Outils numériques au service de l écoconception

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1 Outils numériques au service de l écoconception Mardi 24 Mai 2011, FIP 2011 David Garcia Responsable BU «Conception & Simulation»

2 Plan de la présentation Eco-conception Définition Paradigmes Les enjeux pour les concepteurs Optimisation numérique Exemples d optimisation numérique Thermique outillage produit «Boite» Réduction de masse produit «Gobelet» Conclusions

3 Eco-conception

4 Eco-conception Définition Prendre en compte les impacts environnementaux dans la conception et le développement des produits et intègre les aspects environnementaux tout au long de son cycle de vie Les fondamentaux Minimiser la consommation d énergie Minimiser l usage de matériaux Exclure l usage de matériaux et de substances hasardeuses Concevoir le produit recyclable

5 Eco-conception Paradigmes Bénéfice environnent Niveau 4 Niveau 3 Niveau 2 Niveau 1 Niveaux Description 1 Amélioration mineure produit existant 2 Conception partielle 3 Innovation produit, nouvelle conception 4 Innovation globale, produit/procédé Temps

6 Eco-conception Paradigmes

7 Eco-conception Paradigmes Design For Customer Conjuguer les aspects esthétiques et fonctionnelles aux concepts d écoconception de manière à ce que ceux-ci ne soient pas antinomiques. Design For Production Déterminer les meilleurs compromis entre la performance industrielle et la réduction des impacts environnementaux : favoriser des procédés non énergivores, limiter le nombre de processus, Design For Recyclcing Concevoir en favorisant l usage de matériaux recyclables, la réutilisation des produits (économie cicrculaire),

8 Eco-conception Les enjeux pour les concepteurs Les concepteurs sont faces à un problème global Il se doivent de prendre en considération tous les phases du cycle de vie L éco-conception est une approche holistique Il s agit de trouver les meilleurs compromis

9 Optimisation numérique

10 Optimisation numérique Une approche globale multidisciplinaire + Eco-indicateurs

11 Optimisation numérique Les outils d optimisation numérique Il est difficile pour un concepteur de prendre en compte simultanément un nombre important de paramètres Il a besoin d outils capables de le guider dans ses choix, capables de lui proposer des solutions auxquelles il n aurait pas penser Il existe aujourd hui sur le marché des outils d optimisation numérique pour la mise en œuvre de processus de conception numérique complexe

12 Optimisation numérique Les outils d optimisation numérique permettre de répondre à des problématiques telles que : Minimiser la masse d un produit en optimisation sa forme, sa structure Déterminer les conditions de fonctionnement d un procédé en réalisant des plan d expériences vaste Réaliser des analyses de sensibilité et déterminer in fine déterminer des conceptions robustes

13 Optimisation numérique Les principaux outils optimisation numérique du marché sont : modefrontier (EnginSoft) Hyperstudy (Altair) Optistruct (Altair) Il existe également des outils d optimisation intégrés au outils de simulation (plan d expériences, )

14 Exemples d optimisation numérique

15 Exemples d optimisation numérique Thermique outillage produit «Boite» Problématique Objectifs 1. Minimiser la déformation 2. Minimiser le temps de cycle Variables Position des circuits Diamètres des circuits Température de régulation thermique

16 Exemples d optimisation numérique Thermique outillage produit «Boite» - modélisation paramétrique Modèle à 15 paramètres : 12 paramètres géométriques + 3 paramètres procédé y c1 z c3 x c3 z c2 x2 c2 z c1 Channel 1 Channel 2 x1 c2 y c3 x c3 Channel 3

17 Exemples d optimisation numérique Thermique outillage produit «Boite» : processus numérique d optimisation modefrontier

18 Exemples d optimisation numérique Thermique outillage produit «Boite» - Résultats, front de pareto De

19 Exemples d optimisation numérique Thermique outillage produit «Boite» - Résultats, solution optimisée De Positions et dimensions optimisées Températures de régulation optimisées

20 Exemples d optimisation numérique Réduction de masse produit «Gobelet» Problématique Objectifs 1. Minimiser la masse 2. Maximiser la résistance à la compression 3. Minimiser la déformation due au procédé d injection Variables 1. Forme du profil

21 Exemples d optimisation numérique Réduction de masse produit «Gobelet» : processus numérique d optimisation

22 Exemples d optimisation numérique Réduction de masse produit «Gobelet» - Résultats Front de Pareto

23 Exemples d optimisation numérique Réduction de masse produit «Gobelet» - Solution optimisée Design initial Design optimisée -9% de Masse -+10 % déformation compression

24 Conclusions et perspectives

25 Conclusions Un problème d éco-conception est un problème d optimisation multi objectifs soumis à de multiples contraintes Grace à des mécanismes évolués, les outils d optimisation numérique permettent d explorer de façon intelligente un espace de conception défini par le concepteur. A ce titre, les outils d optimisation numérique contribuent les besoins de l éco-conception en aidant les ingénieurs à trouver les meilleurs compromis