18 Juin 2015

De la Prhistoire la RenaissanceDe la Prhistoire la Renaissance

La Prhistoire (Lascaux et autres grottes) pourquoi

dessiner ? Evoquer ses exploits ? Concevoir des plans de chasse ?

LAntiquit Peu de progrs des outils graphiques (Archimde crit sur le sable) Mais naissance et formalisation de la gomtrie (Euclide) Et le dessin se double dun essor remarquable de la sculpture

La Renaissance Naissance de la Perspective pour les beaux arts (Brunelleschi) Mais Lonard de Vinci en fait son outil de conception mcanique

Lonard et la mcaniqueLonard et la mcanique

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Applied Seen By Leonardo D Vi (1490)

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La Rvolution IndustrielleLa Rvolution Industrielle

Les pices doivent tre interchangeables

avoir les mmes dimensions

Il faut produire de plus en plus de produits nouveaux

une lite dartistes ne suffit plus

Monge remplace la perspective par la gomtrie descriptive

Les industriels demandent de plus en plus de projeteurs

La Planche Dessins emplit les Bureaux dEtude

Les Temps ModernesLes Temps Modernes

Lindustrie caricature par Charlie Chaplin va atteindre ses

limites

Premire guerre mondiale ?On remplace par des femmes les hommes sous les drapeaux

Deuxime guerre mondiale ?Il faut construire le + vite possible une foule de matriels militaires

- Les femmes ne suffisent plus

- La machine outil commande automatise simpose

- Pour craquer les codes secrets il faut calculer plus vite (cf Alan Turing)

- Le calculateur lectronique voit le jour

- Le Radar qui dtecte les avions au loin saccompagne dcrans gants

La CFAO va utiliser toutes ces nouveautsLa CFAO va utiliser toutes ces nouveauts

La FAO va programmer les commandes numriques

Mais APT (Automatic Programming of Tools) est limit Les Systmes Maison comblent le vide pour usiner les formes libres (systmes surfaciques : RNUR, Citron, Sud Aviation en France

Ferranti en G.B., MDD, Lockeed, Boeing, Ford, GM aux USA ...)

Le DAO automatise le B.E.

grce aux tables traantes et aux crans mais ne change pas les mthodes

La CAO ncessite une approche 3D volumique et ce sont les Universitaires qui vont sy attaquer

avec diverses approches de la Modlisation Solide :

CSG (Requicha aux USA), B-Rep (Braid en G.B.), facettis (Medusa en G.B.) EUCLID en France faire des maquettes virtuelles pour les

souffleries virtuelles

La CFAO va utiliser toutes ces nouveautsLa CFAO va utiliser toutes ces nouveauts

La CFAO va combiner CAO et FAO

Donc marier le 3D volumique et le 3D surfacique

Le DAO va progressivement disparatre

Mais certains aspects seront repris dans la CFAO

On notera que : Le 3D surfacique a t cr par des Industriels pour la CN

Le 2D a t cr par des Commerciaux pour un dbouch immdiat

Le 3D volumique a t cr par des Universitaires pour la cohrence

Les dfis du surfaciqueLes dfis du surfacique

Translation + Rotation formes canoniques (Cf APT)

Arodynamique et Esthtique formes libres ...

Aronautique (Ferguson, Ball, Fayart ... + Coons) ? Couples et lisses remplissage de Coons Trs, trop mathmatiques pour les usineurs

Usineurs (Inaba) z = f(x,y) ? (trop limit)

P. Bzier et P. De Casteljau Courbes et Surfaces

paramtriques

(formes rellement libres )

Les dfis du volumiqueLes dfis du volumique

Visualisation des volumes (parties caches)

Algbre volumique (ou oprations Boolennes rgularises)

Cohrence de la reprsentation Volume limit par des surfaces fermes limites par des lignes

fermes Problmes des cas limites

Outils de modlisation simples et intuitifs ?

Proprits techniques associes ?

Des problmes souvent oublisDes problmes souvent oublis

Un problme crucial aujourdhui oubliUn problme crucial aujourdhui oubli

Premire vision avec limination des parties caches dans EUCLID

Mais catastrophe, limage ne sort pas ?Mais catastrophe, limage ne sort pas ?

OK pour les parties caches mais pas pour le solide OK pour les parties caches mais pas pour le solide

Premiers essais dalgbre des solidesPremiers essais dalgbre des solides

Diffrentes approches de lalgbre des solidesDiffrentes approches de lalgbre des solides

Une maquette virtuelle pour la Soufflerie virtuelle Une maquette virtuelle pour la Soufflerie virtuelle

La puissance informatique 20 ans aprs La puissance informatique 20 ans aprs

Revenons lHistoire de la CFAORevenons lHistoire de la CFAO

La Prhistoire (dessin manuel et descriptive)

(L. Malavard J.M. Brun Pour faire EUCLID enseignez donc la descriptive)

L'antiquit (annes 60), les Systmes Maison (surfaciques en gnral : RNUR, Citron, Sud Aviation en France

Ferranti en G.B., MDD, Lockeed, Boeing, Ford, GM aux USA ...)

Le Moyen-Age (annes 70), le DAO automatise le BE

(sans changer les mthodes : CADAM, Computervision, Applicon, Calma )

La Renaissance (annes 80), l'mergence du 3D

Modlisation Solide issue de la R&D du moyen-ge :

CSG (Requicha aux USA), B-Rep (Braid en G.B.), facettis (Medusa en G.B.) EUCLID faire des maquettes virtuelles pour les souffleries virtuelles

Revenons lHistoire de la CFAORevenons lHistoire de la CFAO

Les annes 80 en France

Transfert CNRS Industrie : industrialisation d'EUCLID (Datavision ...)

Transfert une filiale spcialise : cration de Dassault Systmes

Transfert Industrie utilisatrice socits spcialises : Accord Matra-

RNUR Reprise d'UNISURF par EUCLID, Battelle reprend SYSTRID

l'Arospatiale

Engagement des socits de service : CISI cre STRIM qui succde

SYSTRID puis se dsengage en crant CisiGraph

Cration de jeunes socits innovantes (avenir incertain sans niche technique) :

Catalpa, Coretech, Mecasoft, SESCOI, Spring ...

Asphyxie des quipes maison (Citron, Peugeot ...)

Revenons lHistoire de la CFAORevenons lHistoire de la CFAO

Les annes 80 l'international

- USA la CSG arrive en bute la puissance commerciale des systmes 2D s'effondre

- G.B. la R&D Britannique est rachete par les USA, Ferranti s'effondre

- RFA une R&D bien structure mais pas de systmes commerciaux

- Italie des petits systmes et une R&D de qualit mais pas de grand

acteur

- Japon de la R&D mais les systmes US prdominent

Les aspects les plus marquants sont :

le recul des USA (qui reprennent les actifs Britanniques),

et une perce Franaise

Mais le dynamisme de l'innovation aux USA bouleverse la donne : - les B-Splines proposent une gnralisation des Bzier

- Computervision essaime et PTC lance l'approche Paramtrique

- des petits nouveaux comme Solidworks se lancent avec succs

Revenons lHistoire de la CFAORevenons lHistoire de la CFAO

Le Sicle des Lumires (annes 90) prpare la rvolution

Le contexte technique change : - le forcing de certains industriels (Boeing ...) impose les NURBS comme

reprsentation unifie (incluant les surfaces de rvolution)

- les progrs des ordinateurs changent la donne (mmoire, vitesse de calcul )

Des paradigmes nouveaux se font jour : - la modlisation paramtrique devient un must

- Le CAD-CAM sera-t-il remplac par le KAD-KAM (K = knowledge) ?

Les grands systmes CFAO crent des besoins R&D normes : Regroupements, effondrements, survie de systmes de niche

( Aprs le regroupement EUCLID/UNISURF, STRIM s'y accole

puis CATIA regroupe les forces vives de la CFAO Franaise )

Lvolution du surfaciqueLvolution du surfacique

Les B-splines : un besoin de souplesse (Gordon, Riesenfeld, 1972-1973)

Une Bzier

Une B-spline

Lvolution du surfaciqueLvolution du surfacique

Les NURBS : une approche lourde mais gnrale des coniques donc des cercles des cercles donc des sphres,

des cylindres, des surfaces de rvolution

Les approches de P. Bzier et P. De CasteljauLes approches de P. Bzier et P. De Casteljau

Translation + Rotation formes canoniques (Cf APT)

Arodynamique et Esthtique formes libres ...

Aronautique (Ferguson, Ball, Fayart ... + Coons) ? Couples et lisses remplissage de Coons Trs, trop mathmatiques pour les usineurs

Usineurs (Inaba) z = f(x,y) ? (trop limit)

Pierre Bzier Courbes et Surfaces paramtriques

(formes rellement libres )

Les approches de P. Bzier et P. De CasteljauLes approches de P. Bzier et P. De Casteljau

Polygone caractristique manipulation instinctive