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Capturer l’essence des objets 3D pour stimuler conception innovante et efficacité de fabrication

Bien que la conception assistée par ordinateur (CAO) soit devenue un secteur florissant, trouver le bon équilibre entre vitesse et précision constitue un réel défi. Une kyrielle de nouveaux algorithmes incorporant les dernières avancées mathématiques ont permis de combler le fossé dans les applications allant de l’architecture libre jusqu’à la conception marine.

Recherche fondamentale

Les ordinateurs ont révolutionné notre capacité à résoudre des problèmes complexes. Toutefois, il est nécessaire de développer des algorithmes à la fois légers et sophistiqués afin de tirer pleinement profit de leur potentiel, et de pouvoir capturer les informations minimales nécessaires pour obtenir une précision élevée sans ralentir le temps de calcul. Le financement de l’UE du projet ARCADES a permis la création d’un réseau de formation innovante Marie Skłodowska-Curie (ITN) qui est parvenu à réaliser cet objectif. De nombreux algorithmes et outils de CAO amélioreront la compétitivité de l’Europe dans des applications critiques. «Par rapport aux programmes traditionnels de doctorat, le programme ITN met les titulaires de bourse en relation avec un réseau international d’environnements académiques et de partenaires industriels. Dans le cadre du projet ARCADES, cette opportunité unique a soutenu le développement de méthodes innovantes pour les logiciels de CAO incorporant les dernières avancées mathématiques», explique le coordinateur d’ARCADES, Ioannis Emiris, d’Athena, Centre de recherche et innovation en technologies de l’information, de la communication et de la connaissance, et de l’Université nationale et capodistrienne d’Athènes.

Des surfaces courbes et une mobilité complexe sur terre et en mer

Dans le domaine de la conception hydrodynamique et marine, de jeunes chercheurs ont développé de nouveaux modélisateurs et résolveurs isogéométriques qui associent directement et de manière homogène des modèles de CAO avec des mécaniques de calcul et des analyses d’éléments finis. Un modélisateur paramétrique basé sur les T-splines (TshipPM pour les formes complexes de navires) intègre plus de 20 paramètres de conception, et permet de générer efficacement et de manière fiable un ensemble complet d’alternatives de conception pour les coques de bateaux de haute qualité. L’outil TshipPM est désormais prêt à être commercialisé. En outre, lors du détachement d’un titulaire de bourse auprès de la société ITI, partenaire industriel d’ARCADES, l’exploitation de la représentation du produit logiciel principal d’ITI, nommé CADfix, a fortement progressé. Ioannis Emiris ajoute: «Les travaux de deux titulaires de bourse en matière de CAO pour les industries maritimes ont été mis sur la carte, si vous me pardonnez le jeu de mots, par l’Innovation Radar de l’UE.» Les titulaires de bourse d’ARCADES ont également développé des outils de CAO interactifs et intuitifs visant à soutenir les architectes et les ingénieurs dans la conception et la fabrication de façades courbes et de surfaces architecturales libres de matériaux, comme le verre. Les travaux entrepris conjointement avec Evolute, membre du réseau ARCADES, ont également été mis en œuvre et adaptés par plusieurs leaders industriels. Ioannis Emiris poursuit: «Notre cadre de conception numérique combinant modélisation et optimisation géométrique, simulation physique et apprentissage profond, a surpassé nos objectifs initiaux. Celui-ci ne se contente pas de soutenir la conception, mais fournit également des retours d’informations concernant les coûts de production.» L’exploitation du potentiel des nouvelles techniques d’apprentissage automatique pour l’apprentissage des formes 3D a occupé une place prédominante au sein du nouveau programme ITN GRAPES. L’étude des objets rigides dotés de degrés de liberté déterminés a représenté un autre domaine essentiel d’avancées significatives, appliqué à la conception de robots, de machines-outils jusqu’au champ de la cinématique moléculaire. Lors du détachement d’un titulaire de bourse auprès de l’entreprise TopSolid, partenaire industriel du projet, (anciennement Missler Software), quelques-unes de ces méthodes ont été intégrées à la gamme phare de logiciels commerciaux «TopSolid». En outre, le prototype de logiciel incorporant des algorithmes de modélisation pour le contrôle d’outils d’usinage est en cours d’évaluation par RISC Software, partenaire associé d’ARCADES.

Répandre les nouvelles, et les têtes pensantes à leurs origines

Les résultats d’ARCADES ont été communiqués à travers plus de 250 activités, comme des présentations et des publications scientifiques, des conférences publiques et des foires scientifiques. «Nos titulaires de bourse ont tissé des liens très étroits et forment une communauté de jeunes scientifiques exceptionnels. Nombre d’entre eux ont accepté des postes de recherche dans d’autres pays d’Europe. Cette vision internationale permettra de faire avancer leurs carrières, le domaine de la CAO ainsi que les industries qui en dépendent», conclut Ioannis Emiris. Le marché global de la CAO devrait générer des recettes avoisinant les 19 milliards de dollars américains d’ici 2030. Les meilleurs talents d’ARCADES en seront les principaux acteurs.

Mots‑clés

ARCADES, CAO, TopSolid, robots, TshipPM, modélisation géométrique, coques de bateaux, architecture libre, mécaniques de calcul, CADfix

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