Design paramétrique

Article du 24 juin 2016 

Le design paramétrique permet de réaliser des formes organiques sur les bâtiments

La piscine olympique, le fameux Cube d'eau, de Pékin ou le grand huit Tiger & Turtle de Duisbourg en sont une parfaite illustration : la statique et la forme des bâtiments ont envoyé aux oubliettes elles les limites géométriques des angles droits et des murs et plafonds parallèles. Les méthodes du design paramétrique permettent une multitude de formes organiques et de designs bizarroïdes – l'imagination débordante des concepteurs et des architectes se transforme en réalité.

À l'aide de systèmes CAO, les designers et architectes conçoivent et développent des produits et des bâtiments dans l'espace virtuel. Ainsi, les formes et structures complexes sont rendues visibles dans la simulation à l'écran, et pas seulement dans le cerveau du concepteur. Ces formes hors du commun sont toutefois des composants spéciaux qui ne peuvent guère être réalisés de façon automatisée et sont donc fort coûteux à fabriquer. Pour permettre tant une grande diversité conceptuelle qu'une réalisation rentable, il faut une méthode de construction qui unisse ces deux exigences.

Commande variable et intuitive

C'est pourquoi, dès le début des années soixante-dix, on a développé pour la construction de machines et d'automobiles des systèmes CAO paramétriques intuitifs. Le modèle de produit n'est plus un enregistrement géométrique de grande précision. Sa forme est définie dans l'ordinateur par une combinaison de paramètres et de variables numériques qui servent à décrire sa taille. Un objet en forme de dé par exemple est déterminé par les paramètres longueur, largeur et hauteur, un cylindre par le diamètre et la hauteur.

Des concepts innovants : le type de construction innovant ouvre la porte à d'innombrables possibilités conceptuelles
Des concepts innovants : le type de construction innovant ouvre la porte à d'innombrables possibilités conceptuelles

Construction du futur

La numérisation des processus de planification et d'exécution augmente la rentabilité. Les modèles géométriques définis par des scripts sont des composants spéciaux qu'on fabrique à bien moindre coûts que par la voie classique. On peut réduire la diversité des composants et simplifier les géométries et détails, sans être obligé de simplifier la forme globale. Au contraire : si les modèles sont enregistrés dans l'ordinateur, une simple modification des valeurs ou la combinaison modifiée des paramètres permet d'apporter des retouches conceptuelles directement à l'écran. On utilise des logiciels 3D, comme ceux qui servent à réaliser des animations.

Une fabrication numérique : le logiciel transmet la géométrie de la structure directement aux parcours du tripode
Une fabrication numérique : le logiciel transmet la géométrie de la structure directement aux parcours du tripode

Le 3D Cocooner

De nouveaux procédés d'impression 3D constituent des outils idéaux pour la réalisation de formes au design paramétrique. Avec le 3D Cocooner, Festo a présenté au Salon de Hanovre une application prototypique d'un système de manutention de Festo, un tripode du type EXPT-45. Sur le modèle du cocon des vers à soie, une filière constituée de faisceaux en fibre de verre, revêtus et stabilisés de résines durcissant aux UV, génère des structures légères se formant librement dans l'espace. La manutention effectuée par la filière est commandée directement depuis le logiciel de design. Une interface simple et intuitive permet de générer d'innombrables variantes à partir de modèles de base très simples.

Pour voir comment fonctionne le 3D Cocooner :