Mec. Ind. (2001) 2, 69–71 2001 Éditions scientifiques et médicales Elsevier SAS. Tous droits réservésS1296-2139(00)01074-5/MIS

Formations en mécanique

Les nouveaux outils de l’ingénierie mécanique

Yves Ravalard *École nationale supérieure d’ingénieurs de mécanique énergétique de Valenciennes (ENSIMEV), Le Mont Houy,

59313 Valenciennes cedex 09, France

(Reçu le 27 décembre 1999 ; accepté le 18 décembre 2000)

Résumé—Le domaine de l’ingénierie mécanique (c’est à dire de la conception produits/process) est en plein bouleversementgrâce aux nouvelles technologies qui dérivent des applications des progrès de l’informatique et des réseaux de communicationprincipalement. Les bouleversements sont en passe de modifier radicalement les démarches de conception avec des facteurs de gainimpressionnants en termes de coût/délais et en termes de qualité. Ces bouleversements interrogent les écoles d’ingénieurs qui ontpour objectif de former des concepteurs et de nouvelles approches pédagogiques sont en cours de réflexion. Dans le cadre du réseauPOLYMECA (comprenant le CESTI, l’ENSIMEV, l’ENSMA et l’ENSMM) ce thème est au cœur de la charte de coopération adoptée par lesquatre écoles. Il était donc naturel que les premiers Entretiens Polymeca lui soient dédiés. 2001 Éditions scientifiques et médicalesElsevier SAS

Abstract—The field of mechanical engineering (i.e. product and/or process design) is completely modified by the appearence ofnew technologies based on new developments of informatics and net telecommunications. These modifications are going to changeradically the design processes with important economies on delay, cost and quality. These modifications have impacted the schools forengineers which try to teach design methodologies and new ways of teaching are under development. In the specific case of PolymecaNetwork (i.e. CESTI, ENSIMEV, ENSMA and ENSMM) this theme is the main one of the cooperation between these four schools. That iswhy these first POLYMECA WORKSHOPS are dedicated to that theme. 2001 Éditions scientifiques et médicales Elsevier SAS

1. LES NOUVEAUX OUTILS DEL’INGÉNIERIE MÉCANIQUE

Depuis environ cinq années le domaine de la concep-tion produit/process (que nous appelons communémentaujourd’hui, à partir du terme anglais, ingénierie méca-nique) est en pleine évolution. L’organisation en plateauest apparue au début des années 90 accompagnée des pre-miers outils informatiques dédiés àl’ingénierie simul-tanée : il s’agit dans cette démarche d’une innovationsocio-organisationnelle où le processus de conception estessentiellement l’objet d’une transformation d’une orga-nisation séquentielle vers une organisation parallélisée.L’objectif est ici d’accélérer le processus et de gagneren qualité, en particulier en réalisant une conception pro-duit/process simultanée. C’est exactement le constat quej’ai pu faire lors d’une expertise menée pour la mis-sion d’évaluation du PREDIT (Programme de Rechercheet d’Innovation Technologiques pour les Transports Ter-

* yves.ravalard@univ-valenciennes.fr

restres) sur le plateau BVA Renault-PSA (Boite de Vi-tesse Automatique).

Cette première évolution du métier de concepteur dela décennie 90 (hormis l’introduction de la CFAO et desméthodes de calcul par éléments finis qui ont fait l’objetd’une introduction forte dans le bureaux d’études dans lesannées 80) a été suivie par toute une série d’innovationsqui portent globalement un bouleversement radical de cesmétiers. C’est ainsi que sont apparus :

• Le prototypage rapide (avec différentes technologies,dont la stéréolythographie est la plus commune, quiapportent au concepteur un accès rapide à une maquettephysique, plus ou moins fonctionnelle, de l’objet en coursde conception).

• Les SGDT (Systèmes de Gestion de Données Tech-niques) sont apparus sur le marché dans les années 95et sont l’objet de développements commerciaux très fortsactuellement puisqu’ils permettent de compléter les ou-tils de CFAO en organisant/structurant la gestion des don-nées techniques de l’entreprise (de la conception au suivides variantes en passant par la maintenance. . .) ; cettestructuration porte en elle la faisabilité desmaquettes nu-

69

Y. Ravalard

mériques qui permettent aux concepteurs de travailler surdes représentations 3D réalistes des sytèmes en cours dedéveloppement, seuls ou en revue de plateaux.

• Les systèmes deréalité virtuelle ont à une époque,soulevés des espoirs importants qui sont aujourd’hui sen-siblement réduits devant les difficultés d’obtenir une re-constitution véritablement réaliste des situations simulées(problèmes liés à l’immersion, retours d’efforts. . .).

• Le prototypage virtuel est une démarche complémen-taire de l’évolution des grands codes de calculs par élé-ments finis dont les fonctionnalités se sont considéra-blement développées sur lesquels l’adjonction des tech-niques de maquettage numérique permet de développerles outils de représentation réalistes des résultats des cal-culs : la série des produits PAMCRASH offre des fonc-tionnalités tout à fait impressionnantes dans cette nou-velle approche ; des questions se posent bien sûr sur lescapacités effectives de représentation réaliste de la phy-sique des systèmes étudiés, tenant compte de leur com-plexité (du micro au macro), des défauts inhérents à laréalité. . .

• Enfin l’ingénierie collaborative rénove l’approche desplateaux projets en donnant (encore un peu en théoriecar les contraintes informatiques sont plus résistantesque prévu) à l’équipe du plateau la possibilité de l’ubi-quité puisque le principe de collaboration, à travers lesréseaux de communication, permet le partage d’appli-cations à distance, l’échange de données, de messagesphoniques. . .

Ces cinq innovations sont en train de bouleverser l’or-ganisation des bureaux d’études, les modes de coopéra-tion entre donneurs d’ordres et équipementiers, le par-tage des tâches entre conception produit, industrialisationet bureau de calculs. Les objectifs de tous ces nouveauxoutils sont liés aux nouvelles nécessités industrielles :concevoir mieux (en faisant sauter les cloisons entre lesdifférents services coopérant à la conception), plus vite(passage du séquentiel au parallèle, suppression de nom-breux prototypes physiques) et moins cher.

La plus forte illustration de ces objectifs est l’ambi-tion des constructeurs automobiles qui, en début de ladécennie, avaient besoin de 60 mois pour concevoir unnouveau véhicule et se donnent aujourd’hui pour objectifune conception en 24 mois. Les enjeux industriels sontconsidérables en coût des études mais aussi en capacitésde mise sur le marché des innovations et donc en concur-rence et en parts de marché.

2. L’INFLUENCE SUR LES ÉCOLESD’INGÉNIEURS

L’apparition de ces nouveaux outils ne peut pas nepas faire naître des questionnements pédagogiques dansles écoles qui ont l’ambition de former des ingénieursconcepteurs. Comment introduire dans les enseignementsces nouveaux outils qui sont définis, certes par desconnaissances nouvelles susceptibles d’être enseignéesde manière classique, mais aussi par des savoir faire quisont aujourd’hui mal ou pas définis ? Une réflexion forte,collective est menée dans différents réseaux d’écolespour rechercher de nouvelles pratiques pédagogiquespour préparer les élèves à l’utilisation de ces technolo-gies !

Le groupement le plus ancien est le pôle PRIMECA(Pôle de Ressources Informatiques pour la Mécanique)qui rassemble 13 écoles et universités autour de cesproblématiques.

Plus récemment quatre écoles (le CESTI, l’ENSI-MEV, l’ENSMA et l’ENSMM) ont décidées de dé-velopper des coopérations permanentes dans le cadredu Réseau POLYMECA avec pour thème de référencel’ingénierie mécanique. Ces préoccupations partagéesconduisent ces quatre écoles à expérimenter ces nou-velles technologies en les adaptant à un contexte pé-dagogique. L’impact de ces outils sur le métier deconcepteur, sur les stratégies de partenariat/concurrenceentre donneurs d’ordre et équipementiers. . . sont aujour-d’hui des préoccupations de recherche pour les indus-triels. Pour nous, écoles d’ingénieurs, c’est une préoc-cupation partagée ; notre position au cœur des labora-toires de recherche associés nous permet d’approcherces questionnements avec une compétence méthodolo-gique déjà constituée (par exemple, le LAMIH (Labo-ratoire d’Automatique et Mécanique Industrielles et Hu-maines) est engagé avec Renault dans le programme Me-tacog).

Dès à présent, nous avons mis en expérimentationdifférentes initiatives. Les premières visent à étudier noscapacités collaboratives dans le cadre de plateaux projetsmultisites permettant de faire appel aux compétencescomplémentaires de nos élèves. D’autres expériencesse mettent en place avec des universités étrangères etajoutent encore à la complexité du problème puisque lesaspects linguistiques et culturels viennent compliquer lesschémas collaboratifs.

70

Les nouveaux outils de l’ingénierie mécanique

3. LES ENTRETIENS POLYMECA

Les entretiens POLYMECA sont donc conçus noncomme un congrès scientifique où des chercheurs vien-nent présenter leurs travaux mais comme une formationpermanente pour ingénieurs de l’industrie (particulière-ment de nos écoles) donnée par des spécialistes (uni-versitaires et industriels) qui ont là une occasion uniquede présenter une synthèse pédagogique de leurs travaux.C’est la raison pour laquelle nous avons prévu des confé-rences de 60 minutes qui devront permettre aux ora-teurs de développer avec suffisamment de temps, lesconcepts et les méthodes avec lesquels ils travaillent.Le modèle de ces Entretiens POLYMECA peut être re-cherché du côté des Entretiens de Bichat pour les méde-cins.

4. LE PROGRAMME TRANSTECH

Cette première session des Entretiens POLYMECAest enrichie par la présence de nos partenaires allemands(région de Berlin-Brandebourg), portugais (région deLisbonne) et grecs (région d’Athènes). L’Université deValenciennes (et particulièrement l’ENSIMEV) est effec-tivement engagée dans des coopérations internationalesen accompagnement de partenaires industriels de la ré-gion Nord établissant des contacts avec des entreprisesdes pôles mentionnés ci-dessus en mettant en œuvrel’assistance des nouveaux outils de l’ingéniérie méca-nique (particulièrement l’ingénierie collaborative nousparaît être un moyen puissant de collaborations inter-régionales). Il était donc naturel, vu le thème choisi pources premiers Entretiens, de les associer à notre manifes-tation.

71