La création de programmes personnalisés via une programmation textuelle nécessite des connaissances approfondies et une grande capacité d’abstraction. De toute évidence, très peu de bureaux d’études relèvent ce défi. Pour cette raison, il existe des solutions logicielles supplémentaires qui mettent à disposition de l’utilisateur un environnement de développement visuel.
Dans cet environnement, des éléments sélectionnés du langage de programmation sont disponibles sous forme de blocs graphiques. L’utilisateur doit les placer dans un ordre logique afin que son outil personnalisé puisse résoudre la tâche. Le logiciel Rhinoceros, associé à l’environnement de programmation visuelle implémenté Grasshopper, offre précisément cette fonctionnalité. Plusieurs options ainsi que l’interaction avec RFEM sont détaillées ci-dessous.
Rhino et Grasshopper
Grasshopper est principalement utilisé pour la création d’algorithmes génératifs. Cela permet de générer des géométries complexes de manière nettement plus simple qu’avec les méthodes traditionnelles (modélisation manuelle). L’état actuel de l’algorithme est affiché dans la fenêtre graphique de Rhino. Les erreurs éventuelles sont ainsi directement visibles.
Grâce à l’intégration de paramètres, le modèle peut être modifié à volonté, de sorte qu’en quelques étapes, plusieurs variantes peuvent être créées pour l’analyse ultérieure.
Cependant, Rhino ne sert pas seulement de visionneuse. Grâce à la multitude de formats d’importation, des géométries existantes peuvent être lues et référencées dans Grasshopper. Les modifications apportées à la géométrie sont ainsi directement prises en compte.
Interaction entre Grasshopper et Dlubal
Grasshopper peut être étendu avec de nombreux plug-ins. Ces extensions vont de l’assistance à la modélisation au calcul de la structure, en passant par l’exportation des données vers des logiciels tiers. Ces derniers peuvent ainsi s’intégrer de manière interactive dans Grasshopper. Certains plug-ins permettent également le pilotage des logiciels Dlubal. Ils peuvent être téléchargés ici ou sont automatiquement activés lors de l’installation de RFEM et RSTAB :
Ce dernier point concerne le plug-in propre à Dlubal. Grâce à celui-ci, des informations spécifiques au calcul de structure peuvent être ajoutées aux lignes et surfaces de Grasshopper et exportées vers RFEM et RSTAB. Le plug-in, dans son état de développement actuel, convient aux utilisateurs qui souhaitent acquérir une première expérience de l’interaction avec Grasshopper - d’autant plus qu'il peut être utilisé sans la licence correspondante malgré l’utilisation de la technologie COM.
Une autre extension Grasshopper a été développée par Diego Apellániz en collaboration avec Bollinger+Grohmann. La Parametric FEM Toolbox permet un échange de données bidirectionnel entre RFEM et Grasshopper. Elle permet d’exporter des modèles complets, y compris les charges, vers RFEM et de les calculer. Les résultats peuvent ensuite être réimportés dans Grasshopper.
Les modèles RFEM peuvent également être importés partiellement ou complètement dans Grasshopper. Dans l’illustration suivante, une structure filaire de RFEM est importée dans Grasshopper puis rendue dans Rhino.
L’importation peut également être utilisée pour la paramétrisation de structures RFEM. Pour cela, les composants disposent d’une fonction Modify. Via un composant d’exportation en aval, un modèle RFEM existant peut être modifié en changeant les paramètres dans Grasshopper. Si on combine ces possibilités avec un solveur génétique (Galapagos), des optimisations complexes peuvent être automatisées. L’image suivante montre un extrait d’un algorithme qui, dans le but d’optimiser le poids, modifie de manière autonome la hauteur et les sections de la poutre treillis - tout en respectant simultanément les vérifications exigées.
Pour en savoir plus sur ce plug-in, consultez les fichiers d’exemple associés ou le webinaire publié sur YouTube :
Conclusion
Avec Grasshopper, il est possible, en plaçant et en combinant des blocs (composants), de créer ses propres algorithmes spécialement adaptés à la problématique. Des connaissances en programmation, bien que certainement avantageuses, ne sont pas requises. Les points forts résident dans la génération de modèles, mais s’étendent jusqu'à l’optimisation de la structure en lien avec la vérification. Une multitude de plug-ins supplémentaires facilite et élargit les possibilités. Dlubal Software s'est donc fixé pour objectif d'étendre et d’optimiser son propre plug-in. Pour les versions actuelles du programme, les utilisateurs disposent surtout, avec la Parametric FEM Toolbox, d’une extension très performante.