Le réel connecté au modèle - Cndp

La barrière Sympact et son EMP :
un système réel connecté à des modèles
L’appréhension de la relation modèle-réel, évidente pour le
concepteur et l’enseignant, nécessite une opération mentale
délicate pour le débutant en étude des systèmes. Lorsqu’un
spécialiste regarde la barrière, il « voit » la fonction réalisée,
la chaîne d’énergie retenue dans la solution présentée et donc
la chaîne de causalité permettant de piloter les différents
mouvements. Le novice ne voit évidemment rien de tout cela.
L’outil informatique va donc permettre :
– de représenter sur l’écran les modèles de pensée à côté du réel ;
– d’animer simultanément les modèles et le réel de manière
bidirectionnelle (le modèle pilote le réel et le réel anime le
modèle) ;
– d’utiliser les modèles pour calculer (prévoir) les performances
;
– d’utiliser le réel pour mesurer (contrôler, valider) les performances.
En travaux pratiques, ce sont les allers et retours réelmodèle
qui vont familiariser le débutant aux différentes activités
industrielles d’intervention sur un système. Ils préparent l’élève
au travail sur le modèle d’un réel absent, par exemple dans le
cas de l’étude d’un système trop important ou trop cher pour
être présent dans un laboratoire, ou postulé, dans le cas d’une
« vraie » conception.
Le modèle numérique 3 D
Le premier niveau de modèle accessible est le modèle numérique
3D. Celui proposé ici 2 , issu d’un modeleur 3D, est
« animable » par une connexion en temps réel avec la barrière
réelle. Les solides cinématiquement équivalents sont repérés par
une même couleur. Autour du modèle, un pupitre de commande
et des informations issues du comportement du système.
C’est la première modélisation qui doit être assimilée par
l’élève. Les mobilités de ce mécanisme vont être mémorisées
grâce aux mouvements coordonnés du réel et du modèle numérique
3D, mais aussi grâce au code couleur, qui reste le même
tout au long de la démarche.
La figure 3 propose un modèle numérique type, dont la
complexité, due au nombre d’éléments différents, apparaît
nettement. Les modélisations seront affinées progressivement.
2 Le modèle numérique par solides
La décomposition structurelle
Cette décomposition se fait à partir de représentations réalistes
4 de l’ensemble du système, c’est-à-dire de chacun des
éléments présents quelle que soit sa technologie, et non de la
seule partie mécanique. En effet, en début de formation, seuls
les produits grand public de son environnement ont une fonction
que l’élève peut facilement appréhender ; or, ces systèmes sont
le plus souvent pluritechnologiques. De plus, il est très délicat
d’isoler un mécanisme dans une chaîne d’énergie ; ce passage
doit être très progressif.
L’analyse du système
L’analyse descendante du système se sépare ici en deux voies :
La décomposition structurelle en constituants et en solides
(ensembles de pièces) ;
La modélisation du mécanisme en vue d’une étude mécanique
théorique.
3 Un modèle numérique type
46 TECHNOLOGIE 136 MARS 2005