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Document: Travail de fin d'études

La conception générative comme outil de conception pour le génie civil / Mathieu SZIKORA

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Titre :	La conception générative comme outil de conception pour le génie civil
Type de document :	Travail de fin d'études
Auteurs :	Mathieu SZIKORA, Auteur ; Morgan LAITAT, ; Yves Gobert,
Editeur :	ECAM
Année de publication :	2023
Langues :	Français (fre)
Index. décimale :	TFE - Construction
Résumé :	De nos jours, l’importance des enjeux climatiques n’est plus à démontrer. Le secteur de la construction est responsable d’une bonne partie de la consommation mondiale en matières premières. Le surdimensionnent d’éléments structurels par l’utilisation de méthodes de fabrication et de conception classiques n’aide pas dans cette démarche. Le secteur de la construction se développe moins vite que le secteur de l’industrie (mécanique). Le but de ce travail est de montrer qu’il est possible d’utiliser de nouvelles technologies de conception afin de réduire la quantité de matière nécessaire pour un élément structurel. L’utilisation de la conception générative permet à travers des logiciels de générer des formes les plus optimisées possible afin d’utiliser au mieux la matière. De plus elle permet de prendre une décision sur le choix de la solution qui répond au mieux aux objectifs à atteindre à partir de plusieurs paramètres complexes appliqués simultanément comme la forme, le coût, le matériau et la méthode de fabrication. L’intérêt de la conception générative est d’obtenir une multitude de solutions pour une problématique. Le logiciel utilisé principalement est Autodesk Fusion 360. Dans ce travail l’étude a été appliquée à une passerelle Ravel d’une portée de 25,6m et 4m de large permettant d’enjamber la rivière de la Mehaigne. Cette passerelle déjà étudiée dans le département infrastructure et génie civil du bureau d’étude SWECO correspond à un treillis métallique. Une comparaison du coût, de la quantité de matière et de l’énergie grise avec une approche de conception classique du projet a été réalisée pour évaluer la maturité de la conception générative. Associé à la méthode de fabrication additive telle que l’impression 3D, la conception générative permet d’obtenir des formes complexes et particulières se rapprochant de structures organiques. Malgré la dépendance d’autres technologies qui ne sont pas tout à fait prêtes aujourd’hui et/ou qui se démocratisent encore, la conception générative permet d’obtenir un modèle de départ qui par certaines modifications, pourrait être utilisé par des méthodes de calculs et fabrication classiques. Dans ce but un modèle aux éléments finis SCIA a été créé pour montrer qu’il est possible d’utiliser la conception générative comme source d’inspiration permettant ainsi de gagner du temps dans la conception de l’élément sans être dépendant de méthode de fabrication additive. Finalement, les limites de la fonctionnalité de conception générative de Fusion 360 sont évaluées. Les résultats montrent que la conception générative permet un gain de temps évident et d’obtenir des solutions innovantes qu’on n’aurait pu imaginer autrement, en intégrant plusieurs paramètres.

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