L'importance de la phase de conception

Dès les premières étapes du développement produit, entre 70 et 80 % des caractéristiques finales du produit peuvent être définies. La politique européenne sur la Sustainability Product Policy¹ souligne que 80 % de l’empreinte écologique d’un produit est déterminée à la phase de conception. C'est précisément là qu'interviennent l'ingénierie numérique et la conception durable.

Les études examinent souvent dans quelle mesure le développement de produits durables peut être aligné avec les objectifs économiques (ex. CRI_world-in-balance-2024_13112024_web.pdf2). Un autre enjeu crucial est le risque de "greenwashing", où l'empreinte écologique est simplement calculée plutôt qu'intégrée dès la conception.

Concevoir pour la durabilité ne consiste pas simplement à évaluer l’empreinte écologique à la fin du processus de développement. Il s’agit, dès le début, d’optimiser le produit en intégrant des critères écologiques. L’ingénierie numérique et la simulation permettent, depuis des décennies, d’optimiser les produits en termes de performances et de coûts. La conception pour la durabilité étend ces méthodes aux considérations environnementales, assurant ainsi un design optimal qui combine rentabilité, performance et durabilité. Intégrée au processus de conception, elle permet de répondre aux exigences tout en soutenant les objectifs de l’entreprise.

Comment intégrer la conception durable dans l’entreprise ?

La première étape pour intégrer le concept de conception durable dans l'entreprise consiste à identifier les facteurs ayant le plus d’impact. Ceux-ci peuvent inclure :

• Le choix de matériaux plus respectueux de l’environnement,

• La réduction de la consommation de matériaux et de ressources lors des phases de production, de logistique et d’exploitation,

• L’optimisation du cycle de vie du produit,

• L'élaboration de processus de recyclage efficaces.

L’importance relative de ces facteurs dépend de chaque situation spécifique.

Ansys Granta : une solution cohérente et entièrement traçable

Les outils et méthodes permettant d’optimiser les produits en fonction des facteurs mentionnés sont déjà disponibles en ingénierie numérique. Le choix des matériaux et leur impact sur la production et la logistique jouent souvent un rôle central dans l’empreinte écologique finale. Pour comparer correctement différentes variantes dès la phase de conception, il est essentiel de relier les données écologiques, économiques et techniques des matériaux à la nomenclature technique (Engineering Bill of Materials - EBOM), qui liste tous les composants nécessaires à la fabrication du produit.

Ansys Granta est un système de gestion des connaissances des matériaux qui centralise ces données, fournit des références et assure la cohérence numérique avec la CAO et le PLM. Une solution digitalisée, cohérente et toujours traçable comme celle-ci est à la fois efficace et fiable. Cela permet ainsi d'aller vers une conception durable, dès les premières la phase de la réflexion et de la création du produit.

Lier les listes de pièces aux processus de production et aux données de transport

L’un des défis majeurs de la mise en œuvre est l'intégration dans un environnement hétérogène, avec les outils de développement produit (PLM, CAO, CAE) proviennant de différents éditeurs. Pour garantir la cohérence et la traçabilité des données, Ansys Granta dispose de diverses interfaces adaptables aux besoins spécifiques. Nous avons développé un workflow de conception durable dans un environnement système hétérogène. Dans cet exemple, Ansys Granta sert de système central de gestion des matériaux, intégré à PTC Creo pour la conception et à Aras pour le PLM.

Comment fonctionne le processus de conception pour le développement durable dans cet exemple :

1. Pré-sélection des matériaux : Granta est utilisé pour choisir les matériaux appropriés à partir d’une vaste base de données de référence, selon des critères écologiques et économiques.
   
   
2. Création de variantes dans Creo : Différentes variantes sont conçues dans Creo, et les matériaux sélectionnés dans Granta leur sont assignés. L'outil d’analyse de nomenclature (BOM Analyzer) de Creo est utilisé dès cette étape pour comparer les variantes.
   
   
3. Simulation avec Ansys : La fonctionnalité des différentes variantes est validée et optimisée par simulation dans Ansys.
   
   
4. Intégration avec Aras PLM : Aras, en tant que système PLM, relie la nomenclature de Creo aux processus de fabrication et aux données de transport. L’outil BOM Analyzer permet de faire ensuite une analyse précise des variantes en termes d’empreinte carbone et de consommation de ressources.

Cette approche fournit des résultats en quelques secondes, ce qui permet de valider les choix de développement dès le début du processus d’ingénierie. L’intégration transparente des données issues de la CAO, du PLM et de Granta rend le processus automatisé, fiable et évolutif. De nouvelles variantes de conception peuvent être créées avec un minimum d'effort tout en respectant les objectifs de développement. En outre, la centralisation des données garantit que toutes les étapes du développement s’appuient sur des informations cohérentes.

Cet exemple illustre non seulement la méthodologie, mais aussi la rapidité avec laquelle la conception pour le développement durable peut être mise en œuvre dans les tâches d'ingénierie quotidiennes.  L’intégration avec divers outils démontre l’indépendance d’Ansys Granta vis-à-vis des logiciels tiers et illustre comment il peut servir de système central de gestion des matériaux, dans n’importe quel environnement industriel.

¹ EU Sustainability Product Policy

² CRI_world-in-balance-2024_13112024_web.pdf