CATIA : tout savoir sur le logiciel de CAO 3D de Dassault Systemes

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CATIA (Computer-Aided Three-dimension Interactive Application) est un logiciel créé par Dassault Systemes pour la conception, la modélisation et l’analyse de produits complexes. Il est utilisé par des ingénieurs, des designers et des professionnels de divers secteurs industriels du monde entier. Découvrez tout ce qu’il faut savoir !

Dans les années 1970, Dassault Aviation cherchait à optimiser la conception des avions de chasse Mirage. Afin d’y parvenir, l’entreprise française s’est fixé pour objectif de créer un environnement logiciel capable de modéliser et de simuler des formes complexes.

Le but ? Offrir aux ingénieurs un puissant outil pour matérialiser leurs idées avec efficacité et précision. C’est en 1977 qu’a vu le jour la première version d’un logiciel voué à révolutionner la manière dont les produits sont conçus, testés et fabriqués dans une large variété d’industries : CATIA.

Qu’est-ce que c’est ?

Après sa création par Dassault pour répondre aux besoins de conception des avions Mirage, CATIA a beaucoup évolué. Cet outil de conception aéronautique est devenu une solution intégrée, utilisée dans de multiples industries à travers le monde.

Son intégration dans le domaine de la conception assistée par ordinateur (CAO) a marqué un tournant majeur dans la façon dont les produits sont conçus et développés.

Au fil des années, le logiciel a bénéficié de mises à jour régulières et d’améliorations continues, incorporant de nouvelles fonctionnalités, des capacités de simulation avancées et une meilleure intégration avec d’autres outils de conception et de fabrication.

Son évolution reflète les progrès technologiques, mais aussi les changements d’exigences de l’industrie. C’est ce qui en a fait un choix privilégié pour les entreprises et les professionnels cherchant à innover et à rester compétitifs sur le marché mondial.

En moyenne, CATIA fournit un gain de productivité de 20% à 50% grâce à ses capacités de modélisation et de gestion d’assemblage, tout en fluidifiant les workflows grâce à la gestion de données basée sur le Cloud.

Les fonctionnalités principales : découvrir les modules CATIA

Très complet, ce logiciel offre toute une gamme de fonctionnalités et de modules pour répondre aux besoins diversifiés des ingénieurs et des concepteurs.

Le module CATIA Part Design permet la modélisation paramétrique de pièces solides et complexes, tandis que le module Assembly Design facilite la création et la gestion d’assemblages de composants.

De son côté, le module Surface Design permet la modélisation de surfaces complexes pour des formes organiques ou des designs spécifiques.

Citons aussi Drafting qui offre des outils pour la création de dessins techniques et de plans détaillés, et Generative Shape Design pour la création de formes libres et complexes à l’aide d’outils avancés de modélisation.

Enfin, CATIA Analysis intègre des fonctionnalités d’analyse et de simulation pour évaluer les performances et la robustesse des conceptions. C’est cette diversité qui permet à la plateforme de s’adapter à une variété de projets et de processus de conception.

À quoi sert CATIA dans la conception ?

Largement reconnu pour sa capacité à offrir des outils avancés pour la conception de produits complexes, CATIA est utilisé de différentes manières dans le processus.

La modélisation paramétriques constitue l’une de ses caractéristiques clés. Elle permet de définir des paramètres et des relations entre les différentes caractéristiques, ce qui rend les modifications ultérieures plus simples et plus efficaces.

En revanche, la modélisation non paramétrique offre une plus grande flexibilité en permettant des modifications directes sur les entités géométriques sans dépendre de paramètres préétablis.

C’est la combinaison de ces deux approches offerte par CATIA qui laisse aux concepteurs la liberté de choisir le meilleur mode de modélisation en fonction des exigences spécifiques de chaque projet.

Par ailleurs, la plateforme fournit des outils puissants pour la création de pièces et d’assemblages. Ses fonctionnalités de modélisation solide permettent aux utilisateurs de créer des formes complexes à partir de simples esquisses 2D.

Elles utilisent des opérations comme l’extrusion, la révolution et le balayage. L’assemblage de ces pièces se fait de manière intuitive, permettant aux concepteurs de définir des relations et des contraintes entre composants pour simuler leur comportement en conditions réelles.

Les fonctionnalités d’analyse de solidité et de performances permettent en outre aux ingénieurs d’évaluer la robustesse et les caractéristiques fonctionnelles des modèles.

Les simulations de contraintes, de déformations, de contraintes thermiques et d’écoulement de fluides aident à identifier les zones de stress, à optimiser la conception et à garantir la conformité aux exigences de performance.

Cette capacité à réaliser des tests virtuels contribue fortement à réduire les coûts et les délais associés à la fabrication de prototypes physiques.

Toutefois, à l’ère du numérique, la gestion efficace des données de conception est devenue essentielle dans tout processus de développement de produit. C’est pourquoi CATIA offre des fonctionnalités permettant de concevoir, modifier, partager et suivre les modifications apportées aux modèles.

Grâce à la collaboration en temps réel et à la centralisation des données, CATIA facilite la communication entre les membres de l’équipe et garantit l’intégrité des informations tout au long du cycle de vie du produit.

Simulation, intégration… les applications avancées

Au-delà des fonctionnalités de base, CATIA regroupe des outils avancés répondant aux besoins des projets les plus exigeants.

Les ingénieurs peuvent effectuer des simulations complexes pour évaluer le comportement mécanique, thermique, électrique et dynamique des produits.

Cela leur permet d’identifier les problèmes potentiels dès les premières étapes de la conception, d’optimiser les performances du produit et de réduire les coûts liés aux textes physiques.

En outre, dans de nombreux secteurs, la conception de surfaces complexes est cruciale pour obtenir des produits esthétiques et fonctionnels. C’est pourquoi CATIA permet de créer des surfaces lisses et sans défauts.

Cette fonctionnalité se révèle très utile dans l’industrie automobile, l’aéronautique ou encore le design de produits de consommation. On retrouve aussi des options de création de plans de fabrication, de modélisation d’outils et de génération de parcours d’outils.

Cette intégration entre conception et fabrication permet de réduire les erreurs, d’optimiser les processus de production et d’accélérer le time-to-market des produits.

Un autre point fort est l’interopérabilité avec des outils de simulation, des systèmes PLM, des logiciels de FAO et d’autres solutions logicielles. Ainsi, les entreprises peuvent exploiter pleinement leur infrastructure technologique existante, et les différentes équipes et départements peuvent collaborer en toute transparence.

CATIA Visual Scripting

Avec la nouvelle fonctionnalité Visual Scripting introduite en 2023, CATIA permet désormais d’utiliser les algorithmes pour générer des formes géométriques impossibles à créer manuellement.

Il s’agit d’un nouvel outil très utile pour l’architecture, l’ingénierie et la construction ou encore le design de véhicules et de meubles. Cette innovation s’appuie sur la technologie de design génératif permettant de réaliser des variations géométriques via des descriptions paramétriques.

Grâce aux algorithmes, il n’est plus nécessaire de créer et modifier chaque élément un par un. À l’aide de Visual Scripting, les utilisateurs peuvent développer leur propre algorithme ou script en utilisant des blocs de construction.

L’algorithme se charge de générer des formes en 3D sans aucune interaction manuelle. Le moindre changement de paramètre permet de générer de nouvelles propositions, et les algorithmes peuvent être capturés et réutilisés.

C’est un gain massif en termes de vitesse et d’efficacité. L’approche no-code permet à n’importe quel utilisateur de connecter les blocs de paramètres pour commencer à définir et générer un design et modifier les relations entre les nœuds.

En plus de permettre d’ajouter rapidement des détails aux designs, Visual Scripting repousse les limites de la modélisation. Les mailles peuvent aussi être manipulées et déformées directement dans le système.

Lors de l’événement annuel Design Masterclass, CATIA a dévoilé plusieurs nouvelles fonctionnalités majeures prévues pour 2024 pour Visual Scripting.

Désormais, les utilisateurs peuvent recevoir des suggestions pendant qu’ils construisent leurs opérations basées sur des nœuds. Ceci évite d’avoir à sélectionner les nœuds les uns après les autres à chaque étape du workflow.

Le logiciel reconnaît automatiquement ce que vous tentez de construire, et suggère des nœuds adéquats pour éliminer les erreurs et réduire le temps nécessaire au processus de design.

Désormais, il sera aussi possible d’utiliser des scripts Python pour créer des designs et des patterns complexes. Si vous ne souhaitez pas apprendre le langage de programmation, vous pouvez utiliser une IA comme ChatGPT pour créer des scripts Python à votre place.

Une nouvelle fonctionnalité d’analyse permet également de transformer tout un nœud en tableau, pour pouvoir scanner rapidement la séquence de design et identifier les zones d’amélioration ou d’optimisation.

Ces nouveautés vont rendre CATIA et Visual Scripting plus intuitifs, plus efficaces et plus faciles à utiliser !

Quels sont les cas d’usage ? Quelles industries utilisent CATIA ?

Très largement utilisé dans l’industrie aérospatiale, CATIA sert pour la conception et la fabrication d’aéronefs, de satellites, de systèmes de propulsion et de composants spatiaux.

Des entreprises telles que Airbus, Boeing et SpaceX l’utilisent pour concevoir des avions, des lanceurs spatiaux et des satellites. Airbus s’en sert par exemple pour modéliser et simuler des composants complexes comme les ailes et les structures de fuselage.

Ceci permet d’optimiser les performances aérodynamiques et la consommation de carburant. C’est donc un précieux avantage.

De même, dans l’industrie automobile, CATIA est utilisé pour la conception de véhicules, de moteurs, de systèmes de transmission et d’éléments intérieurs. Il est notamment exploité par BWM, Ford et Toyota pour concevoir des modèles de voiture, simuler des crash tests.

Ces fabricants d’automobiles s’en servent aussi pour optimiser l’aérodynamisme et réduire le poids des véhicules. Par exemple, BMW utilise CATIA pour concevoir des pièces en fibre de carbone et des structures légères améliorant l’efficacité énergétique et la sécurité des véhicules.

En guise d’exemples concrets de projets d’ingénierie réalisés avec ce logiciel, on peut mentionner la conception de prothèses médicales sur mesure, la modélisation de turbines éoliennes pour les parcs offshore, la conception de dispositifs électroniques pour les appareils portables et la fabrication de composants pour l’industrie pétrolière et gazière.

Ainsi, GE Healthcare utilise CATIA pour concevoir des équipements avancés comme les scanners IRM et les équipements d’imagerie médicale. La précision, la fiabilité et la sécurité des dispositifs s’en trouvent renforcées.

CATIA vs la concurrence : comment Dassault tire son épingle du jeu ?

En comparaison avec ses concurrents, CATIA se distingue par sa robustesse, sa capacité à gérer des conceptions complexes et sa profondeur fonctionnelle.

Par rapport à des logiciels comme SolidWorks, AutoCAD ou Siemens NX, cette plateforme offre souvent une plus grande intégration avec les systèmes de gestion de cycle de vie des produits (PLM), des fonctionnalités avancées pour la conception de surfaces complexes, et une meilleure compatibilité avec les normes industrielles.

Même si chaque logiciel a ses avantages et ses points faibles, CATIA est souvent privilégié dans les industries où la précision, la fiabilité et la capacité à gérer des projets complexes sont essentielles.

Conclusion : CATIA, un pilier indispensable de l’ingénierie moderne

Bien plus qu’un simple logiciel de conception, CATIA propose une approche moderne et complète de l’ingénierie en plaçant la collaboration, l’innovation et la qualité au cœur de chaque projet.

Déjà très utilisé dans un grand nombre de secteurs, cet outil va continuer d’évoluer pour répondre aux besoins de l’industrie en intégrant de nouvelles technologies comme l’intelligence artificielle, la réalité virtuelle ou la fabrication additive.

En exploitant cette solution, les entreprises peuvent prospérer dans un environnement hautement concurrentiel. Toutefois, CATIA présente aussi des défis comme une courbe d’apprentissage abrupte, un coût initial important, et le besoin de personnel qualifié.

Recruter des ingénieurs et des concepteurs compétents peut être difficile, et c’est la raison pour laquelle la formation est le meilleur moyen d’accéder aux avantages offerts par ce logiciel.

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