Le secteur de la tôlerie fait face à de grands enjeux d’innovation et une concurrence très rude. Pour relever le défi de la compétitivité, les industriels du secteur doivent se doter d’outils extrêmement performants et fiables. Leur adoption transforme radicalement les processus de fabrication, et on peut les classer dans 5 grandes familles : les outils d’automatisation avancée, ceux qui permettent de gérer les innovations technologiques, les machines à commande numérique, les logiciels de CAO/FAO et enfin les robots industriels. Bien sûr, ils ne se contentent pas de répondre à des besoins de production rapide et de haute qualité. Ils contribuent également à renforcer l’attractivité du secteur pour le recrutement de talents, tout en offrant des solutions adaptées aux exigences de personnalisation et de conformité aux normes.

Le défi de la modernisation dans la tôlerie

Oui, la tôlerie est un secteur en constante évolution. Les industriels du secteur ont besoin de produire rapidement des pièces de haute qualité et souvent complexes. Mais la tôlerie est aussi une industrie qui peine à se moderniser, dans une conjoncture économique difficile. C’est pourtant un enjeu critique, pour affronter une concurrence mondiale, en particulier celle de pays où le coût de la main-d’œuvre est faible.

Pour demeurer compétitifs, les industriels de la tôlerie doivent intégrer des technologies de pointe et s’adapter aux besoins croissants de personnalisation des produits de leurs clients. Elles doivent aussi respecter des normes de qualité et de sécurité de plus en plus strictes. La transformation numérique et l’innovation technologique sont donc au cœur des stratégies pour relever ces défis.

Les enjeux d’attractivité et la réponse technologique

Disons-le aussi, la tôlerie n’attire pas particulièrement les talents. La faute à une perception (souvent erronée) de manque d’innovation dans le secteur. Cette image peu attrayante complique le recrutement de personnel qualifié, problème encore amplifié par des formations qui, en amont, peinent à attirer les jeunes vers cette branche.

Ce sont les équipements modernes qui apporteront une première réponse à ce défaut d’attractivité. Ils permettent, par exemple, d’automatiser les tâches et réduisent ainsi la pénibilité et la répétitivité du travail. Ils permettent également de mettre en avant l’innovation technologique du secteur. Les entreprises peuvent se démarquer et capter des candidats motivés par un environnement de travail moderne, mieux sécurisé et technologiquement avancé.

Comparaison entre outils traditionnels et modernes

Les outils traditionnels en tôlerie, comme les plieuses, cisailles, poinçonneuses non numérisées, rouleuses et fers à souder, sont réputés pour leur simplicité d’utilisation, leur faible coût et leur portabilité. Cependant, ils présentent plusieurs inconvénients comme un temps de production plus long, des limitations dans la conception et une précision moindre par rapport aux technologies modernes.

À l’inverse, les nouvelles technologies révolutionnent le secteur en améliorant significativement l’efficacité, la précision et la rapidité des processus de fabrication.

Les machines à commande numérique automatisent les opérations de découpe, poinçonnage, pliage et soudure. Elles permettent une production plus personnalisée et une meilleure optimisation des matériaux.

L’intégration de logiciels de conception assistée par ordinateur (CAO) et de fabrication assistée par ordinateur (FAO) simplifie la modélisation et la programmation des pièces.

L’utilisation de robots industriels pour la manipulation et l’assemblage des pièces offre une plus grande flexibilité et réduit les coûts de main-d’œuvre.

Les innovations marquantes dans la tôlerie moderne

• Les dernières innovations dans le domaine de la tôlerie incluent des technologies révolutionnaires comme les machines de découpe laser à fibre optique, qui offrent une plus grande vitesse et une meilleure qualité de coupe, tout en étant plus économes en énergie.
• Les systèmes de pliage automatiques, couplés à une programmation robotisée, augmentent l’efficacité et réduisent les coûts de production.
• Les logiciels de simulation des processus de fabrication permettent de prévoir et d’optimiser les opérations avant leur exécution, réduisant ainsi les erreurs et les coûts associés.
• L’utilisation croissante de la fabrication additive (impression 3D) ouvre de nouvelles possibilités pour produire des pièces métalliques complexes de manière plus rapide et moins coûteuse.

Enfin, les dispositifs de suivi en temps réel des opérations de tôlerie aident les fabricants à surveiller et à optimiser les performances de leurs machines, détectant les problèmes potentiels avant qu’ils ne deviennent critiques.

La gamme de solutions CAO, FAO, ERP TopSolid

L’importance des systèmes CFAO-ERP intégrés

Disposer d’un système CFAO-ERP intégré représente une avancée majeure pour une entreprise de tôlerie. Il assure une communication bidirectionnelle entre la conception/fabrication des pièces et la gestion du processus de fabrication. Ce système unique permet de mieux coordonner et communiquer les informations entre les différentes étapes de production, réduisant ainsi les erreurs et les retards.

Les avantages de l’intégration de ces deux systèmes sont multiples : une meilleure gestion de l’inventaire grâce à un suivi en temps réel des niveaux de stocks, une augmentation de la productivité et une réduction des coûts.

De plus, le suivi en temps réel de la rentabilité et la prise de décision rapide basée sur des données précises améliorent la satisfaction client. Cette intégration contribue également à une meilleure planification et coordination des opérations de production.

Les 5 outils et technologies clés pour la démocratisation du secteur

Pour démocratiser le secteur de la tôlerie, et disons-le, pour donner envie aux talents d’aller y travailler, 5 types d’outils sont essentiels.

1. Les machines à commande numérique permettent d’automatiser les opérations de découpe, de poinçonnage de pliage et de soudure. Equipées d’options automatisées, certaines machines permettent également de travailler la nuit sans aucune intervention humaine.

2. Les logiciels de CFAO tôlerie, qui accélèrent et précisent la conception de modèles 3D, optimisant ainsi la productivité.
3. L’intégration de l’intelligence artificielle et de l’apprentissage automatique dans ces outils favorise une meilleure optimisation des processus et une anticipation proactive des problèmes.
4. Les systèmes ERP (Enterprise Resource Planning), quant à eux, optimisent la planification, la coordination et le suivi de la production. L’intégration ERP-CFAO offre une productivité globale accrue.
5. Enfin, les plateformes de collaboration en ligne facilitent un travail d’équipe efficace, accélérant les processus de conception et de fabrication et favorisant les prises de décision plus rapide.

Perspectives d’avenir pour les outils de tôlerie

Dans l’avenir, on peut s’attendre à une transition croissante vers des technologies plus avancées et automatisées dans le domaine de la tôlerie. La robotique et l’intelligence artificielle joueront un rôle de plus en plus central dans l’optimisation des processus de fabrication. Les machines à commande numérique deviendront plus sophistiquées, capables de réaliser des tâches complexes avec une précision accrue.

Les logiciels de CFAO et d’ERP suivront cette tendance, offrant des solutions toujours plus intégrées et performantes. L’évolution des matériaux utilisés dans la tôlerie pourrait également influencer le développement de nouvelles techniques de découpe et de formage. Par ailleurs, l’accent sur la durabilité et l’efficacité énergétique devrait également jouer un rôle dans l’évolution des outils de tôlerie.

L’offre distinctive de TOPSOLID pour la tôlerie

TopSolid se distingue dans le secteur de la tôlerie grâce à son intégration complète CFAO-ERP. Cette solution couvre toutes les étapes de la conception, de la fabrication et de la gestion grâce à une seule plateforme logicielle.

L’intégration des avancées technologiques des machines dans la FAO et l’automatisation des informations de l’ERP réduisent le temps de travail et augmentent la fiabilité des informations.

Les solutions TopSolid (TopSolid’Steel et TopSolid’Cut en particulier) proposent également des fonctionnalités de simulation avancées, réduisant le risque d’erreur.

La gestion des données de TopSolid permet une collaboration efficace entre les différents services impliqués dans le processus de fabrication. Cette intégration offre un gain de temps considérable et une fiabilité accrue, répondant aux besoins actuels et futurs du secteur de la tôlerie. Vous souhaitez en savoir plus ? Contactez-nous.

Conception 3D : une nouvelle ère s’ouvre

Conception 3D : qu’est-ce que c’est ?

Une petite définition avant tout… La conception 3D est une technologie qui permet de créer des modèles tridimensionnels numériques détaillés d’un objet ou d’une structure. Elle se distingue de la conception 2D traditionnelle par sa capacité à offrir une visualisation complète et détaillée, facilitant ainsi la compréhension et l’interaction avec le modèle. Par exemple, dans l’industrie automobile, la conception 3D permet aux ingénieurs de créer un modèle numérique complet d’une voiture, offrant la possibilité de visualiser le véhicule sous tous les angles, de tester virtuellement sa performance et de détecter d’éventuels défauts avant même la production du premier prototype.

Comment c’était avant ?

Avant l’avènement de la conception 3D, qui a vraiment commencé à prendre son essor dans les années 1980, les ingénieurs et les concepteurs dépendaient principalement des dessins 2D et des plans pour créer et visualiser des produits. Cette méthode présentait plusieurs inconvénients. Par exemple, dans l’industrie aéronautique, la création d’un nouvel avion impliquait des milliers de plans 2D, rendant le processus de conception long et complexe. Chaque modification nécessitait une mise à jour manuelle de nombreux plans, augmentant les risques d’erreurs et d’incohérences. De plus, la visualisation en 2D limitait la capacité des concepteurs à prévoir et à résoudre les problèmes potentiels, engendrant ainsi des cycles de révision prolongés et coûteux.

Pourquoi la conception 3D révolutionne la CFAO ?

La transition vers la conception 3D a apporté des avantages spécifiques qui ne pouvaient être réalisés avec les méthodes 2D traditionnelles. Un des avantages majeurs est la visualisation tridimensionnelle réaliste des conceptions, permettant une analyse et une évaluation plus précises. Prenons l’exemple de la conception d’une turbine dans l’industrie énergétique. Avant, en 2D, les ingénieurs devaient extrapoler mentalement les dimensions et les interactions des composants à partir de dessins plats, ce qui pouvait entraîner des erreurs et des imprécisions. Avec la conception 3D, ils ont pu commencer à visualiser la turbine sous tous les angles, simuler son fonctionnement et tester virtuellement sa performance dans des conditions réelles, permettant ainsi d’identifier et de résoudre les problèmes avant la fabrication. Cela réduit non seulement les coûts et les délais de développement, mais améliore également la qualité et la fiabilité du produit final.

La conception 3D facilite également la communication et la collaboration entre les équipes multidisciplinaires. Les modèles 3D interactifs peuvent être facilement partagés et examinés, permettant à tous les intervenants, des concepteurs aux ingénieurs en passant par les clients, de comprendre et de contribuer au processus de conception. Dans l’exemple de la turbine, les ingénieurs mécaniques, électriques et de contrôle peuvent collaborer en temps réel sur un modèle 3D unifié, assurant une intégration et une optimisation efficaces de tous les composants et systèmes.

Conception 3D : quels avantages ?

Créer des produits personnalisés en un temps record

La conception 3D offre une flexibilité inégalée pour la personnalisation des produits. L’industrie de la chaussure illustre parfaitement ce potentiel. Les clients de Nike peuvent par exemple interagir avec des modèles de chaussures en 3D, ajustant les matériaux et les couleurs et visualisant le produit final sous tous les angles. L’industrie automobile permet également ce type de configuration par le client final. Cela enrichit l’expérience client et optimise le processus de production. L’utilisation d’outils spécialisés comme TopSolid’Design, dont nous parlerons plus en détail plus tard, facilite ce processus.

Améliorer la qualité et détecter des erreurs potentielles avant de passer en production

La capacité à identifier les erreurs avant la phase de production est un autre avantage majeur de la conception 3D. Portes, fenêtres, escaliers, balcons… Pour une entreprise spécialisée dans la construction métallique, par exemple, la visualisation 3D permet non seulement de présenter clairement aux clients le projet envisagé, mais également de s’assurer d’une conception optimale avant de passer en production.  Des outils comme TopSolid’Steel peuvent être particulièrement utiles dans ce contexte, pour tout le secteur de la métallerie.

La gamme de solutions CAO, FAO, ERP TopSolid

Réduire les cycles de développement

Dans le domaine de l’automobile, la conception 3D est un outil précieux pour accélérer le développement. Tesla se distingue par l’utilisation de simulations 3D pour tester et affiner la conception de ses voitures électriques. Les modifications en temps réel et les tests immédiats réduisent considérablement le temps et les coûts associés au développement.

Améliorer la communication interne et externe

Des entreprises renommées dans l’industrie de la construction utilisent la conception 3D pour transformer la communication des idées complexes. Les architectes créent des modèles 3D détaillés des bâtiments qui sont ensuite partagés et visualisés par les clients et les entrepreneurs, facilitant ainsi la compréhension et la collaboration. TopSolid’Virtual offre également des solutions innovantes pour une visualisation et une interaction immersives avec les modèles 3D.

Explorons plus en détail comment des outils spécifiques comme TopSolid Integrated Digital Factory peuvent amplifier ces avantages…

Avec TOPSOLID, la conception 3D n’a jamais été aussi facile

TopSolid’Design et TopSolid’Steel

La modélisation 3D est révolutionnée par des outils comme TopSolid’Design et TopSolid’Steel. TopSolid’Design est spécialement conçu pour faciliter la création de modèles 3D complexes et détaillés, rendant le processus de conception plus intuitif et efficace. Dans le même esprit, TopSolid’Steel est un atout précieux pour les professionnels de la construction métallique, offrant des fonctionnalités spécialisées pour la conception, la visualisation et l’analyse des structures métalliques.

Ces outils sont non seulement puissants mais aussi conviviaux, permettant aux ingénieurs et aux concepteurs de tous niveaux de compétence de transformer leurs idées en produits innovants et de haute qualité. Ils facilitent la visualisation en temps réel, la simulation et l’analyse, assurant que chaque aspect de la conception est optimisé pour la performance, la sécurité et l’efficacité.

TopSolid’Virtual

L’innovation ne s’arrête pas là. TopSolid’Virtual emmène la conception 3D à un niveau supérieur, offrant une expérience immersive qui permet aux utilisateurs d’explorer et d’interagir avec leurs modèles en temps réel. Cet outil est particulièrement utile pour la présentation des conceptions aux clients et aux parties prenantes, permettant une visualisation 3D détaillée et interactive qui facilite la compréhension et la collaboration. Comme toutes les solutions TopSolid, TopSolid’Virtual fait partie de la TopSolid Integrated Digital Factory, une suite de logiciels intégrés, conçus pour relever les challenges de l’industrie 4.0.

Nouveauté 2023 : TOPSOLID s’associe à 3Dconnexion et Adobe Substance 3D

En début d’année 2023, TOPSOLID a franchi une étape majeure, en renforçant ses capacités 3D grâce aux partenariats avec 3Dconnexion et Adobe Substance 3D.

TOPSOLID a intégré Adobe Substance 3D à sa suite de logiciels, offrant aux utilisateurs l’accès à des millions de textures paramétriques pour produire rapidement des images d’une qualité exceptionnelle. Les concepteurs peuvent créer des matériaux à partir d’une simple image, importer et augmenter des matériaux scannés, et les lire directement dans TopSolid pour un feedback visuel immédiat. Cette innovation améliore considérablement le réalisme et la qualité des modèles 3D, ouvrant la voie à des possibilités de conception et de visualisation sans précédent.

Avec des outils comme TopSolid’Design, TopSolid’Steel, et TopSolid’Virtual, tous intégrés à la TopSolid Integrated Digital Factory, TOPSOLID redéfinit les normes de la conception 3D. Les entreprises équipées de ces technologies mettent toutes les chances de leurs côtés pour transformer leurs idées en produits innovants, efficaces et de haute qualité, marquant ainsi le début d’une nouvelle ère dans le monde de la CFAO.

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Pour répondre aux enjeux de rentabilité de l’industrie 4.0, le secteur industriel doit sans cesse traquer les facteurs susceptibles d’impacter l’efficacité et la compétitivité.  A ce titre, diminuer les temps d’arrêt en atelier représente une mission de premier ordre. Les temps d’arrêt sont en effet très pénalisants pour la productivité et générateurs de pertes de capacités potentiellement importantes. Voici 5 clés pour réduire ce fléau sur les lignes de production.

Temps d’arrêt : un défi pour l’industrie

Les temps d’arrêt en atelier correspondent à toute interruption de la production (maintenance et gestion de production comprises), susceptible de mettre en péril la productivité de l’entreprise. Ils revêtent différentes natures.

Certains temps d’arrêt planifiés sur la ligne de production, sont destinés à la mise en service, à l’entretien et au contrôle du moyen de production, ainsi qu’au changement des outils. D’autres temps d’arrêt sont induits par des problématiques organisationnelles (affectation des ressources, défaut d’énergie, pièce défaillante, cadence insuffisante, marche à vide, ou encore une gestion trop approximative des stocks). Enfin, les temps d’arrêt peuvent être également propres au moyen de production. Il s’agit, dans ce cas, de pannes liées à un dysfonctionnement d’ordre mécanique ou d’arrêts d’exploitation, dus par exemple à une erreur humaine ou un problème de qualité (défauts et rejets de production).

Très impactants pour l’activité, ces derniers mobilisent un temps improductif pour déterminer leur origine et remettre en route la ligne de production. S’y ajoute en cascade la hausse des non-conformités et des non-valeurs ajoutées. Résultat : les délais de livraison s’allongent et retardent la facturation ainsi que le paiement.

Les pertes s’additionnent, la productivité de l’atelier ralentit, le stress augmente et c’est la performance de l’usine qui est menacée. Sans parler d’une confiance amoindrie de la part du client et du coup de canif à la réputation ! Question stratégie de rentabilité, on a vu mieux.

Il existe heureusement des leviers pour répondre efficacement à l’enjeu de diminution des temps d’arrêt.

Lire aussi – Comment améliorer sa productivité grâce à un logiciel de CFAO ?

Temps d’arrêt industriels : 5 clés pour les limiter

1.      Documenter les raisons des temps d’arrêts

Pour limiter les temps d’arrêt, la première étape consiste à en connaître les raisons. Aussi, il est du ressort de l’opérateur d’inventorier les informations liées aux pannes et dysfonctionnements sur sa machine, et de les communiquer au service maintenance.

Il va sans dire que la digitalisation de ce processus accélère la déclaration des incidents de production et leur résolution. Au moyen d’applications de surveillance des machines, l’opérateur détecte les raisons des arrêts à la source et envoie l’ensemble des informations depuis son poste. Les équipes d’intervention disposent d’une visibilité sur les temps d’arrêt des machines et équipements de l’usine toute entière. Une meilleure réactivité qui améliore le flux de travail.

Cette fluidification de la documentation n’a cependant de sens que si elle conduit à terme, à la prévention de la problématique « temps d’arrêt ».

2.      Monitorer ses machines grâce à l’IIOT

Dans cette logique, l’IIOT (Internet des Objets Industriels) associé à des capteurs connectés devient un incontournable dans le contexte d’industrie 4.0. La raison ? La collecte et l’analyse de données de masse en temps réel. En effet, de nombreux facteurs techniques, humains, organisationnels et contextuels contribuent aux temps d’arrêt. Et une vue d’ensemble est nécessaire.

Grâce à l’IIOT, il est possible de connaître à tout moment le statut des équipements ou des machines pour mettre en place des mesures permettant d’éviter les temps d’arrêts. La disponibilité de l’outil de production est ainsi assurée.

A ce titre, le principe de maintenance préventive utilise les données (historique de maintenance, type d’opération effectuée et fréquence) issues des objets industriels connectés pour définir les critères selon lesquels une action de maintenance est nécessaire avant une panne ou un dysfonctionnement.

Cette démarche de surveillance continue et proactive permet donc de mieux piloter la réduction des temps d’arrêt, mais aussi de prolonger la durée de vie des équipements et des machines.

Lire aussi – Industrie mécanique : 5 bonnes raisons d’amorcer un processus de transition numérique

La gamme de solutions CAO, FAO, ERP TopSolid

3.      S’appuyer sur les bons indicateurs de performance industrielle

Pour optimiser l’efficacité du système de production, savoir quantifier les pertes relatives aux temps d’arrêts est essentiel. A ce titre, le calcul et le suivi d’indicateurs de performance sur une base temps se révèlent d’indispensables atouts… à condition de disposer d’informations fiables. Aussi, un outil digital et des tableaux de bord pertinents constituent un pré-requis pour garantir la fiabilité et la traçabilité des données.

Parce qu’il est basé sur les trois ratios fondamentaux de la production (qualité, performance et disponibilité), le TRS (Taux de Rendement Synthétique) est largement utilisé dans le secteur industriel. Cet indicateur correspond au rapport entre la production réelle (nombre de pièces valables produites sur une période donnée) et la production maximale théorique (nombre total de pièces produites durant cette période). Plus le taux est haut, plus les performances sont élevées.

Le TRS permet de suivre le taux d’utilisation et mesurer la capacité de production d’une machine en calculant les temps d’arrêt et en identifiant leurs origines selon leur nature. Les actions mélioratives sont donc ciblées sur les facteurs impactant l’unité de production tels que la maintenance, les suivis des commandes, la gestion des stocks ou encore le management.

Améliorer le TRS concoure donc à l’augmentation de la productivité d’un atelier et même à la performance de toute l’usine.

4.      Assurer une formation sans faille des opérateurs

Méconnaissance des machines, mauvaise interprétation des instructions de travail, manque de précision dans l’exécution des tâches… autant de sources d’erreurs propices aux temps d’arrêt. Et si la formation des opérateurs laissait à désirer ?

Pour éviter les erreurs humaines à la source, il est important de fournir des modes opératoires clairs, standardisés et adaptés aux opérateurs. Et ceci, pour chaque tâche et chaque machine. Par ailleurs, il est crucial d’assurer une formation permettant à chacun de réaliser la norme de travail attendue en une seule fois, afin d’éviter pertes de temps et autres gaspillages.

En ce sens, la digitalisation des supports de formation et de communication associée à une démarche Lean, contribue à assurer un flux de travail ininterrompu. Elle permet une meilleure accessibilité à l’information (instructions de travail, mises à jour, retours d’expérience…) et en favorise la transmission. De plus, les échanges et l’interaction sont encouragés.

Un principe de l’amélioration continue qui contribue à une nette réduction des temps d’arrêts et à la hausse de l’efficacité !

Lire aussi – Industrie mécanique : comment collaborer plus efficacement au sein de l’atelier ?

5.      S’équiper des meilleures solutions digitales

Plusieurs outils digitaux peuvent contribuer à diminuer les temps d’arrêt.

Avec TopSolid’Cam Operator, les opérateurs machine ont par exemple la possibilité de faire des modifications au pied de la machine, pour ajuster le programme d’usinage réalisé préalablement par le bureau des méthodes. Dans certains cas, cela permet d’empêcher des temps d’arrêt machine et d’améliorer la programmation de façon continue, grâce au feedback des modifications remontées au bureau de programmation.

Pour toutes les entreprises amenées à travailler sur des pièces théoriques dont la variation géométrique oblige les opérateurs à faire des ajustements de programme au pied de la machine, TopSolid’Cam Operator est un allié indispensable. Et cela est aussi vrai pour les conditions de coupe et les choix d’outil : il devient possible de passer de la théorie à la pratique sans avoir à refaire tout le programme. Grâce à cette solution d’ajustement des programmes, les opérateurs gagnent en autonomie et ne sont plus contraints de repasser par le bureau de programmation, souvent surchargé et peu disponible.

Intégré au PDM, ce logiciel de pointe permet notamment de visualiser les gammes et de sauvegarder les modifications en tant que révisions, sans altérer la gamme originale. La solution facilite en outre le changement d’une condition de coupe, le remplacement d’un outil, ou la modification d’une prise de passe. Par ailleurs les fonctions de simulation permettent autant de modifications que nécessaire ainsi que le déroulé intégral d’un programme. Elles intègrent également la vérification de l’enlèvement de matière, évitent les risques de collisions coûteuses ou l’usinage d’une mauvaise révision de pièce… des possibilités multiples au pied de la machine !

Outre ses fonctionnalités ultraperformantes, le logiciel représente un véritable catalyseur de communication qui favorise la collaboration entre les programmeurs et les opérateurs. Il contribue ainsi à une meilleure cohérence de l’activité au sein de l’atelier.

Réduction des temps de préparation et des délais de livraison, hausse de l’efficacité sur la ligne de production, meilleures compétences des opérateurs… Les bénéfices résultant de l’utilisation de TopSolid’Cam Operator constituent de puissants leviers pour viser le taux zéro de temps d’arrêt. Une voie royale vers l’optimisation de la productivité et de la qualité ! Vous souhaitez en savoir plus ? Contactez-nous !

La prestigieuse Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) est une institution scientifique et technologique, dont les programmes de pointe sont reconnus dans le monde entier. Acteur clé de l’innovation en Suisse, l’EPFL accueille, depuis 170 ans, des étudiants venus de toute l’Europe. Formés à l’ingénierie, l’architecture et la recherche scientifique, les élèves évoluent au sein d’un environnement qui favorise la collaboration entre le monde universitaire et l’entreprise.

Activités d’innovation avec l’industrie, mise en place de programmes entrepreneuriaux, recherche intégrée aux besoins de la société … l’école se prévaut d’une mission d’utilité terrain. C’est pourquoi elle privilégie l’apprentissage par l’expérience au sein de projets interdisciplinaires.

A ce titre, l’EPFL offre des infrastructures, équipements et outils logiciels de haute qualité à ses élèves… d’où le choix de la solution TopSolid !

TopSolid : une solution adaptée aux enjeux des projets universitaires à l’EPFL

Professeur Directeur du laboratoire CNPA (Cultures Numériques du Projet Architectural) de l’EPFL, Bernard Cache a découvert la chaîne logicielle intégrée TopSolid lors de son parcours professionnel en menuiserie. Pour lui, « c’est un véritable enjeu pour les architectes que d’être capables de dessiner des produits qui soient fabricables ». Si cela semble logique, il faut savoir qu’en pratique rien n’est moins simple. L’architecture combine en effet une pluralité de types de cultures et son enseignement doit en tenir compte pour s’orienter vers la fabrication. 

Aussi, les recherches qu’il dirige au sein de ce laboratoire s’articulent autour de deux thématiques :

• La transposition des méthodologies de conception et fabrication de l’industrie vers l’architecture
• L’inscription de cette transposition dans une tradition architecturale

Afin d’explorer et comprendre la correspondance entre le raisonnement géométrique et les logiciels paramétriques, l’unité d’enseignement de Bernard Cache est concentrée sur deux éléments principaux :

• Le process collaboratif BIM (Building Information Modeling) soit la Modélisation des Informations du Bâtiment sous forme de maquette numérique pour les projets d’infrastructure.
• Un logiciel de CFAO (conception et fabrication assistée par ordinateur).

Comprenons qu’à partir de là, la pertinence de l’usage de la solution TopSolid prend toute son ampleur.

En effet, l’outil permettant de contrôler un projet depuis sa conception jusqu’à la fabrication, il se positionne quasiment comme une clé incontournable de la réussite, pour quiconque a l’occasion de le tester.

« Une fois qu’on a goûté à la chaîne intégrée associative de documents qui vont depuis les documents de conception, la mise en plan, la production de nomenclatures, la production des programmes d’usinage, il est impossible de revenir à des logiciels qui ne font que de la fabrication ou que de la conception », assure Bernard Cache, Professeur Directeur du laboratoire CNPA à l’EPFL.

TopSolid : quels usages concrets pour les étudiants de l’EPFL ?

Les enseignements dispensés aux étudiants en architecture, géométrie, stéréotomie (construction en pierre de taille), histoire assistée par ordinateur – doivent leur permettre de réinterpréter les sciences à travers l’usage d’outils de conception numériques modernes (et non plus uniquement de représentation). Ils ont également vocation à rapprocher les cultures et la technologie de l’architecture.

Maxime Thorez, étudiant en 2^ème année en architecture à l’EPFL a commencé à utiliser la solution TopSolid au sein du cours de géométrie pour architectes du professeur Cache, lors de sa première année d’études. Il nous fait part de son expérience :

« J’ai commencé par les formes simples, avec les esquisses, les cercles, les triangles et les lignes pour arriver à des choses plus complexes. En deuxième année en cours de stéréotomie, j’ai utilisé TopSolid  en tant que logiciel de CAO et de préparation pour l’usinage des pièces en bois et des pièces en pierre.»

Pour les étudiants comme pour les professeurs, la grande force de TopSolid réside dans la paramétrisation. « Non seulement la paramétrisation au sein même d’une pièce, mais aussi la paramétrisation qui se reporte d’éléments en éléments, où il y a une pièce qui devient un ensemble, l’ensemble qui devient un assemblage et l’assemblage qui devient un plan. Si l’on modifie un élément mineur sur la pièce de base, par cascade, cela modifie automatiquement tous les éléments par la suite, ce qui fait qu’on n’a pas à tout redessiner 25 fois ! », s’enthousiasme volontiers Maxime Thorez. Quel inestimable gain de temps lorsqu’il n’est plus nécessaire de tout redessiner plusieurs fois de suite !

La gamme de solutions CAO, FAO, ERP TopSolid

Quelle utilisation de TopSolid dans la recherche à l’EPFL ?

Au sein du département recherche de l’EPFL, Bernard Cache accompagne deux doctorants en cours de thèse.

L’un travaille sur l’interopérabilité en développant un module Rhino Inside TopSolid. La finalité du projet consiste à permettre à un utilisateur isolé d’ouvrir Rhino sur TopSolid.  Il pourrait ainsi par exemple, profiter des capacités du module de modélisation surfacique en complémentarité avec le modeleur volumique sur TopSolid.

L’autre doctorant, Raphaël Vouillot, examine comment TopSolid pourrait contribuer à la réalisation d’une chaîne de documents spécifiques à la taille de la pierre. Il travaille avec les professeurs Bernard Cache et Philippe Martin, au développement des procédés numériques BIM et CFAO pour la stéréotomie, et plus particulièrement concernant les escaliers ou les voûtes.

A ce titre, l’équipe a relevé l’escalier du Château de Fontainebleau à l’aide d’un scanner laser combiné avec des techniques de photogrammétrie, directement à partir de photographies. Ces modèles ont ensuite été introduits dans le logiciel TopSolid. A présent, un modèle géométriquement parfait est en cours de construction dans le logiciel à partir du nuage de points et du modèle texturé. Il s’agit de le confronter avec une réalité mesurée présentant son lot d’approximations. Ainsi, le modèle pourra être mis en variation afin de tester cette chaîne associative de documents.

« La stéréotomie pose un certain nombre de problématiques géométriques auxquelles répond un logiciel comme TopSolid, puisqu’il est basé sur la modélisation exacte et volumique. C’est un logiciel idéal pour interpréter la stéréotomie de manière contemporaine », témoigne Raphaël Vouillot, doctorant à l’EPFL.

TopSolid’Pdm : quels avantages et quelle évolution pour l’usage futur du logiciel à l’EPFL ?

En tant que grands consommateurs de TopSolid’Pdm, Bernard Cache et ses étudiants apprécient particulièrement certaines fonctionnalités :

• Modification d’un fichier alors qu’un document est déjà ouvert
• Renommage d’un fichier en conservant les liens avec les documents qui en dépendent
• Retour sur une version antérieure du projet

« Tout ça, c’est un service qui n’a pas de prix, mais qui est devenu tellement agréable pour nous qu’on ne s’en rend même plus compte », confie Bernard Cache.

A l’avenir, les problématiques sociétales et environnementales comme celles liées au climat, vont prendre une part de plus en plus importante dans le secteur du bâtiment. Aussi, la préservation du patrimoine et la rénovation devront être systématiquement anticipées lors de la construction de bâtiments neufs.