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Jacques DELACOUR : Ingénieur de l’École supérieure d’optique - Président‐directeur général de la société OPTIS
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Lire l’articleINTRODUCTION
L’évolution du calcul optique à travers les logiciels de calcul va du simple tracé de rayon à la simulation laser la plus complexe. Ces changements montrent l’importance que peuvent avoir les simulations dans les systèmes lumineux les plus usuels. Les outils de simulation disponibles actuellement sur le marché ont eux‐mêmes fait évoluer, de façon considérable, les méthodes de calcul et de conception des ingénieurs et des techniciens amenés à élaborer de tels systèmes.
L’optique, auparavant réservée aux ingénieurs spécialisés dans ce domaine très pointu, tend aujourd’hui à se diversifier, grâce à l’industrialisation des moyens de production, à l’apparition de nouvelles technologies de plus en plus performantes. En ce sens, nous voyons apparaître aujourd’hui de nouveaux outils d’analyse et de conception optique, plus adaptés au monde de l’industrie et qui répondent au besoin de la maîtrise de la lumière d’une façon générale.
Les technologies optiques ont pu évoluer grâce à la performance croissante des techniques de simulation, qui ne cessent de faire progresser les modèles et de les rendre accessibles à un plus grand nombre d’utilisateurs.
Il est probable que le XXI e siècle verra naître un nombre important d’applications optiques grâce à une meilleure maîtrise des propriétés physiques de la lumière. Les logiciels de simulation optique jouent un rôle précurseur en la matière. Aujourd’hui, il est en effet possible de simuler un nombre grandissant d’applications optiques.
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5. CAO optique : prototypage virtuel
Au-delà des formes classiques rencontrées dans les systèmes optiques, et bien que les logiciels de calcul optique les plus puissants aient intégré les guides de lumière, il s’avère que les besoins de l’industrie sont tout autres : les guides de lumière présents dans les tableaux de bord ou les autoradios, les formes utilisées dans les luminaires ont incité les éditeurs de logiciels à intégrer des formes géométriques de plus en plus complexes (figure 28).
5.1 Différentes géométries
En plus des formes de lentilles, des formes telles que celles rencontrées en CAO se sont rapidement imposées dans le domaine de la CAO optique. Aujourd’hui, les logiciels intègrent la possibilité de créer sa propre géométrie par assemblage booléen de formes géométriques élémentaires. Ces formes sont classiquement des sphères, des cylindres, des parallélépipèdes, des tores, des polyèdres, que l’on ajoute ou soustrait à d’autres formes en vue de construire un solide. Ces méthodes, appelées constructive solid geometry, sont présentes dans la plupart des logiciels de CAO mécanique 3D.
HAUT DE PAGE5.2 Compatibilité avec les logiciels de CAO mécanique
La forme la plus générale rencontrée en CAO est appelée non uniform rational beta-spline (NURBS). Cette forme est une évolution des surfaces dites de Bézier, qui permettent de modéliser des surfaces souvent rencontrées en automobile, précisément pour les carrosseries. Elles sont pilotées par des pôles, ce qui les rend aisées à manipuler.
L’avantage de ces surfaces est qu’elles permettent de caractériser n’importe quelle surface présente dans un objet. L’inconvénient est qu’il peut s’agir d’une dégénérescence de surfaces primitives qui sont donc moins précises et de surcroît plus coûteuses en temps de calcul lorsqu’il s’agit de rechercher des intersections. En optique traditionnelle, il est souvent inacceptable de dégénérer une surface, aussi est-il nécessaire d’avoir la possibilité de générer de tels objets.
Un critère de choix important dans un logiciel...
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