LE PSE - sous le soleil de l'informatique...

par Anat Perez, PSE, tél.: 693 4665

Table des matières


Deux ans se sont écoulés depuis l'ouverture du parc scientifique sur le site de l'EPFL (PSE). A son actif, le parc compte déjà 12arrivées et 1départ. Lieu de mou vement et de collaboration scientifique, il commence à prendre son rythme de croisière...

Lieu favorisé...

Réalisé par la Fondation PSE, fondation privée à but non lucra tif, le PSE se veut un lieu favorisé pour le transfert de technologie entre l'EPFL/UNIL/CHUV/autre Haute Ecole et l'économie. Ce transfert se réalise d'une part en encourageant la collaboration entre des entreprises constituées et les Hautes Ecoles et d'autre part en soutenant des entreprises en formation, notamment les spin-off.

Tout comme dans un mariage, lorsque les jeunes tourtereaux n'ont pas a priori de toit pour se loger ou lorsqu'un ménage bien établi et prospère veut avoir une résidence secondaire... le PSE pro pose ses locaux aux entreprises!

Il n'y a pas de domaine d'activité spécifique qui soit prédéfini; toute entreprise qui souhaite s'engager dans une collaboration scientifique avec une Haute Ecole peut s'implanter dans le parc. Le transfert de technologie y est à l'ordre du jour; les entreprises installées au PSE en sont des exemples vivants.

Informatiquement parlant

Dans le domaine informatique, la présence du centre d'ex cellence PATP (Parallel Applications Technology Program) - dont l'objectif est le développement d'applications scientifiques adap tées aux technologies du calcul massivement parallèle - concré tise la collaboration de l'EPFL avec CRAY. Le parc s'est égale ment fait le témoin de la création et du développement d'entrepri ses faisant usage de l'outil informatique à très haut niveau; il s'agit des entreprises CALCOM SA, CIMPACT et SEN:TE. Leur implantation au PSE leur permet de faire évoluer leurs produits selon les dernières découvertes techniques et scientifiques, par une collaboration et un dialogue constant avec les chercheurs de l'EPFL/UNIL/CHUV et les autres entreprises du PSE.

Les chemins et activités de ces entreprises divergent tout en se ressemblant par certains aspects. Vous trouverez dans ce qui suit une présentation de ces sociétés ainsi qu'un aperçu des services, des compétences et de l'un ou l'autre de leurs points forts.


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un pont entre l'epfl et l'industrie

par Philippe Thevoz, Calcom, tél.: 693 2918

Naissance d'un "spin-off" EPFL-ien

Depuis 1984, le Laboratoire de métallurgie physique de l'EPFL (LMPH), développe des logiciels de simulation numérique des procédés et phénomènes de solidification dans le cadre de nombreux projets de recherche. La demande industrielle devenant de plus en plus pressante, l'idée a germé de créer une entreprise afin d'offrir ces prestations aux industries et universités intéressées. Il devenait en effet difficile de cumuler les tâches d'enseignement, de recherche et de réaliser en plus des mandats complexes et longs à effectuer. C'est dans cette perspective que la société Calcom SA a été fondée en janvier 1991 par le professeur Michel Rappaz du LMPH et deux de ses collaborateurs.

Buts et activités

Le but premier de la société est d'établir un pont entre des recherches entreprises à l'EPFL et les industries qui pourraient en bénéficier, notamment dans le domaine de la simulation numérique des procédés en science des matériaux. C'est ainsi que Calcom effectue des mandats de calcul, s'occupe de transfert de technologies, participe à des projets suisses et européens de recherche, développe et vend des logiciels de simulation numérique et organise des cours de post-formation. Calcom a acquis des compétences multidisciplinaires, allant de la maîtrise des méthodes numériques, à la connaissance des propriétés et comportements des matériaux. Au cours de ses cinq premières années d'activité, Calcom a établi un réseau important de clients dans le monde entier... et en Suisse.

Perspectives

Afin de poursuivre son développement, Calcom a signé récemment plusieurs contrats de collaboration ou de représentation avec des unités de l'EPFL (DMX, DMA), ainsi qu'avec des entreprises suisses et fran çaises.

La haute technologie est un produit très porteur, toutefois, c'est un défi permanent. En effet, la simula tion numérique est difficile à vendre car souvent complexe à utiliser et la plupart du temps encore considérée comme trop chère. Il s'agit donc d'être non seulement toujours à la pointe de la technologie, mais aussi de convaincre les clients potentiels des bénéfices de la simulation numérique.

Armée de sa motivation, toute l'équipe de Calcom -qui a passé de 1 à 5 personnes depuis sa création&- continue à relever ce défi, par un contact permanent avec la recherche et l'écoute de ses clients.


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Exemples d'application

Optimisation du refroidissement d'une jante en alliage d'aluminium

Afin d'éviter l'apparition de défauts (porosités) lors de la solidification du métal, il est nécessaire de diriger la solidification de la périphérie de la jante en direction du centre de la roue. La modélisation et la simulation numérique du remplissage et de la solidi fication permet d'optimiser le système de refroidisse ment du moule et les conditions de coulée, afin d'obtenir ce résultat. Premièrement, la géométrie du moule et de la jante doit être saisie en CAO (a).

figure a) Modèle en CAO

Deuxièmement, un cinquième de cette géométrie est discrétisé sous la forme d'un maillage en Eléments Finis (b).

figure b) Maillage FEM (1/5 de la roue)

Le remplissage, le refroidissement, le transfert de chaleur de la pièce au moule, ainsi que la solidifica tion sont modélisés.

figure c) Remplissage (Température)

La figure (c) montre le champ thermique en cours de remplissage, alors que la fraction solidifiée quelques instants plus tard est pré sentée par la figure (d).

figure d) Refroidissement et solidification (Fraction de solide)


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Optimisation du chauffage par induction d'un engrenage avant la trempe

Afin de pouvoir tremper un engrenage, il est nécessaire de chauffer sa surface à une température de 750°C. Pour que la trempe soit efficace, il faut que la température de surface soit la plus homogène possible. Pour obtenir ce résultat, le procédé du chauffage par induction est de plus en plus utilisé. Toutefois, dans le cas d'un engrenage, le chauffage est la plupart du temps très inhomogène entre les dents et les gorges. Il est donc nécessaire d'optimiser la fréquence et la tension de l'inducteur, ainsi que le temps de chauffage, pour arriver au meilleur résultat. Dans le cas présent, la simulation numérique est l'outil idéal pour réaliser une telle optimisation. En effet, l'approche empirique est très longue et coûteuse, principalement par le fait que le changement de fréquence de chauffage nécessite la plupart du temps un changement de générateur.

figure d) Refroidissement et solidification (Fraction de solide)

La figure (e) présente le champ thermique au cours d'un chauffage à basse fréquence (5kHz). On peut constater que la différence de température entre le sommet de la dent et la gorge est supérieure à 150°C. Dans le cas d'un chauffage à haute fré quence (100 kHz) (f), la situation est encore pire, avec une différence d'environ 300°C. La simulation a montré que toutes les fréquences intermédiaires ne donnaient pas de résultat satisfaisant. Par contre, en superposant deux fréquences (en imbriquant deux bobines), il est possible d'obtenir un chauffage très homogène (g). La figure (h) montre les évolutions de température au cours du chauffage correspondant aux trois figures (e), (f) et (g).

figure h) Courbes de température dans les cas (e), (f) et (g)


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par Marc Scheurer, Sente Sàrl, E-mail: info@sente.epfl.ch, tél.: 693 8383

SEN:TE offre transfert de connaissances et déve loppements sur mesure pour tout besoin informatique, de la conception d'objets spécialisés à la réalisation de systèmes complets, dans des domaines variés.

Son but est d'aider ses clients à réussir leur migration vers la technologie objet, leur faisant ainsi bénéficier de l'avantage compétitif procuré par un système d'information de meilleure qualité et de moindre coût.

Pour y parvenir, Sen:te propose ses services

Ces services sont assurés par des ingénieurs qualifiés, possédant une expérience confirmée de la formation et des technologies suivantes: l'orienté -objet; NEXTSTEP, OpenStep et Delphi; Internet et World-Wide Web. Ces technologies ont été utilisées avec succès par Sen:te et ses clients dans des domaines variés, tels que la finance, le multimédia, la gestion de documents, les interfaces graphiques ou encore le database publishing.

Sen:te a été créée en 1994 par des collabora teurs du Laboratoire d'Informatique Théorique de l'EPFL (LITH). Après la réalisation de SpiderWoman, un client World Wide Web pour NEXTSTEP, et de Nostromo, un programme d'analyse financière, SEN:TE et le LITH collaborent sur des projets de reconnaissance de formulaires: Agenda et Séquoia. Un nouveau projet dans les domaines de la gestion de documents SGML et des bases de données orientées-objets est en préparation.

Sen:te est à votre disposition pour une démonstra tion ou une présentation plus détaillée de ses services. Vous pouvez aussi, obtenir le catalogue de ses prestations ou visiter son serveur WWW:

http://sente.epfl.ch/


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La technologie objet

"Ce n'est point dans l'objet que réside le sens des choses, mais dans la démarche".

Antoine de Saint-Exupéry, Citadelle

Le besoin

Dans un environnement en changement perpé tuel, les entreprises ont un besoin toujours plus urgent de systèmes d'informations plus performants, leur permettant d'agir et de réagir rapidement.

Pour satisfaire ce besoin, une technologie capable de délivrer rapidement des logiciels fiables, modulaires, extensibles, faciles à utiliser et à maîtriser est nécessaire.La technologie objet est à la hauteur de ce défi.

La technologie objet

Le principe de base de la technologie objet est la construction de logiciel à partir de composants, si possible standardisés et réutilisables.

Ces composants sont appelés objets. Ils encapsulent les informations et les opérations qui définissent un comportement. Ils communiquent entre eux par l'intermédiaire de messages. Les objets informatiques correspondent souvent à des objets du monde réel. Des systèmes d'information complexes peuvent ainsi être construits par composition, classifi cation ou association d'objets, comme dans la nature, où des systèmes vivants complexes sont construits à partir de cellules.


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Les avantages

La technologie objet a réussi à s'imposer rapide ment chez les grands fabricants de logiciel comme la manière la plus économique de développer du logi ciel de qualité. En effet, la technologie objet est la voie la plus prometteuse pour déployer des systèmes basés sur des composants qui peuvent être adaptés et changés sans avoir à examiner la totalité du code.

Les arguments les plus fréquemment cités en faveur de l'orienté-objet sont:

L'avantage déterminant de cette technologie est qu'elle permet, à notre avis, une meilleure adéquation des systèmes modélisés ou réalisés aux besoins de l'utilisateur. Le développement d'un système est une activité humaine impliquant utilisateurs et développeurs. Or, la technologie objet

Pour toutes ces raisons, le passage à la technolo gie objet est aujourd'hui le but de nombreuses entre prises modernes.

La migration

L'utilisation d'un "langage orienté-objet" n'est pas synonyme de réussite en la matière. Si les succès sont nombreux, certains échecs retentissants peuvent faire douter du bien fondé de cette technologie.

Réussir un projet nécessite du talent, des connais sances, une bonne méthode, un processus de déve loppement et de réutilisation, un environnement adapté. De nombreux choix techniques et d'organisation se présentent, et les pièges sont nombreux.

C'est pour réussir cette migration, que Sen:te propose de mettre à disposition son expérience des méthodes et des outils de la technologie objet.


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par Eric Verdebout, CIMPACT, tél.: 693 8361

Cimpact: des outils logiciels destinés aux PMI

La société Cimpact a pour but de concevoir, de fournir et d'utiliser des outils logiciels destinés à améliorer la productivité d'équipes industrielles dans plusieurs domaines: le dimensionnement de systèmes de production, leur exploitation dans certains cas, et la conception de familles de produits.

C'est à deux problèmes classiques dans ce do maine que Cimpact a décidé de s'attaquer:

Les usines à gaz, qui demanderaient de recons truire l'atelier -ou le bureau d'études- autour de l'ordinateur, rencontrent la plus grande méfiance chez les industriels. C'est l'écueil classique du CIM big brother et des systèmes de gestion de bases de données recouvrant l'ensemble des besoins d'une société.

Les outils doivent s'adapter à leur utilisation et à celui qui les utilise. C'est le logiciel avec lequel on peut tellement tout faire qu'il devient beaucoup trop complexe. Finalement il ne sert plus à rien car on résoud les problèmes plus rapidement sans lui.

Cimpact est au service des petites et moyennes industries ou bureaux d'études pour les aider à identifier leurs besoins souvent fort précis dans ces domaines, à modéliser les systèmes de production particuliers, et en définitive pour fournir les outils justes.


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Née au PSE

La société CIMPACT Eric Verdebout s'est implan tée dès sa création au début 1995, au PSE. Elle résulte du transfert de développements réalisés à l'Institut de Microtechnique (IMT) de l'EPFL dans le domaine de l'assemblage automatisé.

Parmi ces travaux, citons la participation au projet Esprit SCOPES (FI 6/95) et au programme prioritaire en Informatique avec l'UNI-NE (Prof. J.-P. Müller). Ces recherches se poursuivent actuellement sous la direc tion du Prof. J. Jacot dans le cadre du groupe Pilotage de l'IMT, qui a en particulier développé le simulateur d'ateliers SIMAS II (FI 9/93), désormais commercia lisé par Cimpact.

Le logiciel SIMAS II vise à fournir des modèles simples aux fabricants et intégrateurs de systèmes automatiques d'assemblage, d'emballage alimentaire ou pharmaceutique, etc., une branche indus trielle très active en Suisse et plus spécialement en Suisse romande.

Un nouveau projet CERS entre l'EPFL et Cimpact, intitulé Galapagos, munira SIMAS II d'un module de processus opératoires (ou graphes d'actions) et d'or donnancement.

Sa conception originale permettra d'exprimer des familles de variantes de produits et de processus dans un langage graphique simple.

En plus de ces développements, Cimpact réalise des études de modèles de simulation de flux et d'optimisation des ressources pour toutes sortes de systèmes de production à grande cadence. Ainsi, grâce à une collaboration entre Cimpact et le Dépar tement de Mathématiques, Prof. Alain Hertz, Cimpact a également pu résoudre des problèmes d'ordonnan cement dans une cellule robotisée de galvanoplastie pour l'horlogerie.


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Le logiciel SIMAS II propose des modèles de simulation simples et efficaces aux fabricants et intégrateurs de systèmes automatiques d'assemblage, d'emballage alimentaire ou pharmaceutique, etc., une branche industrielle très active en Suisse et plus spécialement en Suisse romande.

Les réponses qu'il fournit sont précieuses pour tous ceux qui cherchent à optimiser un système qui n'existe encore que sur la planche à dessin - il y en aura encore dans les PME pendant quelques temps!

On l'utilise aussi pour la modification de systèmes existants, quand plusieurs solutions sont en compéti tion, quand on veut visualiser l'effet d'un investisse ment réalisé par étapes, etc. Il permet de dimensionner des stocks intermédiaires, des ressources mobiles comme les palettes ou chariots, mais aussi de déter miner la répartition d'une équipe polyvalente d'opé rateurs.

SIMAS II permet aux fournisseurs de systèmes d'étayer leurs offres par un dossier de simulation qui cautionne une proposition en démontrant ses perfor mances.

Après une formation de deux jours au PSE, six ingénieurs d'une société lausannoise ont pu simuler toutes les finesses de systèmes d'emballage alimen taire à haute cadence. Leurs modèles de trois embal leuses de pralinés et de l'ensemble du système de distribution associé ont tourné sur un 486 DX2 seize fois plus vite qu'en réalité!

Un exemple?

Vous voulez simuler ce système?

Le modèle de SIMAS repose sur des entités orientées objets rappelant les fonctions d'un atelier réel.

Chaque élément de base -alimentation, station, stock, etc.- peut être remplacé par des éléments particuliers qui réaliseront l'équivalent de leur grand frère comme le convoyeur, la pile de stockage, etc.

Des éléments spécialisés modélisent directement un ensemble plus complexe comme une machine d'assemblage à multiples postes équipée d'un trans fert rotatif, un système de distribution fonctionnant de manière synchrone ou même un ensemble de chariots filo-guidés.

Ces éléments sont munis de propriétés qui définissent son comportement selon les concepts de l'atelier (temps de cycle ou de préparation, enrayages, défauts qualité, etc.). Pour définir ces propriétés, l'utilisateur choisit une loi de comportement dans un catalogue.

Une particularité de SIMAS II est de proposer un module de pilotage intégré qui permet de définir simplement la logique de choix au niveau des aiguilla ges, et les travaux à faire au niveau des ressources.


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Le module de pilotage de SIMAS II definit:

L'intégration du module de pilotage rend SIMAS II particulièrement puissant, spécialement pour l'as semblage manuel ou semi-automatique.

Par exemple, les familles de produits avec nomen clature variable sont facilement définis.

Les étapes suivantes:

On peut observer l'évolution à l'écran pour les premiers essais.

Ensuite, SIMAS II génère des documents d'ana lyse que l'on peut inclure directement dans une étude.

SIMAS II, un logiciel à géométrie variable

Grâce à l'orientation objet, il est possible d'ajou ter des éléments représentant des ressources particu lières dont les utilisateurs désirent se réserver l'exclu sivité car ils contiennent une partie de leur savoir-faire.

Les éléments étant munis de propriétés elles -mêmes orientées objet, la liste est également variable et peut être complétée pour des applications particu lières. Les catalogues de lois sont également extensi bles et certaines lois peuvent être réservées . . . Tout le logiciel est ainsi prévu pour s'adapter à l'utilisateur et à l'application.

N'hésitez pas à contacter Cimpact Eric Verdebout pour une démonstration...


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© FI-2 du 20.2.1996