La modélisation d'une maquette numérique - Cours de Technologie avec Maxicours - Collège

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La modélisation d'une maquette numérique

Objectif
Comment modéliser une maquette numérique ?
Il est souvent nécessaire de représenter sous forme de schéma ou de croquis l’objet technique que l’on veut concevoir avant de le réaliser. Cette méthode permet d’en avoir une meilleure représentation avant d’entamer le projet de construction.
Il existe maintenant un outil pratique qui permet de créer une représentation virtuelle de notre objet en prenant en compte les contraintes à respecter avant de réaliser une maquette : c’est la modélisation numérique.

1. La modélisation numérique
La modélisation numérique est une représentation virtuelle d’un objet technique ou d’un espace. Elle se fait grâce à un logiciel de modélisation numérique appelé modeleur numérique. On peut aussi utiliser des logiciels de C.A.O. (logiciels de Conception Assisté par Ordinateur.)
La modélisation numérique permet de représenter un objet technique dans un espace à trois dimensions (3D). La représentation se fera donc sur trois axes, perpendiculaires les uns aux autres : ainsi disposés, ils forment un repère qui est appelé communément (X, Y, Z) et qui a pour origine 0.


Afin de modéliser une maquette numérique, il faudra :
  • choisir un plan ;
  • dessiner une esquisse avec une figure géométrique simple ;
  • coter l’esquisse ;
  • extruder des formes 2D (2 dimensions) en forme 3D (3 dimensions) ;
  • apporter les modifications nécessaires afin d’obtenir la forme voulue.
a. Choisir le plan
On doit d’abord travailler sur un plan en deux dimensions, c'est-à-dire une feuille sur laquelle on va dessiner une esquisse. On peut travailler soit sur un plan :

O, X, Y O, X, Z O, Z, Y
     
b. Dessiner une esquisse avec une figure géométrique
Une esquisse est un dessin réalisé en 2D. Il va servir de modèle de base afin de créer un volume.
La plupart des modeleurs numériques proposent quatre outils d’esquisse afin de pouvoir dessiner les figures géométriques :
 

Grâce à ses outils on peut créer des formes simples (telles que les rectangles, les cercles ou les triangles), en outre, combiner ces formes simples permet d'obtenir des formes complexes.


c. Coter l'esquisse
Coter une esquisse revient à y indiquer les dimensions qu'aura l'objet dans la réalité: les cotations sont toujours données en dimensions réelles et l’unité utilisée est généralement le millimètre (mm).


d. Extruder les formes 2D en formes 3D
En C.A.O, on appelle extrusion la mise en volume d’une esquisse. C'est-à-dire le fait de passer du dessin en deux dimensions à une représentation en volume (trois dimensions). Pour réaliser une extrusion, il faut vérifier que le contour de l’esquisse soit fermé :

Contour fermé :
 
Contour non fermé :
 


Exemples d'extrusion :


Esquisse Après une extrusion

e. Apporter les modifications nécessaires afin d'obtenir la forme voulue
On peut utiliser les différents outils du logiciel (gomme, peinture, déplacer, pivoter, dessiner, extruder, etc.) afin de personnaliser la maquette numérique et obtenir la forme désirée.

 
2. Modéliser un petit bungalow
Les étapes détaillées ci-dessous permettent de modéliser un bungalow de 60 m2:

Étapes Représentation
• Dessiner l'esquisse
• Coter l'esquisse (10 000 x 60 000 mm)
 
• Extruder l'esquisse
• Coter l'extrusion (3 500 mm)
 
• Dessiner un trait sur une face du parallélépipède rectangle  
• Utiliser un outil du modeleur numérique pour réaliser le toit  
• Utiliser les différents outils du modeleur (extrusion, coup de crayon, peinture, etc.) afin de personnaliser la modélisation numérique)

Conclusion :
La modélisation numérique a permis de représenter une maquette qu’on voulait concevoir. Grâce au modeleur numérique on peut modifier notre maquette numérique avant de la réaliser à l’échelle réduite. Le logiciel offre plusieurs fonctionnalités qui permettent de réaliser la maquette numérique la plus proche possible de la réalité.
L'essentiel
Avant de fabriquer un objet, on anticipe sa construction au moyen de plans et de maquettes. Si ces étapes se faisaient auparavant à la main, elles sont aujourd’hui facilitées et accélérées par des logiciels de conception assistée par ordinateur (C.A.O.) ou par les logiciels de modélisation aussi appelés modeleurs numériques.

Modéliser une maquette numérique dans un logiciel de C.A.O nécessite les étapes suivantes :
  • Définir un repère en deux dimensions (formé d’une origine O d’où partent deux axes perpendiculaires entre eux).
  • Faire un plan sur ce repère 2D (le résultat est appelé esquisse).
  • Coter l’esquisse avec les mesures qu’aura l’objet dans la réalité. L’unité est généralement le millimètre (mm).
  • Extruder les formes 2D en formes 3D (ce qui ne fonctionne que ci le contour de l’esquisse est fermé).
  • Parachever la maquette en utilisant toutes les ressources du logiciel ; cela permet de s’approcher au mieux de la forme voulue et de la personnaliser (couleurs, motifs, formes complexes, etc.).

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