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RÉSUMÉ
La conception assistée par ordinateur (CAO) est un outil fondamental du processus de conception-fabrication. Cet outil, souvent considéré comme maîtrisé, connaît des évolutions importantes et il est indispensable de comprendre les modèles sous-jacents pour bien l’utiliser. Dans cet article, les aspects maîtrisés dans les systèmes sont présentés. Ils concernent essentiellement la partie géométrique des modèles. Après avoir proposé les définitions indispensables, un historique illustre l’influence des choix effectués. Pour montrer la quintessence et les implications sur les systèmes du marché des modèles utilisés en CAO, les éléments essentiels, aussi bien sur l’architecture générale que sur les principes fondamentaux sont présentés. Enfin, les évolutions sont abordées.
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Yvon GARDAN : Professeur des universités (à titre honoraire)
INTRODUCTION
La CAO s’appuie essentiellement sur un ou des modèles géométriques. Historiquement, différents choix ont été effectués, en fonction des métiers visés, mais également des capacités de la technologie. Les modèles actuellement utilisés sont fondés sur quelques approches fondamentales qui sont apparues dans les années 1960-1970. Les fondements mêmes des modèles sont ainsi issus de travaux qui ont conduit depuis plus de quarante ans à quelques représentations privilégiées.
Des évolutions fortes ont montré leur intérêt depuis. Il est donc indispensable, d’une part de bien appréhender les éléments de base sur lesquels les modeleurs ont été développés et, d’autre part, de comprendre les apports plus récents. Enfin, il est intéressant de voir que certaines propositions originales apportent de nouvelles potentialités.
Après avoir introduit la notion de modélisation, cet article présente les éléments fondamentaux des deux grandes familles de modélisation géométrique : les modèles de solides (ou volumiques) et les modèles de surfaces. On montre notamment les différences importantes entre ces deux approches et leur possible intégration dans un seul modeleur. L’approche utilisée en modélisation volumique est assez facile à appréhender, mais la diversité des modèles implique des conséquences sur l’utilisation de la CAO que les utilisateurs doivent s'approprier. Les conséquences des choix effectués en modélisation des surfaces sont plus délicates à maîtriser. Les courbes et surfaces s’appuient sur des modèles mathématiques qu’il faut gérer par des modèles informatiques et des algorithmes. Il est donc nécessaire de connaître un certain nombre de notions (décomposition d’une surface, continuités…). Dans la mesure où des évolutions intéressantes sont en cours, une vision suffisamment précise des nouvelles pistes explorées est intéressante. Il s’agit en effet de prendre en compte certaines limitations liées à une approche historique, notamment pour obtenir des surfaces de qualité maîtrisée.
Dans l'article [H 3 752], nous montrons l’intégration de ces modèles géométriques dans des applications et les évolutions vers des systèmes fonctionnels.
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MOTS-CLÉS
VERSIONS
- Version archivée 1 de mars 1995 par Xavier PERRAS
- Version archivée 2 de août 2002 par Yvon GARDAN
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Accueil > Ressources documentaires > Génie industriel > Conception et Production > Outils pour la conception > CAO : modélisation géométrique > Intégration des surfaces dans les modèles de solides
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6. Intégration des surfaces dans les modèles de solides
On a insisté sur le fait que modèles de surfaces et modèles de solides avaient été définis de manière parallèle. Pourtant, la plupart des objets que l’on veut modéliser sont volumiques avec des surfaces externes gauches. Il est donc nécessaire de considérer l’intégration des surfaces gauches dans les modèles de solides, ce qui peut se faire selon l’approche B-Rep ou l’approche CSG (ou son extension à la conception paramétrique).
6.1 Approche B-Rep
Pour simplifier, deux grandes familles de modèles sont envisageables :
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les modèles utilisant des approximations ;
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les modèles par assemblage de faces ou d’objets ;
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Mise en œuvre d’approximations
L’approximation la plus évidente est d’abandonner la notion de surface gauche, pour l’approcher par un ensemble de facettes planes ou presque planes, en particulier dès qu’une opération booléenne doit être effectuée. On peut tenter de conserver des traces de la définition des surfaces gauches, ce qui revient en quelque sorte à mettre en place une notion d’historique. Cette méthode est largement utilisée dans les systèmes de CFAO industriels. Lorsqu’une telle méthode est utilisée, il est intéressant de pouvoir modifier le paramètre de facettisation, et demander, par exemple, un affichage ou un calcul avec un nombre de facettes plus grand, donnant une meilleure approximation de la surface. On peut toutefois mettre en place une approximation, dont le but est de maintenir une structure topologique cohérente : l’objectif est de créer une structure du type modélisation B-Rep, qui approche le modèle à surfaces gauches. La stratégie devient alors de construire cette structure grossière, puis de la lisser pour aboutir au modèle final. Le modèle grossier est utilisé comme base de la topologie et comme outil d’évaluation. Cette approche n’est cependant pas généralisable à toutes les formes et implique une discipline à la construction.
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Assemblage de faces ou d’objets
Il s’agit de décrire un solide comme un assemblage cohérent de faces et/ou de définir des solides complexes par des assemblages cohérents de solides.
Les faces de type surface gauche peuvent être prises en compte dans la structure B-Rep, en considérant des solides constitués par des faces gauches...
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Intégration des surfaces dans les modèles de solides
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BIBLIOGRAPHIE
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
1.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
Dassault Systèmes https://www.3ds.com/fr/produits-et-services/catia/Siemens
https://www.plm.automation.siemens.com/global/en/products/
Free CAD https://www.freecadweb.org/
Coretechnologie https://www.coretechnologie.com/
OpenCascade https://www.opencascade.com/
AutoCad https://www.autodesk.fr/
HAUT DE PAGE1.2 Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
Micado https://www.afmicado.com/
HAUT DE PAGE1.3 Laboratoires – Bureaux d'études – Écoles – Centres de recherche (liste non exhaustive)
Groupe de travail modélisation géométrique ...
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