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CAO 3D : La conception assistée par ordinateur pour l'Audi A1 Sportback

Conception assistée par ordinateur

La CAO 3D au service du design de l'Audi A1 Sportback

Dans les coulisses du design de l'Audi A1 Sportback

Que se passe-t-il lorsque la puissance de 4 300 ordinateurs portables rencontre l'artisanat humain ? C'est à cette question que la journaliste Charlotte Seybold a voulu répondre en explorant l'Audi Design center. Elle nous raconte sa journée d’immersion avec les équipes en charge de la conception de l'Audi A1 Sportback.

C’est avec une grande curiosité que j'ouvre la porte du nouveau studio C3 dans le département Audi Design. Une lumière vive tombe des néons, tandis qu’une musique électropop sort doucement des haut-parleurs. La salle est pleine de designers, de concepteurs CAO 3D et de modeleurs d'argile. CAO signifie Conception Assistée par Ordinateur : un acronyme pour expliquer que la phase de conception d’un véhicule est facilitée par des processus numériques automatisés.

Audi Design
Audi A1 Sportback

Au milieu de l'immense studio de modélisation trône une Audi A1 Sportback d’un genre particulier. Elle est façonnée dans un argile brun clair, un mélange spécial de pâte à modeler industrielle.
Pourquoi un modèle physique est-il nécessaire pendant la phase de conception numérique ? C’est avec cette question en tête que j’avance à la rencontre de Markus Gleitz, le chef du département de conception extérieure CAO / technologie. Ses collègues et lui m’offrent l’opportunité de vivre de près la phase de conception numérique de l’extérieur de l’Audi A1 Sportback.

Associer des croquis, des modèles 3D et une voiture en argile : la conception numérique par Audi

Markus Gleitz se tient de l'autre côté du studio devant un grand écran, connu sous le nom de LED Powerwall. Il m'explique : « Le processus de conception d'un modèle de série chez Audi prend environ 4 à 5 ans, et est divisé en différentes phases. Avant de débuter la phase de conception numérique, nous travaillons avec des experts du pré-développement technique et du marketing. Ce n’est qu’ensuite que nous définissons les premiers cadres techniques tels que l'élévation du capot ou l'empattement.»

la conception numérique par Audi

Dans cette phase d’élaboration, les designers peuvent laisser libre cours à leur créativité. Les croquis sont réalisés traditionnellement sur papier ou numériquement sur une tablette. Une fois que les dessins sont effectués, il est temps de passer à la phase de conception numérique, connue sous le nom de processus C3 en abrégé. Les trois «C» désignent le façonnage CAO, Concept et Clay (Argile). Et c’est ce à quoi nous allons assister aujourd’hui.

Dans le processus C3, les concepteurs CAO transforment les esquisses des designers en un modèle de données CAO 3D. Les données sont affichées de manière photo-réaliste en temps réel sur le Powerwall. Peu de temps après, une fraiseuse utilise les données pour créer un modèle d'argile physique. C’est l’association parfaite pour donner corps à la numérisation.

designers

Les designers et les techniciens CAO utilisent le Powerwall pour évaluer les données à une échelle 1:1 et vérifier leur cohérence. Les designers peuvent voir immédiatement comment leurs modifications affectent le modèle numérique.

La voiture 3D apparait en temps réel sur l’écran de manière photo-réaliste. Harald Riedlmüller me montre comment la modifier sur l'ordinateur. J'équipe l'Audi A1 Sportback d'un hayon plus large et suis étonnée de le voir apparaître immédiatement sur le mur du studio. « Avec le logiciel 3D, nous pouvons visualiser très rapidement tout changement de proportions, de surplombs ou d'ombres », explique Harald Riedlmüller. Cela permet de détecter les divergences avant la construction du modèle en argile.

Créer une Audi A1 Sportback virtuelle plus vraie que nature.

Un clic plus tard, la version virtuelle de la voiture compacte se trouve dans le Studio Design Peking. Harald Riedlmüller pivote autour du modèle et regarde l'A1 d'en haut. Même les reflets de la peinture sont animés de façon photo-réaliste. Le logiciel de visualisation utilise le lancer de rayons. Cette méthode de rendu vectoriel calcule les effets optiques tels que la lumière, l'ombre ou la réflexion en utilisant les lois de la physique et les affiche avec précision, en tenant compte de l'heure de la journée.

« Grâce à la visualisation de haute technologie, nous pouvons évaluer numériquement la conception à un stade très précoce du processus.»
Markus Gleitz, chef du département Design extérieur CAO / Technologie

Créer une Audi A1 Sportback virtuelle plus vraie que nature.

La puissance de calcul de la plateforme équivaut à environ 4 300 ordinateurs portables. Même les séquences de conduite dynamiques et les simulations de conduite des modèles peuvent être calculées et affichées sur le Powerwall. Sans que l'Audi A1 Sportback n'ait jamais été sur les routes de Barcelone, je peux la regarder glisser dans les rues espagnoles en début de soirée - à 19 heures précises. Mais bien sûr, je ne peux toujours pas y toucher.

Audi A1 design

Harald Riedlmüller précise : «Le Powerwall donne une très bonne impression du véhicule. Mais rien n’est comparable à la sensation de se tenir devant un vrai modèle. Ce n'est qu'ainsi que la perspective est réaliste pour l'œil humain. ». Les possibilités numériques facilitent la production de modèles grandeur nature. En direct, les fraiseuses modifient automatiquement le modèle d'argile pour refléter les changements dans les données de CAO 3D.

Inventer le design du futur grâce à la réalité virtuelle.

Les designers Audi disposent également d'un autre outil : les lunettes VR. « Avec les lunettes VR, nous pouvons regarder le modèle en 3D dans une simulation virtuelle. L'affichage réaliste des modèles design devient encore plus impressionnant. Mais ce n’est pas tout », explique Harald Riedlmüller. Pendant que la fraiseuse se met au travail, nous avons le temps de jeter un regard vers l'avenir. Dans le « holodeck », un étage plus haut, les designers Audi recherchent de nouvelles possibilités d'affichage virtuel. Là, à l'aide de lunettes VR, ils peuvent visualiser leurs modèles de CAO 3D dans un monde virtuel qui a l’air réel. Plusieurs utilisateurs peuvent se connecter simultanément et voir leurs avatars respectifs. Dans un futur proche, les lunettes VR permettront même d'organiser des réunions de conception sur plusieurs continents. Ainsi, les designers Audi d'Ingolstadt, de Pékin et de Los Angeles pourront se retrouver en avatars dans un studio virtuel. Et devant eux, les données numériques prendront vie. Des gants câblés permettront de toucher numériquement les modèles virtuels. Dotés de retour haptique, ils reproduiront des sensations de toucher réelles via un mode de vibration. La numérisation deviendra ainsi palpable !

Inventer le design du futur grâce à la réalité virtuelle.
designers Audi

La fraiseuse a maintenant terminé son ouvrage. En seulement 15 minutes, elle a intégré mes modifications dans le modèle d'argile. Avec une pointe de timidité, je caresse le large hayon. Heureusement, mes modifications pourront être annulées en quelques clics. Rivaliser avec l’expertise des designers Audi ne peut pas s’improviser en une journée.

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Audi A1 Sportback : consommation mixte : WLTP*: 7,2–5,6 l/100km (NEDC**: 6,0–4,7 l/100 km). Émissions de CO2 mixtes : WLTP*: 162–127 g/km (NEDC**: 137–108 g/km)