Un trio de chercheurs en génie mécanique de l'Université du Québec à Trois-Rivières (UQTR) et de l'Université de Sherbrooke entreprend la délicate étape du transfert technologique de leur logiciel de tolérancement destiné au secteur manufacturier.
Fruit de dix années de recherche, cet outil fort prometteur suscite de plus en plus l'intérêt dans le monde industriel, car il peut résoudre des problèmes qui, jusque-là, étaient en quelque sorte contournés, tellement ils étaient complexes et coûteux.
L'équipe de recherche formée de deux professeurs, Luc Laperrière du Département de génie mécanique de l'UQTR et Alain Desrochers de l'Université de Sherbrooke, et du docteur en génie mécanique, Walid Ghie, professionnel de recherche du Département de génie mécanique de l'UQTR, a mis au point un logiciel de résolution d'équations mathématiques complexes de tolérancement. Le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG) vient d'ailleurs de leur accorder une subvention annuelle de 80 000 $ issue du programme «De l'idée à l'innovation» (INNOV). Cette somme est allouée dans le but d'accélérer le développement préconcurrentiel de technologies prometteuses et d'en promouvoir le transfert vers les entreprises canadiennes.
L'originalité de cet outil de tolérancement assisté par ordinateur (TAO) réside dans sa capacité à établir rapidement et efficacement les écarts de géométrie tolérables pour les différentes pièces d'un assemblage, notamment des pièces très complexes nécessitant une conception en trois dimensions. Bref, le tolérancement permet aux concepteurs de votre chaise de bureau ou de votre voiture de décrire les défauts géométriques acceptables sur les différentes pièces mécaniques qui seront destinées à une production manufacturière. Il s'agit donc d'une des étapes fondamentales de la conception d'un produit manufacturé. Le problème, c'est que cette étape est itérative et prend généralement beaucoup de temps, ce qui entraîne donc des coûts importants. Le professeur Laperrière note d'ailleurs qu'à ce jour cet aspect est l'un des moins bien maîtrisés dans le cycle de développement d'un produit.
Les industriels savent évidemment que le tolérancement a une incidence sur le coût de fabrication. C'est d'ailleurs cet argument qui fait sourciller les joueurs du monde manufacturier lorsqu'on leur présente le TAO. En fait, une tolérance trop grande peut causer un mauvais fonctionnement du produit au moment de la mise en service chez le consommateur. D'autre part, une tolérance trop faible, donc une précision accrue, induira des coûts de production plus élevés. Comment peut-on parvenir à estimer, le plus justement possible, les écarts de géométrie tolérables de chacune des pièces d'un assemblage, et ce, dans un laps de temps acceptable?
La solution proposée par le trio de chercheurs réside dans la conception d'un logiciel de TAO qui tire sa puissance et son originalité de l'intégration des modèles mathématiques Jacobien et Torseur. Ils ont été originalement jumelés puis intégrés dans le projet doctoral de Walid Ghie. «L'engin de résolution TAO qui résulte de nos recherches permet de résoudre les quatre grandes catégories de problèmes en tolérancement, et ce, en toute transparence pour l'utilisateur. En effet, explique Walid Ghie, le modèle que nous avons développé peut être utilisé tant en analyse des tolérances, qu'en synthèse des tolérances. Dans les deux cas, le logiciel peut utiliser l'approche statistique ou déterministe. Cette généralité de notre approche est tout à fait unique et représente une flexibilité qui donne accès à un avantage concurrentiel important.»
Le nerf de la guerre pour le fabricant consiste évidemment à établir un coût acceptable du produit final. L'avantage du logiciel TAO est de permettre d'atteindre cet objectif sans avoir eu à fabriquer une seule pièce d'un assemblage. Une approche qui intrigue déjà des experts du domaine, qui ont découvert cette approche dans les nombreuses publications du trio de chercheurs. On anticipe le même impact chez les industriels, car le problème du tolérancement est bien réel, mentionne le professeur Laperrière.
«En effet, à ce jour, les ingénieurs ne sont pas en mesure d'évaluer facilement l'impact du choix des tolérances qu'ils spécifient dans les assemblages et sous assemblages. Ainsi, plusieurs problèmes ne sont détectés qu'à une phase avancée du cycle de conception, donc lorsque leur résolution devient plus coûteuse et plus longue. Avec un logiciel de TAO, l'ingénieur peut identifier et résoudre les problèmes de tolérancement dès le début du processus de conception», explique le professeur Laperrière.
Le trio de chercheurs estime que le tolérancement joue de plus en plus un rôle critique et central dans le cycle de développement d'un produit. Un produit qui, bien souvent, présente des formes complexes que le fabricant doit concevoir dans une course mondiale où le temps de développement peut faire toute la différence. «Dans un tel contexte, la capacité de pouvoir prédire les conséquences fonctionnelles et économiques des choix de tolérances est fondamentale, spécialement si cela peut se faire dans un modèle virtuel qui ne nécessite la fabrication d'aucune pièce. Notre logiciel se veut donc un pas vers la tendance actuelle de «fabrication digitale» », soutiennent les trois chercheurs.
C'est Walid Ghie qui aura la tâche, au cours de la prochaine année, de peaufiner l'interface qui permettra en quelque sorte à cet engin de livrer facilement sa puissance à l'utilisateur qui évolue en milieu manufacturier. Walid est évidemment très enthousiaste à l'idée de franchir cette étape nécessaire vers le transfert de cette technologie vers le monde industriel. «Je veux que mes connaissances acquises au fil de toutes ces années soient utiles, qu'elles ne vivent pas uniquement dans les livres. Nous avons bon espoir de pouvoir intéresser des partenaires industriels, car notre logiciel TAO pourra aider les entreprises à devenir plus concurrentielles», explique ce passionné de mathématiques, détenteur d'une maîtrise en génie mécanique de l'UQTR et d'un doctorat dans la même discipline à l'Université de Sherbrooke.
2006-02-16
Source: Serge Boudreau. Entête, UQTR. Courriel.
