Thesis of Pierre Bourquat


Subject:
Mise en correspondance de maillages numériques et d’objets réels pour la fabrication d’objets 3D

Start date: 29/09/2020
End date: 29/09/2023

Advisor: Guillaume Damiand
Coadvisor: David Coeurjolly
Codirection: Florent Dupont

Summary:

Afin de réduire la consommation énergétique des engins aéronautiques, les panneaux de re-
vêtement de fuselage sont conçus compacts et légers afin de réduire la masse des aéronefs. Ces
panneaux sont construits selon des techniques de fabrication soustractive qui sont plus adaptées
à la production en série de pièces aux formes assez basiques que les techniques de fabrication
additive. L’usinage chimique qui consiste à dissoudre l’excédant de matière est une méthode 
couramment utilisée dans l’industrie. Cependant elle consomme énormément de produits chimiques
corrosifs et d’eau de rinçage, elle est donc aujourd’hui délaissée au profit de l’usinage mécanique
plus respectueux de l’environnement où la matière est soustraite par des opérations de fraisage,
perçage et détourage.

C’est donc dans ce cadre que nous nous plaçons et c’est face à ce constat que des entreprises
proposent des solutions d’usinage mécanique. De manière générale, la pièce réelle
est maintenue par un système mécanique dans la machine d’usinage et un logiciel de CAO permet
à l’ingénieur en charge de définir la version numérique (théorique) de la pièce et le parcours 
d’outils de la machine. Cependant à cause de la déformabilité des pièces de fuselage, il est impossible
d’assurer que la pièce réelle et la pièce théorique soient strictement identiques. Cette déformabilité
est d’autant plus importante car la différence entre la pièce réelle et la pièce théorique va 
progressivement évoluer au cours de l’usinage. Il est donc nécessaire de faire correspondre les pièces réelle
et théorique afin d’adapter le parcours d’outil à la pièce réelle. L’aéronautique étant un domaine
critique, la conception des pièces doit assurer le respect des normes de qualité et de précision. La
mise en correspondance doit donc assurer la conservation des propriétés mécaniques de la pièce
théorique. 

La problématique du projet se pose ainsi :
Comment mettre en correspondance un objet théorique avec un objet réel pour
guider sa fabrication sous contrainte de qualité et de précision ?

À cette problématique se pose naturellement les questions de modélisation et d’analyse 
géométrique et topologique de ces objets. Bien que les enjeux de ce projet soient issus du domaine de
la fabrication industrielle et des technologies d’usinage, les problématiques scientifiques sont elles
issues de la communauté d’informatique graphique. Cette thèse a donc une composante majeure
en informatique graphique et une composante mineure en technologies d’usinage.