens, étudiants, en formation continue ou par alternance et toute personne actuellement en recherche d’emploi ou en reconvention professionnelle d’échanger avec de nombreux interlocuteurs de notre territoire, dans de nombreux secteurs d’activités : santé/paramédicale/médico-social, industrie, aéronautique, automobile, etc…

Le salon sera ouvert le Jeudi 26 novembre 2020 de 09h à 17h

Inscrivez-vous !

Nous y seront et répondrons à toutes vos questions qui concernent notre secteur sur les possibilités de formation sur le territoire, ainsi que de vous informer sur les métiers de demain, et être accompagné pour définir un projet professionnel ou vous réorienter.

Notez la date dans votre agenda !

Pour en savoir plus : https://lnkd.in/dpR5E4y

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