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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.
Le lecteur trouvera en fin d'article un glossaire des termes utilisés.
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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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3. Modélisation géométrique
3.1 Familles de modèles
Le modèle géométrique est au cœur du système de CFAO. Il contient l’ensemble des informations géométriques sur les objets. La puissance d’un système de CFAO est en grande partie liée à la qualité (ou aux qualités) de son modèle géométrique. Bien que ce modèle soit encore insuffisant, il est indispensable de bien appréhender les avantages et les inconvénients de chaque famille.
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Modèles bidimensionnels (2D)
Ces modèles ont une connaissance des objets limitée à des vues planes, sans relation, sauf outils particuliers, entre elles. Ils ne demeurent importants aujourd’hui que parce qu’ils sont utiles pour la construction d’objets 3D (esquisses…) et parce qu’ils servent de base à une partie de la cotation, même si les informations diverses, dont la cotation, sont de plus en plus fréquemment associées au modèle 3D.
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Modèles tridimensionnels (3D)
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Modèles fil de fer (wireframe)
Un objet est connu par ses sommets et les arêtes qui les joignent. Ces modèles sont maintenant abandonnés et ne méritent pas que l’on s’y attarde.
Nota :il ne faut pas confondre modèle fil de fer avec vue en « filaire » ou « au trait », qui est la représentation de n’importe quel type de modèle avec des traits (par opposition à des images de synthèse).
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Modèles surfaciques
Les surfaces d’un objet sont connues, mais pas la matière. Ces modèles sont essentiellement basés sur des équations paramétriques. Leurs fondements restent très importants dans la mesure où ils sont toujours utilisés pour modéliser des objets possédant des surfaces gauches. C’est cependant un des domaines qui connaît de fortes améliorations et des évolutions prometteuses (§ 5.4).
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Modélisation géométrique
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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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![Écoutez notre podcast Cogitons Sciences : Clément Thivin, un ingénieur pas bateau [Des ingénieurs qui cassent la routine #3]](https://www.techniques-ingenieur.fr/actualite/wp-content/uploads/2022/04/visuel-Article-actu-Podcast-12-ok-2.png)
