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Sciences de l'ingénieur · BTS & DUT (EST) — DUT (EST)

Conception assistée par ordinateur (CAO)

Le cours expliqué simplement, les questions que tous les élèves se posent et des exercices type examen national. Programme marocain, gratuit.

📘 Fiche de cours

L'essentiel du cours

La CAO permet de passer de l'idée à la maquette numérique. Le processus suit trois étapes :

  1. Modélisation de pièce : Création d'une esquisse (sketch) sur un plan, puis application de fonctions (extrusion, révolution, balayage).
  2. Assemblage : Mise en relation des pièces via des contraintes géométriques (coïncidence, concentricité, distance).
  3. Mise en plan : Génération automatique des vues (face, coupe, perspective) avec cotation fonctionnelle.

Méthodes à maîtriser

  • Gestion de l'esquisse : Toujours contraindre totalement l'esquisse (traits noirs) avant de quitter.
  • Stratégie d'assemblage : Fixer la pièce de base (bâti) avant d'ajouter les autres composants.
  • Utilisation des contraintes : Utiliser la concentricité pour les liaisons pivots et la coïncidence pour les surfaces en contact.

Exemples corrigés

Exemple : Pour créer un axe cylindrique, on dessine un cercle sur un plan, puis on utilise la fonction Extrusion avec une valeur de longueur $L$. Exemple : Pour assembler une vis dans un trou, on applique une contrainte de Concentricité entre l'axe de la vis et l'axe du trou, puis une Coïncidence entre la tête de vis et la face plane.

Erreurs fréquentes

  • Oublier de définir le matériau de la pièce (impact sur le calcul de masse).
  • Laisser des esquisses "sous-contraintes" (traits bleus), ce qui rend le modèle instable lors des modifications.
  • Ne pas respecter les règles de projection orthogonale lors de la mise en plan.

🌉 Jisr : les mots du chapitre FR ⇄ AR

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Défi flash : 4 questions

Sans compte

🎯 Conception assistée par ordinateur (CAO)

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Quelle fonction permet de créer un volume à partir d'un profil tournant autour d'un axe ?

❓ Questions fréquentes

Kifach n7seb l'encombrement dial wahd l'assemblage f CAO ?

Pour calculer l'encombrement :

  1. Utilise l'outil "Mesurer" ou "Boîte englobante" (Bounding Box).
  2. Le logiciel calcule automatiquement le parallélépipède rectangle minimal contenant toutes les pièces.

💡 À retenir : L'encombrement est indispensable pour l'intégration du mécanisme dans son environnement.

Chno hiya l'utilité dial "contrainte" f l'assemblage ?

Les contraintes servent à positionner les pièces les unes par rapport aux autres pour simuler le fonctionnement réel du mécanisme.

  1. Elles suppriment les degrés de liberté inutiles.
  2. Elles permettent de vérifier les interférences (collisions) entre les pièces.

💡 À retenir : Sans contraintes, les pièces "flottent" dans l'espace et le mécanisme n'est pas modélisé correctement.

Wach darouri n-fixiw chi pièce f l'assemblage ?

Oui, c'est obligatoire. Il faut toujours fixer (rendre "fixe" ou "bloquée") la pièce principale, souvent le bâti ou le châssis.

  1. Cela sert de référence spatiale.
  2. Toutes les autres pièces seront positionnées par rapport à cette pièce fixe.

💡 À retenir : Si aucune pièce n'est fixe, le mécanisme n'a pas de point d'ancrage et peut se déplacer de manière incontrôlée.

Quelle est la différence entre une esquisse et une fonction ?

L'esquisse est un profil 2D (lignes, cercles) sur un plan. La fonction est l'opération 3D (extrusion, révolution) appliquée à cette esquisse pour créer du volume.

💡 À retenir : Pas de fonction sans esquisse préalable.

Comment gérer les pièces standards (vis, roulements) en CAO ?

Il ne faut pas les modéliser soi-même. On utilise des bibliothèques de composants (Toolbox) intégrées au logiciel ou téléchargées sur les sites des constructeurs.

💡 À retenir : Gain de temps et respect des normes (ISO, DIN).

Pourquoi mon esquisse reste-t-elle bleue ?

Parce qu'elle n'est pas totalement contrainte. Il manque des dimensions ou des relations géométriques (parallélisme, tangence).

💡 À retenir : Une esquisse doit toujours être noire (totalement contrainte) pour éviter des erreurs de calcul géométrique.

Est-ce que la CAO remplace le calcul de RDM ?

Non, la CAO permet de préparer le modèle, mais le calcul de RDM (Résistance des Matériaux) est une analyse spécifique (Simulation/FEA) basée sur le modèle CAO.

💡 À retenir : La CAO est l'outil de géométrie, la simulation est l'outil de vérification physique.

Comment modifier une pièce déjà assemblée ?

Il suffit de cliquer droit sur la pièce dans l'arborescence et choisir "Ouvrir la pièce". Une fois modifiée et enregistrée, l'assemblage se met à jour automatiquement.

💡 À retenir : La CAO est associative (toute modification se propage).

Wach momkin n-choufo les mouvements dial l'assemblage ?

Oui, en utilisant l'outil "Étude de mouvement" ou "Simulation cinématique". Il suffit de définir les liaisons et d'appliquer une vitesse ou un moteur.

💡 À retenir : La CAO permet de valider la cinématique avant la fabrication.

Qu'est-ce qu'une nomenclature automatique ?

C'est une table générée par le logiciel qui liste toutes les pièces de l'assemblage, leur quantité, leur matériau et leur désignation.

💡 À retenir : Indispensable pour le dossier technique et l'approvisionnement.

Pourquoi utiliser des plans de référence ?

Ils servent de base pour créer des esquisses ou des symétries. Ils permettent de construire le modèle de manière symétrique et propre.

💡 À retenir : Bien choisir ses plans de base facilite grandement la conception.

Comment exporter un fichier pour une imprimante 3D ?

Il faut enregistrer le fichier au format ".STL" (Stéréolithographie), qui transforme le volume en un maillage de triangles.

💡 À retenir : Le format STL est le standard universel pour l'impression 3D.

✍️ Exercices type examen national

Exercice 1

Un arbre de transmission est composé d'un axe cylindrique et d'une roue dentée.

  1. Décrire la démarche pour modéliser l'axe (diamètre 20mm, longueur 100mm).
  2. Quelles contraintes appliquer pour assembler la roue sur l'axe sachant qu'il s'agit d'une liaison encastrement ?
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Exercice 2

Soit un mécanisme de serrage. Expliquer comment créer une vue en coupe sur la mise en plan.

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Exercice 3

Calculer la masse d'une pièce en acier (densité 7850 kg/m³) dont le volume calculé par le logiciel est de $0,0005 m^3$.

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