Optimisation topologique en ingénierie des structures à l’aide de scripts visuels et algorithmes génétiques

Optimisation de poutres en treillis avec Grasshopper et RFEM

«Cette importance et ce potentiel m'ont amené à la création de ce projet, dont l'objectif est de développer une application pour automatiser un processus d'optimisation dans le calcul de structure, intégrant des outils de programmation visuelle et des algorithmes génétiques. L’accent a été mis sur de nombreux autres objectifs plus détaillés, nécessitant des études préalables longues et une familiarisation avec les trois logiciels qui seront intégrés dans cette unique application. À savoir : RFEM, logiciel d’analyse par éléments finis ; Python, en tant que langage de programmation pour les lignes de code plus complexes et l’introduction des opérateurs génétiques ; et Grasshopper, qui servira de base au développement du programme, en interopération avec les logiciels susnommés.

Grasshopper nous fournira l’espace de travail, ainsi qu'une multitude d'éléments afin de pouvoir réaliser la programmation visuelle de la géométrie, le calcul et l'optimisation de deux types distincts de cas structurels posés : une poutre simple et par la suite, une treillis bidimensionnelle. De plus, ce nouveau logiciel permet une connexion API simple le rendant accessible et multidisciplinaire, à son tour, il dispose de nombreux accessoires à installer, qui permettent aux utilisateurs d'orienter l'utilisation de l'application vers leurs domaines respectifs. Dans mon cas, j'utiliserai des plugins RFEM Dlubal, entre autres, pour l'orienter vers le domaine du génie civil.

L’intégration de RFEM de Dlubal est recherchée pour calculer et analyser les structures conçues dans Grasshopper, et vérifier leur conformité aux critères de résistance des matériaux. Pour cela, une interface permettra la génération et la modification de structures, la configuration des cas de charge et l'exportation et importation correctes des données avec RFEM sera créée dans Grasshopper. Ensuite, nous implémenterons des algorithmes génétiques par des boucles itératives sur les différents paramètres structurels du modèle, comme par exemple, sur les profils de la section transversale des poutres, recherchant la combinaison optimale de ces paramètres par un processus automatisé qui économise à la fois du temps et des efforts.

Pour faciliter la mise en œuvre et l'utilisation de l'application par d'autres ingénieurs, je détaillerai de manière précise le pas à pas de la création de ce projet à travers un guide de l'utilisateur, de manière visuelle et explicative, pour atteindre la portée et la compréhension des autres. Avec cela, je souhaite exposer le grand potentiel que démontre la puissante combinaison de ces logiciels, en faisant connaître les concepts clés et en montrant une application qui faciliterait le quotidien dans le génie civil, en motivant les autres à l'utilisation et au développement de celle-ci.»