Conception assistée par ordinateur  
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Conception assistée par ordinateur  
La conception assistée par ordinateur (CAO) comprend l'ensemble des logiciels et des techniques de modélisation  
géométrique permettant de concevoir, de tester virtuellement - à l'aide d'un ordinateur et des techniques de  
simulation numérique - et de réaliser des produits manufacturés et les outils pour les fabriquer.  
L'informatique et l'aide à la conception  
Tout système technique est l'association de fonctions. L'agencement de ces fonctions, leurs interactions, les  
incompatibilités éventuelles font partie du savoir de l'ingénieur. Lorsque le système est affecté d'un nombre trop  
grand de paramètres, il devient difficile de tout contrôler. La CAO permet de concevoir des systèmes dont la  
complexité dépasse la capacité de l'être humain comme en micro ou nano-électronique. La conception virtuelle  
permet l'appréciation globale du comportement de l'objet créé avant même que celui-ci n'existe. En CAO, on ne  
dessine pas, on construit virtuellement un objet capable de réagir dans son espace non réel selon des lois régies par le  
logiciel. Le résultat, appelé maquette numérique constitue alors un véritable prototype évolutif.  
Chaque corps de métier peut disposer d'un outil CAO. En mécanique, on peut concevoir une pièce où chaque forme  
répond à un besoin de fonctionnement ainsi qu'un mécanisme regroupant plusieurs pièces. En électronique, on peut  
assembler des composants (résistances, capacités, éléments de logique...) simulables : on pourra par exemple  
"
construire" un nouveau micro-processeur regroupant plusieurs millions de transistors (3,1 pour le pentium). D'une  
certaine façon, la PAO s'inscrit dans cet ensemble d'outils d'aide à la conception (création de documents).  
La CAO décolla dans les années 75-90, lorsque le coût de mise en place d’un poste se rapprocha du coût annuel d’un  
dessinateur. La mise en place fut un peu pénible au début en raison d’une nécessité de reprendre les plans existants.  
On s’aperçut à cette occasion que statistiquement près de 10% des cotations sur les plans existants étaient inexactes,  
que des références de plans existaient en double, qu’une référence unique pouvait correspondre à plusieurs plans  
légèrement différents, etc. Au bout du compte, le gain de fiabilité de l’information se révéla constituer un argument  
supplémentaire important décidant à généraliser la CAO.  
Le matériel  
La CAO est connue pour être encore en 2008 une des applications informatiques les plus gourmandes en ressources  
informatiques. Après des années de seule présence de ces logiciels sur des stations de travail utilisant des systèmes  
d'exploitation et des architectures matérielles propriétaires (Sun, IBM, Computervision, HP, Apollo, SGI,  
anciennement Silicon Graphics...), il aura fallu le développement d’ordinateurs individuels (Windows ou Mac)  
suffisamment puissants pour assurer des fonctions très lourdes en calcul numérique :  
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modélisation numérique ;  
simulation mécanique et calcul des matériaux ;  
représentation graphique ;  
dessin de plan ;  
manipulation d’objets 3D ;  
gestion de grands assemblages.  
Cela a fait de la CAO une application importante de l’informatique.  
Son importance stratégique conduit à lui faire utiliser des modèles permettant la communication des informations  
entre machines, au moyen de standards comme IGES, afin de ne dépendre ni d’un seul type de matériel, ni (trop)  
d’un seul logiciel. Nombre de projets de CAO font de surcroît intervenir des sous-traitants dispersés et il importe que  
les représentations soient parfaitement compatibles afin de permettre le travail en collaboration et à distance. C’est ce  
qui a été fait pour la modification d’architecture du CNIT en 1987.  
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On prend vite conscience de l’importance de la CAO dans n’importe quel environnement urbain, formé d’objets qui  
tous sans exception ont été dessinés avant d’être un jour fabriqués.  
Domaine d'utilisation  
Mécanique  
Le domaine de la mécanique est historiquement l'un des premiers à  
s'être doté, dans les années 1960, de logiciels de CAO. Elle permet au  
concepteur d'exprimer et de modéliser un grand nombre de contraintes  
(
fonctionnalités, matériaux, capacité d’assemblage, fabrication, etc.)  
pendant la phase de conception d’un ensemble mécanique. Les  
logiciels correspondants sont utilisés lors d'une ou plusieurs phases du  
développement (ex: spécifications produit/process, esquisses,  
dimensionnement, analyses cinématiques, analyses dynamiques,  
préparation de la fabrication, ...).  
Différentes fonctions logicielles en conception  
paramétrée  
Les logiciels modernes permettent une conception directe en trois  
dimensions et sont surtout intéressants pour les fonctionnalités  
proposées : aujourd'hui une pièce de tôlerie est modélisée directement en pliant virtuellement une tôle, un perçage est  
placé d'un simple clic sans avoir à réfléchir sur le choix des formes volumiques - au sens mathématique - à adopter  
pour modéliser son intention technologique. Si les premiers logiciels proposaient un historique figé (pas de retouche  
possible des formes déjà définies), les dernières versions utilisant la conception paramétrique autorisent toutes les  
modifications.  
Ces progrès fonctionnels et ergonomiques sont notamment dus aux évolutions des modèles produit/process  
sous-jacents, selon la progression temporelle suivante [Année des systèmes pionniers - Année des systèmes  
totalement vulgarisés] :  
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[1950-1970] 1ère génération de CAO 2D : "Graphic-based" (ex: système graphique AutoCAD),  
[1960-1980] 2ème génération de CAO 2,5D : "Depth-based" (ex: systèmes de Génie Civil MicroStation,  
Cadwork [1]),  
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[1970-1990] 3ème génération de CAO 3D : "Geometry-based" (ex: système de CSG Euclid),  
[1980-2000] 4ème génération de CAO 3,5D : "Feature-based" (ex: système paramétrique Pro/Engineer),  
et de manière récente :  
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[1990-2010] 5ème génération de CAO 4D[2],[3] : "Rule-based" (ex: système à base de déductions Kadviser [4])[5],  
[2000-2020] 6ème génération de CAO 5D : "Induction-based" (ex: système à base d'inductions  
KAD-Office)[réf.ꢀnécessaire].  
Ces logiciels aident non seulement à la création des pièces mécaniques, ou à la mise en œuvre de leur fabrication,  
mais aussi à la simulation de leur comportement, et donc à la validation des solutions retenues.  
Une fois la création terminée, l'exécution automatique de plans, respectant les conventions de représentation et  
visuellement corrects est facile. Le passage en mode 2D n'est plus ressort du dessinateur à la différence avec le  
dessin assisté par ordinateur qui demande de maîtriser à la fois, et en même temps, le fond (ce qu'on veut  
représenter) et la forme (le trait sur le plan), notions qui sont indépendantes pour le logiciel. La réalisation de plans  
techniques permettant la compréhention du fonctionnement reste toujours plus laborieuse.  
La cotation fonctionnelle, et la cotation sur le principe de l'indépendance sont désormais plus faciles avec les outils  
logiciels en conception paramétrique. Ce qui a été pensé lors de la conception de la pièce est répercutée à la bonne  
cote lors de la mise en plan automatique. Ce travail est supplémentaire pour le technicien utilisant un outil de Dessin  
assisté par ordinateur (DAO).  
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Exemples de logiciels de CAO pour la mécanique :  
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Alibre Design [6], édité par Alibre Inc  
CATIA, édité par Dassault Systèmes  
FreeCAD, de Juergen Riegel, logiciel multiplateforme (Linux/Windows) distribué sous licence libre  
SOLID EDGE - Siemens PLM [7]  
Inventor, édité par Autodesk  
Kompas 3D V10  
NX (Unigraphics)  
Pro/Engineer, édité par PTC  
pythonOCC [8], de Thomas Paviot, modeleur multiplateforme (Linux/MacOSX/Windows) distribué sous licence  
libre  
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TopSolid  
SolidWorks  
SpaceClaim LTX  
think3 thinkdesign  
Bricscad de bricsys, CAO sous Windows. Clone de AutoCAD[9]  
zwcad[10]  
Électronique  
Des produits existent également pour la conception de circuits électroniques ou de microprocesseurs. La conception  
d'un circuit électronique présente deux difficultés :  
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la première concernant le comportement électrique ou logique souhaité, est certainement la plus facile à traiter.  
On obtient un modèle informatique du schéma construit comme sur un outil DAO. Cependant, chaque composant  
est affectée d'une loi de comportement, ce qui fournit au final un modèle virtuel permettant des tests de  
fonctionnement.  
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l'implantation réelle des composants sur le circuit imprimé est par contre un vrai problème technique; si les  
schémas simples trouvent facilement une solution, pour les circuits complexes la CAO est d'un grand secours. Le  
tracé des pistes doit parfois être établi sur une ou plusieurs couches.  
Ces outils informatiques sont souvent appelés suite de logiciels, parce que leur utilisation comprend des phases  
indépendantes : la saisie schématique du circuit (le modèle de représentation), la simulation (modèle mathématique),  
le placement des composants, et le routage (pistes conductrices).  
Exemples de logiciels d'électroniques (assembleurs de composants) :  
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ALTIUM DESIGNER ex Protel [11]  
Design Architect  
Eagle  
Edwin  
gEDA  
Hyperlynx  
Kicad  
Proteus  
OrCad  
PCAD  
CR-5000 de Zuken  
La conception assistée peut parfois aller plus loin encore en proposant une aide à la création de "face" comme avec le  
logiciel "Front-Designer" ou "Front Panel Designer".  
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Électrotechnique  
Les logiciels de conception permettent la réalisation de plans de câblage électrique pour les domaines de l’industrie,  
distribution d’énergie, automobile, aéronautique, …  
Le logiciel de CAO permet au concepteur une prise en charge globale du projet par un même outil, (Réalisation des  
plans, des liens entre composants et plans, des borniers et connecteurs, des nomenclatures, des implantations  
composants, des faisceaux de câblage, …).  
Les logiciels de CAO électriques facilitent également les échanges entre les corps de métier amenés à collaborer sur  
certains projets tel que le bâtiment. Les plans d'architectes réalisés dans les formats standards sont ensuite importés  
et utilisés comme base par des logiciels spécialisés notamment dans les schémas d'implantation électrique. Ce type  
de logiciels ne vise pas la réalisation de schémas de fonctionnement mais permet à l'utilisateur la création  
d'installations électriques domestiques ou tertiaires et de visualiser les dépendances entre appareils (interrupteurs ↔  
lampes, ...), le matériel nécessaire au projet (appareils, filerie, gaines, ...) ainsi que des contenus détaillés de chaque  
gaine ou des boites de dérivation.  
Dans ce domaine deux mode de conception existes :  
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. Modesymbolique :Utilisédepuis ledébut dela CAOélectrotechnique, il consisteà prendre lessymbolesdes  
plans comme éléments principale contenant les informations de la CAO.  
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. Modeobjet: CréeenAllemagnedepuis 2005, il consisteà prendre lesobjets (composants denomenclature)  
comme éléments principale contenant les informations de la CAO. Il permet ainsi de faire les créations et  
modifications depuis tout type de représentation (ou non) en assurant une mise à jour en temps réels sur le projet  
entier. (Il est possible de commencer par la nomenclature et finir par le schéma, de modifier un appareil ou  
câbles sans avoir à régénérer les nomenclatures, borniers, carnet câble, etc.)  
Exemple des logiciels en mode objet :  
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Egineering Base, édité par Aucotec [12]  
E3.series, édité par Zuken  
Eplan  
Exemple des logiciels en mode symbolique :  
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Electre NT, édité par Elsys  
SchemELECT, édité par FTZ  
Elec’View édité par AlgoTech  
See electrical expert, édité par IGE-XAO  
AxiomCAD, édité par assigraph  
Trace elec, édité par Trace software  
SFEACad, édité par SDProget  
AutoCad Electrical, édité par Autodesk  
D-CALC Implantation, édité par JPK Logiciel  
Caneco BT, édité par Alpi  
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Électromagnétisme  
Exemples de logiciels d'électromagnétisme :  
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Flux2D/3D  
Flux2D  
InCa3D  
FEMM  
Maxwell  
JMag  
CST  
Moléculaire  
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BKChem  
GChemPaint  
Ghemical  
Jmol  
PyMOL  
RasMol  
Ameublement  
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Spazio3D, de la société BrainSoftware  
Certaines enseignes, comme IKEA, proposent un outil permettant de concevoir son mobilier, et d'établir ainsi un  
devis plus précis et une commande plus rapide.  
Confection  
…
de vêtements (par exemple Modaris de Lectra, Accumark de Gerber Technologie...), métier qui présente la  
particularité de la gestion des tailles…  
Orthopédie  
Les logiciels de CAO remplacent aujourd'hui peu à peu le plâtre dans le travail quotidien des orthopédiste-orthésiste.  
Le moulage plâtré du patient est en effet supplanté par des techniques de modélisation 3D (utilisant par exemple un  
appareil photo [13] ou un scanner 3D adapté à l'orthopédie [14]). La forme 3D obtenue est ensuite modifiée par un  
logiciel de CAO afin de concevoir l'appareillage orthopédique adapté au patient (corset, prothèse,...).  
Les autres corps de métiers  
…
de jardins et même la visualisation spatiale de molécules (Rasmol). Ils reprennent alors le sigle de CAO auquel on  
appose souvent un qualificatif (comme dans CAO Électronique ou CAO moléculaire), ce qui montre le succès de  
cette terminologie.  
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Formats d’échange standards  
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Pour échanger des fichiers entre systèmes de CAO incompatibles, on utilise des fichiers intermédiaires, dont les  
plus connus sont les formats DXF (et DWG) et IGES.  
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Le format STEP est reconnu et normalisé par la certification ISO 10303.  
Le format IFC (Industry Foundation Classes) est un format de fichier orienté objet utilisé par l'industrie du  
bâtiment pour échanger et partager des informations entre logiciels.  
CAO orthopédique  
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AAOP  
Annexes  
Articles connexes  
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Ingénierie Assistée par Ordinateur  
Liste d'abréviations de la conception et fabrication assistée par ordinateur  
Conception paramétrique  
Dessin assisté par ordinateur (DAO)  
Fabrication assistée par ordinateur (FAO)  
Informatique musicale  
Prototypage  
Maquette numérique  
Rasmol  
Simulation informatique  
Stéréolithographie  
Station de travail  
Travail collaboratif  
Conception d'une automobile  
Liens externes  
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Histoire de la CAO en Anglais sur www.cadazz.com [15]  
Catégorie Conception assistée par ordinateur [16] de l’annuaire dmoz  
Références CAO/CFAO  
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(fr) 'Systèmes De Cfao', 'Etudes En Cfao Cao Mecanique ','Éléments De Cao Volume 1 Materiels Et Logiciels De  
Base', 'Cao Mécanique', 'Systèmes De C.F.A.O. : Conception Et Fabrication Assistées Par Ordinateur : -  
Introduction Dans L'entreprise, Méthode De Réalisation ', 'La Cfao - Introduction, Techniques Et Mises En  
Oeuvre, 3ème Édition Revue Et Corrigée ', 'La Cfao ', de Yvon Gardan, Livres, édition Hermes, (modèles CSG,  
B-REP, modeleur paramétrique ou variationnel etc ...)  
Conception assistée par ordinateur  
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Notes et références  
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[
1] http://www.cadwork.info/Website/fr/bois/home/products/cadwork_2d  
2] ConceptionAssistée par Ordinateur en 4D(http://www.codekf.org/index.php?id=10&langue=1)  
3] Rechercheen CAO 4D à Standford University(http://www.stanford.edu/group/4D/)  
4] http://www.nimtoth.com/kadviser_presentation.html  
5] SerraferoP., Vargas C., Renson D., "KnowledgeAidedDesign : les démarches dePSAet TechspaceAero",ConférenceMICAD,Edition  
Hermès, Paris, 1999, p. 23-36. (http://www.iknova.com/articles/PDF/micad99.pdf)  
6] http://www.alibre.fr/  
[
[
[
7] http://www.solid-edge.fr  
8] http://www.pythonocc.org  
[
9] (fr)Bricscad (http://www.bricsys.fr/fr_FR/bricscad/index.jsp) sur le site de Bricsys(http://www.bricsys.fr/fr_FR/)  
[
[
10] ,CAO sous Windows.(fr) Le site de Zwcad(http://www.zw-cad.fr/)  
11] http://www.altium-eda.fr  
[
[
[
[
[
12] http://www.aucotec.com/index.php?newlang=fra/  
13] http://orten.fr/site_fr/appareil_photo.html  
14] http://www.scanners-3d.fr  
15] http://www.cadazz.com/cad-software-history.htm  
16] http://www.dmoz.org//World/Français/Informatique/Conception_assistée_par_ordinateur/  
Sources et contributeurs de l’article  
8
Sources et contributeurs de l’article  
Conception assistée par ordinateur ꢀSource: http://fr.wikipedia.org/w/index.php?oldid=74191075 ꢀContributeurs: Adoc93, Archibald, Ascaron, Bateauivre54, Beberforever, Benjism89,  
Benoitb, Bertol, Bertrouf, Bob08, Bobblewik, Boretti, Bouktin, Buggs, Cadxp, Calvus mons, Ccolin2509, Cedric.lacrambe, Cheatman, ChoumX, CommonsDelinker, Cywil, DameLaine, Darra,  
Davidlens, Deep silence, Dom, Duch, EDUCA33E, Elg, Emirix, Epop, Eric.dane, Fchareton, FoeNyx, Francky06, Francois Trazzi, François-Dominique, Gabin02, Galliwog, Gardan, Gede,  
Gonioul, Greudin, Grimlock, Gz260, Gzen92, Habib.mhenni, Haha, Hashar, Heurtelions, IAlex, Inedit, JB, Jastrow, Jimi, Jona, Jotun, Keylargo, Kilianours, Kilith, Kolmigabrouil, Kou07kou,  
Kpp, L.C., Laurent Nguyen, Laurent.bauer, Leag, Lilyu, Litlok, LogicielCAO, Loveless, Lucronde, MakiZen, Marcel.c, MathsPoetry, Mitch-mitch, Mro, Nakor, Nataraja, Neuceu, Nias, Nix46,  
Nono64, Oimabe, Olalancette, Ollamh, Orthogaffe, Overmac, PRZ, Padawane, Pallas4, Pantoine, Patriiiick, Pgaige, Philcad, Phroy, Piku, Plic, Ploum's, Pso, Raphink, Renot, ReuNez, Romain  
Ballais, Romanc19s, Ruizo, Sajoo, Scano, Scls19fr, Serydicule, Shaihulud, Shiajustrox, Shlublu, Silex6, Sma76220, Sp4tz, Stanlekub, Ste281, Sum, Sylvain74, Tatane, Tatoute, Titpom, Tonyo,  
Trusty, Visite fortuitement prolongée, Vonnet, Wanousoubi, Wikig, Woww, Zedh, Zubro, 148 modifications anonymes  
Source des images, licences et contributeurs  
Image:CAD Modeling.gif ꢀSource: http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Fichier:CAD_Modeling.gif ꢀLicence: Creative Commons Attribution-Sharealike 3.0,2.5,2.0,1.0 ꢀContributeurs:  
Nicola L.K.  
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