Conception mécatronique : de la méthodologie aux outils

La décomposition du cycle de vie d’un produit en phases consécutives, avec découpage en sous systèmes étudiés indépendamment, ne permet plus de répondre aux enjeux qualité/coûts/délais imposés par le marché. Pour y remédier deux nouvelles approches complémentaires ont vues le jour : l’ingénierie simultanée (ou ingénierie concourante) et l’approche mécatronique (ou « système »). Il est alors crucial de prendre en compte la « gestion de la complexité » induite par ces pratiques nouvelles en portant une attention toute particulière aux composantes transverses :
 diversité des applications et des métiers
 pluridisciplinarité
 diversité des niveaux de modèle
 continuité avec les autres niveaux d’abstraction

Les spécialistes de la conception mécatronique s’accordent sur une représentation du cycle de développement sous forme d’un « cycle en V » qui positionne les différentes phases (depuis la spécification jusqu’à la validation produit) suivant les niveaux d’abstraction correspondant : niveau fonctionnel, niveau système ou réseau, niveau composant ou géométrique.
La modélisation et la simulation jouent, dans ce schéma complexe, un rôle central, autant par leur capacités d’analyse fine des situation que par leur apport en terme de capitalisation et transmission de la connaissance, sans oublier la réduction des temps de développement.

L’une des clés du succès réside dans la capacité du concepteur à trouver, et à maîtriser, le bon niveau d’abstraction correspondant au problème posé et à faire le lien avec les autres niveaux. Les outils de conception s’adaptent progressivement à ces contraintes et tendent à combler les ruptures de continuité dans la chaîne de conception. De nouveaux outils, en particulier AMESim® qui fait une entrée remarquée dans les secteur aéronautique et automobile, apportent des réponses nouvelles dans la prise en compte du niveau réseau, élément clé pour la mécatronique.

La modélisation au niveau géométrique bénéficie également d’avancées importantes en terme de couplages multiphysiques (capacité de traiter simultanément plusieurs grandeurs physiques dans un environnement unique ou couplé : mécanique, thermique, électrique, magnétique, fluides, …) et couplage avec les autres niveaux. Le développement des microsystèmes (MEMS ou systèmes micromécatroniques) a exploité le premier ces nouvelles possibilités, qui diffusent progressivement vers les « macro-systèmes » dans tous les secteurs industriels. Des sociétés comme Ansys et Cedrat ont intégré ces dimensions dans leurs outils de simulation.

Date : 18/07/2003