Recevez chaque jour toute l'actualité du numérique

x

Comment Decathlon a utilisé la conception générative pour prototyper le vélo de course du futur

Étude de cas Le vélo de course de futur, c’est ce que Decathlon a imaginé à l'aide d'un processus de conception générative. Cette conception, réalisé à l'aide d'outils Autodesk, a abouti sur la naissance d'un prototype qui vise à redéfinir l’identité du vélo de course traditionnel.
Twitter Facebook Linkedin Flipboard Email
×

Comment Decathlon a utilisé la conception générative pour prototyper le vélo de course du futur
Comment Decathlon a utilisé la conception générative pour prototyper le vélo de course du futur © Autodesk/Decathlon

Decathlon et la société Autodesk ont dévoilé mi-octobre, à l’occasion de l’événement "Lille Métropole 2020, Capitale Mondiale du Design", le prototype, virtuel, d’un vélo au design optimisé. Particularité de ce vélo de course hors norme : il a été créé par conception générative. L’équipementier français travaille alors sur un projet baptisé "Sports Mates", qui veut mettre en lumière la manière dont les nouvelles technologies peuvent avoir un impact sur le travail des designers et sur la façon dont elles transforment l’industrie de demain.

Le distributeur de matériels de sport a fait appel à Autodesk, spécialiste des solutions de conception 3D et de fabrication, avec lequel il travaillait depuis plusieurs années. Il s'est appuyé plus spécifiquement sur le logiciel Fusion 360. A la fin du mois de décembre 2019, les deux partenaires décident de travailler ensemble sur ce que peut apporter le "generative design" par rapport à un processus de conception classique. Traditionnellement, "le designer dessine puis analyse la conception et la fabrication par de la simulation. Il imagine un projet en fonction de ses possibilités", rappelle Bertrand Masure, ingénieur d’application chez Autodesk. Dans le cas de la conception générative, le processus est inversé.

Créer un objet "fabriquable"
Ce procédé est basé sur des techniques d’intelligence artificielle. Il permet, à partir d’une liste de contraintes précises fixées par un ingénieur/designer, d’obtenir en quelques minutes des centaines, voire des milliers, de solutions possibles au problème de conception posé. Il s'appuie sur des algorithmes d'apprentissage automatique et sur la géométrie de calcul pour explorer rapidement plusieurs solutions et générer différentes formes et moyens de fabrication possibles. Les solutions optimisées et qui répondent aux différents critères sont alors présentées au concepteur.

Dans le cas d’une chaise par exemple, le logiciel part d’un cube et le dote d’un dossier et d’une assise en définissant le poids que chaque élément doit supporter. L’IA fait des simulations et calcule la matière qui doit être enlevée pour aboutir une forme qui va répondre à des processus de fabrication comme la 2D avec un découpage laser. "La conception générative aide le designer à élargir le champ des possibles", poursuit Bertrand Masure. Le premier avantage est d’obtenir un objet directement "fabriquable" et industrialisable, avec un gain de temps et de coût évident.

Concevoir la fourche la plus intelligente possible
Les deux partenaires décident de repenser le design d’un vélo de course dans le cadre d’un projet mené par un tandem concepteur/ingénieur. Dans ce cas précis, ce sont le cadre et la fourche du vélo qui ont été conçus avec le logiciel Fusion 360. Le projet s’est concentré sur la fourche, sur laquelle est fixée la roue, et qui est une pièce essentielle dans la structure puisqu’elle permet de diriger le vélo.

Concrètement, le logiciel Autodesk Fusion 360 intègre des critères spécifiques comme la position aérodynamique, le freinage et la vitesse mais aussi la modélisation d’un mannequin 3D. L’objectif est de concevoir une fourche la plus intelligente possible en optimisant son poids et sa résistance mécanique. Le système génère alors une dizaine d’itérations. Les données sont intégrées sur le serveur Autodesk qui fait son retour dans les heures suivantes. Le résultat : un prototype beaucoup plus léger, mais avec une fourche qui conserve toutes ses caractéristiques habituelles.
 


Un outil de maîtrise technique
"Ce processus a l’avantage de mieux maîtrise le comportement instable de la structure en fibre carbone, qui est instable, par la donnée", détaille Charles Cambianica, à la tête de l’équipe Advanced Design de Decathlon. Cette instabilité provoque des déviations qui sont corrigées par des bandes de fibre carbone supplémentaire. Or cette méthode, qui utilise moins de matériel, permet une approche plus durable. Decathlon, qui rappelle s’être engagé "à faire évoluer ses processus de création et de fabrication dans le respect de ses engagements climatiques", explique l’enseigne.

Cette technologie modifie la manière de concevoir et d’optimiser un produit. "Outre le gain économique, on construit ou fabrique plus vite, plus intelligemment et plus durablement quel que soit le secteur", résume-t-on chez Autodesk. "C’est une nouvelle manière de concevoir et designer nos produits", ajoute Charles Cambianica. Par ailleurs, Fusion offre aux designers la possibilité de se familiariser avec ces nouvelles technologies de conception et de fabrication. "Le generative design est un outil complémentaire dans la maîtrise technique, qui permet au designer de se concentrer davantage sur la conception et la problématique utilisateur", poursuit Bertrand Masure.

Un projet d'exploration avant tout
Pour autant, on ne verra pas tout de suite des vélos conçus selon cette méthode dans les rayons des magasins Decathlon. "Cela reste un projet artistique et d’exploration", tempère Charles Cambianica. Si les produits ont vocation à répondre aux usages des pratiquants, il n’est pour l’instant qu’une simulation virtuelle. Mais à terme, tout est imaginable, jusqu’à la production d’un vélo sur-mesure – à partir des données morphologiques des utilisateurs – dans un cadre de vélo à géométrie variable. Prochaine étape, plus réaliste : un prototype physique et roulant via l’impression métal.

Ce processus permet également d’envisager une production locale et l’utilisation de matériaux recyclables, et pourrait tout à fait concerne d’autres produits de grande consommation, comme des semelles de running avec pour objectif d’optimiser l’amorti. "C’est une technique fascinante, qui nous donne l’impression de faire parler la nature", conclut Charles Cambianica, qui note un fort engouement en interne sur le fait d’imaginer "ces solutions qui n’existent pas encore".

Réagir

* Les commentaires postés sur L’Usine Digitale font l’objet d’une modération par l’équipe éditoriale.

 
media