Qu'est-ce que la conception assistée par ordinateur ? Un guide pour les débutants

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Les progrès de la conception assistée par ordinateur (CAO) ont changé la façon dont les concepteurs et les ingénieurs travaillent. Avant le développement des logiciels de CAO, les concepteurs utilisaient des techniques de dessin manuelles, comme le crayon et le papier, pour créer des dessins et des modèles techniques. Avec l'aide des logiciels de conception assistée par ordinateur, les concepteurs peuvent produire plus facilement des dessins compliqués. Dans cet article, vous en apprendrez davantage sur les avantages de cette technologie en constante évolution et amélioration. 

Qu'est-ce que la conception assistée par ordinateur ?

La CAO est l'acronyme utilisé pour désigner les logiciels de conception assistée par ordinateur. Apparue dans les années 1960, la CAO est devenue plus courante dans les années 1980 avec l'avènement d'ordinateurs plus abordables et plus puissants. Aujourd'hui, les logiciels de CAO jouent un rôle clé dans le processus de conception de nombreuses industries.

Les ingénieurs et les concepteurs peuvent utiliser les logiciels de conception assistée par ordinateur pour créer des dessins en 2D et des modèles en 3D de leurs conceptions. Ils peuvent plus facilement changer et modifier la conception et tester différents scénarios et résultats. Les logiciels de CAO comprennent également toute une série d'outils et de fonctionnalités qui permettent d'analyser la conception (comme l'analyse des contraintes) et de créer des dessins techniques détaillés et de la documentation.

Comment fonctionne la CAO ?

Les logiciels de conception assistée par ordinateur créent des modèles numériques d'objets ou de structures physiques. Le processus comprend généralement les étapes suivantes :

• Conception : Le concepteur crée numériquement un dessin en 2D ou un modèle numérique en 3D avec la CAO, puis utilise les outils de dessin, de modélisation et de simulation du programme pour affiner la conception de l'objet ou de la structure.

• Analyse : Les concepteurs utilisent le logiciel de CAO pour effectuer des simulations ou analyser la conception. Il peut s'agir d'analyser les contraintes, l'écoulement ou d'autres facteurs qui ont un impact sur la fonctionnalité, la sécurité et d'autres exigences.

• Documentation : À l'aide du logiciel de CAO, les concepteurs peuvent produire des dessins techniques et de la documentation, y compris les dimensions, les annotations et les détails supplémentaires nécessaires pour communiquer la conception à d'autres personnes.

• Fabrication : Les logiciels de CAO peuvent également créer des instructions pour les processus de fabrication ou de construction. Il peut s'agir de générer des codes de machines à commande numérique par ordinateur (CNC) ou des fichiers d'impression 3D pour créer des objets physiques à partir de la conception numérique.

Types de conception assistée par ordinateur

Tous les programmes de conception assistée par ordinateur utilisent des ordinateurs pour développer, modifier et optimiser les conceptions. Toutefois, le type de logiciel de CAO utilisé peut varier en fonction de l'application.

2D

La CAO 2D, ou conception assistée par ordinateur en deux dimensions, crée des modèles ou des dessins numériques en 2D d'objets ou de structures. Les industries telles que l'architecture, l'ingénierie et la fabrication, où les conceptions plates ou planes sont plus courantes, utilisent la CAO 2D pour des tâches telles que le dessin ou la création de documentation technique.

2.5D

La CAO 2.5D crée des conceptions qui combinent des caractéristiques 2D et 3D. Les fabricants peuvent utiliser la CAO 2.5D pour le fraisage CNC, où la machine fonctionne dans un plan bidimensionnel mais peut créer des objets aux formes et aux contours complexes.

CAO 3D

La CAO 3D, ou conception assistée par ordinateur en trois dimensions, crée des modèles numériques en trois dimensions d'objets ou de structures. La CAO 3D permet aux concepteurs de visualiser leurs dessins en 3D, de simuler le comportement du dessin dans le monde réel et de produire de la documentation technique pour la fabrication ou la construction.

CAO utilisant des formats de fichiers neutres

L'utilisation de formats de fichiers neutres vous permet de tirer parti de différents logiciels de conception assistée par ordinateur. Comme les formats de fichiers neutres fonctionnent avec plusieurs programmes, les concepteurs et les ingénieurs peuvent collaborer plus facilement sur leurs projets.

CAO utilisant des formats de fichiers natifs

Les formats de fichiers natifs sont spécifiques à votre logiciel de conception assistée par ordinateur. Cela vous permet de bénéficier d'une plus grande fonctionnalité, car vous pouvez utiliser toutes les fonctions et capacités du logiciel. Cependant, la collaboration entre différentes plateformes de CAO est plus difficile.

Avantages de la conception assistée par ordinateur

L'utilisation de la CAO offre des avantages considérables aux ingénieurs et aux concepteurs, notamment une productivité, une précision et une collaboration accrues. La liste suivante explore plusieurs avantages clés de cette technologie.

Productivité accrue

La conception assistée par ordinateur permet aux concepteurs de travailler plus rapidement. Plutôt que de passer par un long processus de dessin à la main, les concepteurs peuvent désormais utiliser un logiciel de CAO pour développer rapidement des esquisses, expérimenter différentes idées et apporter les modifications nécessaires.

Précision accrue

Les logiciels de conception assistée par ordinateur permettent de créer des modèles numériques précis et exacts. La CAO permet aux concepteurs d'effectuer des mesures précises, ce qui contribue à réduire facilement les erreurs.

Automatisation

Le logiciel informatique permet de dessiner, de rendre et de modéliser. L'automatisation de ces tâches permet de rationaliser les processus et de réduire les erreurs. Cela vous permet d'être plus créatif et d'explorer des conceptions plus complexes. 

Bibliothèques

Les logiciels de conception assistée par ordinateur comprennent souvent des bibliothèques de composants préconçus, tels que des fixations, des raccords et des symboles, qui permettent de gagner du temps et d'améliorer la précision de la conception. Les utilisateurs peuvent créer leurs propres bibliothèques et les personnaliser pour y inclure des composants spécifiques à un secteur d'activité ou des pièces propres à une entreprise ou à un projet particulier.

Ajustements faciles

Les logiciels de CAO permettent d'apporter facilement des modifications aux conceptions, par exemple en changeant les dimensions ou en modifiant les caractéristiques, ce qui peut contribuer à simplifier le processus de conception et à réduire les erreurs. Cela s'avère particulièrement utile lorsqu'il s'agit de modifier des conceptions complexes ou compliquées.

Collaboration accrue

Les logiciels de conception assistée par ordinateur vous permettent de collaborer avec d'autres personnes, telles que des ingénieurs, des architectes ou des fabricants, afin de partager des conceptions et de travailler ensemble sur le processus de conception. Les logiciels de CAO en cloud permettent à une équipe de travailler sur les mêmes conceptions à distance.

Visualisation

Les logiciels de conception assistée par ordinateur vous permettent de créer des modèles 3D de vos conceptions et de voir comment le produit final se présentera et fonctionnera. La possibilité de visualiser et de tester les conceptions avant la fabrication peut accélérer le développement tout en réduisant les erreurs sur la chaîne de montage.

Optimisation

Les logiciels de CAO vous permettent d'optimiser le poids, la résistance ou le coût de votre conception. La modélisation vous aide à réduire les déchets au cours du processus de fabrication.

Amélioration de la qualité

Les logiciels de conception assistée par ordinateur contribuent à améliorer la qualité globale du produit final. La CAO permet un prototypage rapide ainsi qu'un transfert direct de la conception, dans lequel le modèle est transféré directement à l'équipement de fabrication. Ce transfert efficace de la conception permet de réduire les déchets, d'obtenir une plus grande précision et de diminuer les erreurs.

Limites de la conception assistée par ordinateur 

La conception assistée par ordinateur aide les concepteurs dans de nombreux secteurs. Néanmoins, vous voudrez peut-être tenir compte de certaines limites potentielles : 

• L'acquisition d'une licence pour le logiciel peut s'avérer coûteuse. Vous pouvez toutefois utiliser des logiciels de CAO gratuits et libres. 

• L'apprentissage de la CAO peut prendre du temps, mais vous pouvez trouver des tutoriels en ligne et suivre des cours pour acquérir les compétences dont vous avez besoin. Votre travail acharné peut déboucher sur de nombreuses carrières différentes.

• Les logiciels de CAO nécessitent une puissance de traitement importante. Vous pouvez considérer cela comme un investissement, car le processeur dont vous avez besoin pour la CAO permet également d'améliorer l'expérience de jeu et de streaming.

Applications de la conception assistée par ordinateur 

La CAO est utilisée dans plusieurs secteurs d'activité, car les ingénieurs, les architectes, les concepteurs et d'autres personnes adoptent cette technologie. Chaque secteur utilise le logiciel à sa manière.

Ingénierie

Les ingénieurs utilisent la conception assistée par ordinateur pour concevoir et tester des machines et des structures complexes. Parmi les applications typiques, on peut citer les ingénieurs civils qui conçoivent des infrastructures, les ingénieurs mécaniciens qui conçoivent des pièces automobiles ou les ingénieurs électriciens qui créent des systèmes électriques. Les ingénieurs en aérospatiale peuvent utiliser la CAO pour concevoir des avions ou des pièces spécifiques.

L'architecture

Les architectes utilisent la conception assistée par ordinateur pour élaborer des plans et des modèles de bâtiments. Cette technologie numérique nécessite toujours des compétences en dessin, mais les architectes peuvent rendre leurs dessins plus rapidement et avec plus de précision grâce à la CAO.

Urbanisme 

Les urbanistes peuvent utiliser la conception assistée par ordinateur pour analyser des parcelles de terrain et décider comment développer ou aménager des parties de leur juridiction. Les ingénieurs civils utilisent la CAO pour tracer les routes et les réseaux d'égouts.

Fabrication 

Dans le secteur de la fabrication, les logiciels de conception assistée par ordinateur sont souvent utilisés pour créer des modèles de produits tels que les voitures et l'électronique grand public. Les outils de conception numérique permettent également la production à commande numérique par ordinateur (CNC), le prototypage rapide et la modélisation d'assemblages.

Utilisations par les concepteurs

La conception assistée par ordinateur est un outil utile dans de nombreux types de processus de conception créative. Il s'agit notamment de:

• Conception graphique : Avec la CAO, les graphistes peuvent concrétiser leurs idées et déplacer des objets pour décider de la meilleure apparence. 

• Conception intérieure/extérieure : Les designers d'intérieur et d'extérieur utilisent la conception assistée par ordinateur pour visualiser l'aspect de leurs idées dans l'espace. Les designers d'intérieur peuvent dessiner des plans d'étage pour décider de la décoration d'une pièce.

• Design de mode : Les créateurs de mode peuvent utiliser la conception assistée par ordinateur pour créer des patrons, esquisser leurs idées de design et modifier la taille des vêtements. 

• Conception de jeux : Pour créer des mondes alternatifs pour les utilisateurs de jeux, les concepteurs utilisent souvent des logiciels de CAO pour développer les personnages et leurs environnements.

• Conception de produits : Les concepteurs industriels utilisent la conception assistée par ordinateur pour visualiser les composants des produits et analyser leurs fonctionnalités. 

Outils de conception assistée par ordinateur à connaître 

Vous avez le choix entre différents types de logiciels de conception assistée par ordinateur en fonction de votre secteur d'activité. Voici quelques-uns des outils de CAO les plus courants : 

• AutoCAD : AutoCAD d'Autodesk est utilisé dans les domaines de l'architecture, de l'ingénierie et de la construction. Connu pour ses capacités en 2D, AutoCAD dispose également d'une gamme d'outils de modélisation en 3D. 

• MicroStation : MicroStation de Bentley Systems aide les architectes et les ingénieurs à gérer des projets complexes et de grande envergure grâce à des fonctions de modélisation 3D avancées.

• Catia : Courant dans les secteurs de l'aérospatiale, de l'automobile et de la conception industrielle, Catia dispose d'une gamme d'outils de modélisation 3D et de capacités de simulation. 

• SolidWorks : Ce logiciel de conception assistée par ordinateur populaire, conçu pour l'ingénierie mécanique et la conception de produits, fonctionne sous Microsoft Windows et dispose d'une gamme d'outils de modélisation 3D et de capacités de simulation.

• LibreCAD : Logiciel de conception assistée par ordinateur libre et gratuit, LibreCAD fournit des outils de dessin 2D pour Windows, Apple et Linux.

Prochaines étapes

Avec autant d'options disponibles pour la conception assistée par ordinateur, vous voudrez probablement continuer à vous familiariser avec ce logiciel passionnant. Améliorez votre capacité à « dessiner » en plusieurs dimensions à l'aide de la CAO avec le cours Principes de base de la CAO 3D sur Coursera. Vous êtes intéressé par la conception de pièces et de produits ? Essayez le cours Introduction à l'ingénierie mécanique et à la conception avec Fusion360 sur Coursera. Vous pouvez également renforcer votre crédibilité en matière de conception assistée par ordinateur en suivant le cours Autodesk Certified Professional : AutoCAD for Design and Drafting - Préparation à l'examen sur Coursera.