Une nouvelle dimension pour tester les constructions en métal
Simulation 1D/3D avec le logiciel d'Akselos © 2016 Akselos
Un nouveau logiciel permet tester les points faibles des gros ouvrages en métal tels que des grues, des ponts ou des machines de minage en quelques minutes, contre plusieurs jours jusqu’à présent. En combinant 1D et 3D, cet outil mis au point par Akselos, entreprise du parc de l’innovation de l’EPFL, permet également de gagner en fiabilité.
Ce n’est pas la quatrième dimension, mais presque. Combinant 3D et 1D, le logiciel mis au point par l’entreprise Akselos, basée à l’EPFL Innovation Park, est d’une rapidité et d’une fiabilité sans précédent pour tester les points faibles de gros ouvrages en métal tels que des bâtiments, des grues ou des plateformes pétrolières.
Un gain de plusieurs jours
“Le test de 100 cas de charges différentes d’une grue comportant plus de 5 millions de degrés de liberté a par exemple pris 8 min et 20 secondes avec notre logiciel contre plus de trois jours avec une méthode traditionnelle”, explique Thomas Leurent, CEO de l’Entreprise. Ce nouvel outil constitue en effet un mariage attendu entre la rapidité d’une représentation sous forme d’élément poutres (unidimensionnels) et la nécessité d’une simulation en trois dimensions. Longue et fastidieuse, cette dernière est toutefois indispensable au test fiable des zones plus sensibles telles que les soudures par exemple.
Des tests plus proches de la réalité
L’outil devrait simplifier le travail de bien des ingénieurs. Pour représenter d’énormes engins comme une machine d’exploitation minière composée de plus de 14’000 tonnes d’acier -soit deux fois la tour Eiffel-, passer de la 1D à la 3D s’apparente à un cauchemar. Pour éviter une laborieuse simulation 3D de toute la structure, les concepteurs de ce genre de structures utilise un modèle global unidimensionnel, puis des sous-modèles en 3D.
Mais ce découpage affecte la fiabilité des résultats globaux. Pour prédire de manière fiable le comportement d’une structure, il est en effet nécessaire de comprendre en détail le comportement global du modèle puisque certains problèmes sont liés à l’assemblage de tous les éléments. “Les découpler est un point de vue très optimiste de l’ingénierie, estime le CEO. Permettre un système de test virtuel complètement intégré permet donc aux ingénieurs de gagner du temps et plus important encore, de limiter le risque d’erreurs”.
Le programme qui calcule plus vite que son ombre
Les outils développés par Akselos sont basés sur une technologie issue du MIT et développée notamment en collaboration avec des laboratoires de l’EPFL. Cette méthode permet d’accélérer certains types de calculs nécessaires aux réalisations 3D. Ces dernières deviennent presque aussi rapides qu’un modèle en éléments poutres.
“Il s’agit d’une méthode étudiée par les mathématiciens depuis 2000, et commercialisée récemment par Akselos pour des applications industrielles”, souligne Marco Picasso, dont le laboratoire collabore au développement du logiciel à travers deux projets CTI. Le programme décompose une géométrie complexe en éléments plus simples, sur lesquels les calculs sont faits à l'avance. Le tout est réorganisé en un temps record. Il est ensuite facile d’appliquer diverses charges sur le modèle complet assemblé à partir de ces éléments.