L’optimisation topologique est de plus en plus utilisée dans la conception des pièces industrielles pour optimiser leur design en fonction d’une ou plusieurs contrainte(s) fonctionnelle(s) (tenue mécanique, allègement, …). Cette nouvelle méthodologie en rupture permet des gains de temps (diminution des itérations de calcul) et une optimisation du design produit.

La conception traditionnelle, un long travail d’essais-erreurs

En conception traditionnelle, un premier modèle numérique de la pièce (prototype virtuel) est testé à l’aide des différents outils de calcul de simulation numérique (mécanique, …) pour prédire ses performances. Après analyse des résultats de calcul, la géométrie de la pièce est alors modifiée pour être re-testée numériquement. Cette démarche est ainsi itérée jusqu’à l’obtention d’une solution conforme aux exigences du cahier des charges fonctionnel initial.

L’efficacité de ce processus de conception est donc conditionnée par la capacité du concepteur à apporter rapidement des solutions appropriées et à limiter ainsi le nombre d’itérations. La démarche de conception numérique s’apparente souvent à un long travail d’essais-erreurs qui peine à converger vers la solution optimale. Il devient donc nécessaire d’intégrer des outils davantage en rupture pour optimiser ce processus de conception.

Principe de l’optimisation topologique en 2 étapes

L’optimisation topologique, qui permet de déterminer de manière itérative la répartition de matière idéale d’une pièce soumise à des sollicitations mécaniques, se décline en deux grandes étapes.

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