La conception assistée par ordinateur (CAO) regroupe les logiciels et les techniques de modélisation géométrique utilisés pour concevoir et tester virtuellement des produits, puis préparer leur fabrication. Elle rassemble dans un même environnement les informations de conception, les plans et les modèles que les différents acteurs d’un projet consultent. De ses origines aux outils actuels, ce guide aborde la définition de la CAO, son histoire, les types de modélisation, ses domaines d’application, les logiciels disponibles, les formats d’échange et les formations pour découvrir ces techniques.
Qu’est-ce que la conception assistée par ordinateur ?
La conception assistée par ordinateur, ou CAO, désigne l’ensemble des logiciels et des techniques de modélisation géométrique servant à concevoir un produit, à le tester virtuellement et à préparer sa fabrication. Elle ne se limite pas à produire un dessin : elle rassemble les informations de conception, les plans et le modèle du produit afin que les différents intervenants disposent d’une définition commune.
La différence avec le dessin assisté par ordinateur (DAO) tient à la manière dont les éléments sont traités. En DAO, un trait reste un trait : le logiciel n’interprète pas techniquement l’ensemble représenté. La CAO, elle, ne vise pas d’abord l’édition du dessin, mais la conception du produit.
La publication assistée par ordinateur (PAO) relève d’une autre activité : la création et la mise en page de documents. Elle appartient également à la famille des outils d’aide à la conception.
Histoire de la conception assistée par ordinateur
Les origines de la CAO moderne remontent notamment aux travaux d’Ivan Sutherland. Dans sa thèse au MIT, présentée dans un rapport de 1963, il décrit Sketchpad, un système utilisant l’ordinateur TX-2 et un crayon optique. Ce projet est considéré comme un ancêtre de la conception assistée par ordinateur.
La mécanique figure parmi les premiers domaines à adopter ces techniques, dès les années 1960. Le projet DAC (Design Augmented by Computer), mené par General Motors avec IBM, compte parmi les premières initiatives. Chez Citroën, Paul de Casteljau développe, à la fin des années 1950 et au début des années 1960, une méthode de définition des courbes et des surfaces. Restés confidentiels, ses travaux sont reconnus à partir de 1977. Indépendamment, Pierre Bézier dirige chez Renault le développement d’UNISURF, daté de 1968.
La CAO prend son essor entre 1975 et 1990, lorsque le coût d’un poste de travail se rapproche du coût annuel d’un dessinateur. En 1977, Avions Marcel Dassault développe CATI pour la modélisation de surfaces 3D et la commande numérique. Le logiciel devient CATIA en 1981, lors de la création de Dassault Systèmes. Selon Wikipédia, la première version d’AutoCAD est présentée au COMDEX en 1982.
Les types de modélisation
La CAO repose sur différentes méthodes de représentation géométrique. Chacune correspond à une manière de construire ou de décrire un modèle numérique.
- La modélisation 2D utilise des croquis et des dessins techniques pour représenter les éléments dans un plan.
- La modélisation filaire 3D prolonge le dessin en deux dimensions dans un espace tridimensionnel, en représentant les formes par des lignes.
- La modélisation solide construit des volumes à partir de formes géométriques de base, grâce à des opérations d’ajout et de soustraction.
- La modélisation paramétrique conserve l’intention de conception. Les fonctions qui définissent le modèle restent modifiables après leur création.
- La modélisation par surfaces libres sert à représenter des formes organiques ou ergonomiques, dont la géométrie ne se réduit pas à des volumes simples.
D’autres approches existent, comme la modélisation directe, sans arbre d’historique, ainsi que la modélisation d’assemblages. Ces méthodes font partie des différentes possibilités offertes par la conception numérique.
Domaines d’application de la conception assistée par ordinateur
La conception assistée par ordinateur intervient dans des secteurs très différents. En mécanique, dans l’automobile, l’aéronautique et la construction navale, elle accompagne la conception de produits et de leurs composants. Elle trouve également sa place en électronique et en électrotechnique.
Dans le bâtiment, ses domaines d’application comprennent l’architecture, l’ingénierie, la construction et l’urbanisme. La CAO concerne aussi le mobilier, le vêtement et le design industriel, où la représentation des formes occupe une place centrale.
Ses applications s’étendent à l’odontologie, à l’orthopédie et aux prothèses, mais aussi à la modélisation moléculaire. L’animation et l’impression 3D figurent également parmi les domaines concernés. Cette diversité explique la variété des outils de conception disponibles.
Les logiciels de CAO
Les logiciels de CAO répondent à des usages et à des publics différents, de la découverte de la modélisation aux projets de conception spécialisés. Le tableau ci-dessous présente plusieurs solutions, leurs usages et leurs modes d’accès. Certaines proposent un accès gratuit selon le statut de l’utilisateur ou les conditions d’utilisation. Ces modalités évoluent avec le temps et méritent d’être vérifiées.
| Logiciel | Usage annoncé par l’éditeur | Accès |
|---|---|---|
| CATIA (Dassault Systèmes) | Modélisation et simulation pour concevoir des produits et des systèmes | Contact commercial ; cours pour étudiants et monde académique |
| SolidWorks (Dassault Systèmes) | Modélisation 3D pour la conception mécanique | Licences commerciales ; offre étudiants et offre Makers non commerciale, aux conditions variables |
| Creo (PTC) | Solution de CAO 3D intégrée pour concevoir, analyser et valider des produits | Essai gratuit de 14 jours ; édition gratuite pour étudiants et enseignants, usage non commercial |
| AutoCAD (Autodesk) | CAO 2D et 3D | Abonnement ; gratuit pour étudiants et enseignants éligibles |
| Autodesk Fusion | Plateforme en ligne de CAO, FAO, simulation et électronique | Abonnement ; gratuit pour étudiants et enseignants vérifiés ; licence personnelle gratuite aux fonctions limitées |
| SketchUp (Trimble) | Modélisation 3D pour architectes, designers d’intérieur, paysagistes et urbanistes | Abonnements Go, Pro et Studio ; essai disponible |
| FreeCAD | Modeleur 3D paramétrique libre pour concevoir des objets réels | Libre, sans frais de licence ; Windows, Mac et Linux |
| Onshape | CAO en ligne, dans le navigateur et sur mobile | Offre gratuite pour usages non commerciaux, avec conception publique ; programme éducation |
Pour découvrir la CAO, vous pouvez commencer par un logiciel libre sans frais de licence ou par une offre étudiante, si vous remplissez les conditions d’éligibilité. Le choix dépend avant tout du type de conception que vous souhaitez pratiquer et de votre situation.
Avant de retenir une solution, consultez les conditions publiées par son éditeur. Vérifiez notamment si l’accès gratuit concerne votre statut et si des restrictions s’appliquent à l’utilisation envisagée. Les offres évoluent : une formule accessible aujourd’hui ne présente pas nécessairement les mêmes conditions dans la durée.
Les formats d’échange
Les logiciels de CAO n’utilisent pas tous des systèmes de fichiers compatibles. Pour échanger des données de conception entre ces environnements, des formats intermédiaires servent à faire circuler les fichiers d’un système à un autre.
Parmi les formats cités figurent DXF, DWG, IGES et STEP, ce dernier étant associé à la norme ISO 10303. Le format IFC, lié à la norme ISO 16739, concerne le bâtiment.
Ces formats font partie des éléments à connaître lorsque plusieurs logiciels interviennent dans un projet. Leur existence répond au besoin d’échanger des informations entre des systèmes de conception différents.
Métiers et formations
En France, plusieurs formations intègrent la conception assistée par ordinateur dans leurs enseignements. D’après l’Onisep, les parcours suivants permettent notamment d’aborder la conception numérique dans un contexte industriel.
- Le BTS Conception des produits industriels (CPI), de niveau bac+2, forme des techniciens de bureau d’études à la conception d’ensembles mécaniques. Le programme va de la lecture d’un cahier des charges à la réalisation d’une maquette numérique. L’accès s’effectue via Parcoursup, notamment pour les bacheliers STI2D et ceux de la voie générale.
- Le BUT Génie mécanique et productique (GMP) comprend cinq parcours en deuxième année. Le parcours « conception et production durables » aborde la CAO, la simulation numérique et le dimensionnement. Le parcours « innovation pour l’industrie » intègre la CAO, la modélisation 3D et le prototypage rapide.
- Le BTS Conception et réalisation en chaudronnerie industrielle prévoit un usage avancé de la CAO et de la FAO dans ses enseignements.
Le métier de technicien de bureau d’études figure parmi les débouchés cités. Pour connaître les intitulés exacts des formations, consultez les fiches actualisées sur le site de l’Onisep.
Ce qu’il faut retenir
- La CAO, ou conception assistée par ordinateur, sert à concevoir et tester virtuellement des produits, puis à préparer leur fabrication.
- Elle se distingue du DAO : sa fonction première est la conception du produit, et non la simple édition d’un dessin.
- Les méthodes de modélisation comprennent la 2D, le filaire 3D, les solides, la conception paramétrique et les surfaces libres.
- Les logiciels, les formats d’échange et les formations varient selon les usages et les domaines professionnels.
De la mécanique à l’architecture, la CAO occupe une place dans de nombreux secteurs. Pour commencer, identifiez le domaine qui vous intéresse et les outils adaptés à votre projet.
Questions fréquentes
Quelle différence entre CAO et DAO ?
La CAO sert à concevoir et à tester virtuellement des produits, tandis que le DAO se concentre sur le dessin. En DAO, un trait reste un trait : le logiciel n’interprète pas techniquement l’ensemble représenté. La fonction première de la CAO n’est donc pas l’édition du dessin, mais la conception du produit à partir d’un modèle numérique.
Existe-t-il un logiciel de CAO gratuit ?
Oui. FreeCAD est un logiciel libre accessible sans frais de licence. Onshape propose également une offre gratuite réservée aux usages non commerciaux, avec une conception publique. Des offres éducatives existent aussi pour AutoCAD, Autodesk Fusion et Inventor, destinées aux étudiants et enseignants éligibles. Avant de choisir, vérifiez les conditions d’accès et les éventuelles restrictions sur le site de l’éditeur.
Quelles formations mènent à la CAO ?
D’après l’Onisep, plusieurs formations françaises abordent la CAO, notamment le BTS Conception des produits industriels, le BUT Génie mécanique et productique et le BTS Conception et réalisation en chaudronnerie industrielle. Leurs enseignements couvrent différents aspects de la conception numérique. Le métier de technicien de bureau d’études figure parmi les débouchés. Consultez l’Onisep pour vérifier les intitulés des formations.
Fondateur de La Dépêche Tech, William O’Rain accompagne PME et médias dans leur croissance digitale. Ses sujets : IA, e-commerce, marketing web, cybersécurité, product & growth. Objectif : transformer l’actu en décisions opérationnelles.