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Leçon 2 — CAO 3D & Cotation ISO GPS

SolidWorks, CATIA, Inventor, Creo, NX — tolérances géométriques.

Objectifs de la leçon

Distinguer les principaux logiciels CAO 3D du marché
Maîtriser le modelage paramétrique (esquisse, extrusion, révolution)
Créer un assemblage avec contraintes
Appliquer la cotation ISO GPS (NF E 04-552)
Lire et produire un plan 2D normalisé (NF EN ISO 128)

1. Panorama des logiciels CAO 3D

La CAO 3D paramétrique permet de créer des modèles dont les dimensions sont liées par des relations mathématiques. Une modification de paramètre se propage automatiquement à tout le modèle et aux assemblages associés.

Logiciel	Éditeur	Marché cible	Usage
SolidWorks	Dassault Systèmes	PME industrielle	Le plus enseigné en BTS/IUT FR
CATIA V5/V6	Dassault Systèmes (3DEXPERIENCE)	Aéronautique, Automobile	Airbus, Renault, Peugeot
Inventor	Autodesk	PME, mécanique générale	Concurrent direct SolidWorks
Creo Parametric	PTC (anciennement Pro/Engineer)	Industrie lourde, aéro	Lockheed Martin, Boeing
NX (Siemens NX)	Siemens PLM	Automobile, énergie, défense	Volkswagen, GE Aviation
FreeCAD	Open Source (LGPL)	Makers, enseignement	Gratuit, écosystème Python

Selon SolidWorks Education : « SolidWorks est utilisé par plus de 3,2 millions d'ingénieurs et designers dans le monde, dans 280 000 entreprises. Le logiciel est enseigné dans plus de 250 établissements d'enseignement supérieur en France. »
Source : solidworks.com/fr — éducation

2. Modélisation paramétrique avec SolidWorks

2.1 Workflow de création d'une pièce

Esquisse 2D (Sketch) — tracé sur plan de référence (XY, XZ, YZ)
Contraintes géométriques — coïncident, perpendiculaire, parallèle, tangent
Contraintes dimensionnelles — cotes pilotées (paramètres)
Feature — extrusion (Boss-Extrude), révolution (Revolve), balayage (Sweep), lissage (Loft)
Features supplémentaires — congé (Fillet), chanfrein (Chamfer), perçage (Hole Wizard), coque (Shell)

2.2 Assemblage (Assembly)

Contraintes d'assemblage dans SolidWorks (Mates) :

Coïncident — 2 surfaces/arêtes confondues
Concentrique — 2 cylindres coaxiaux
Distante — distance fixée entre 2 éléments
Angulaire — angle entre 2 plans
Engrenage (Gear Mate) — rapport de vitesse entre 2 arbres

Exercice : créer un palier simple dans SolidWorks

Créez un palier rectangulaire 80×60×40 mm, avec alésage Ø30 H7 centré, 4 perçages de fixation Ø8,5 aux coins (entraxe 60×40).

Workflow :
1. Esquisse plan dessus : rectangle 80×60 (origine centre)
2. Extrusion 40 mm symétrique
3. Hole Wizard → Simple Through : 4× Ø8,5 mm avec patron
4. Alésage Ø30 au centre (Hole Wizard → Counterbore ou simple)
5. Congés Ø3 sur arêtes extérieures
6. Mise en plan ISO A4 : 3 vues + coupes

3. Cotation ISO GPS (Geometric Product Specifications)

La norme NF EN ISO 1101:2017 définit les tolérances géométriques indiquées sur les plans 2D. La série ISO GPS remplace progressivement les normes ANSI GD&T.

3.1 Les 4 familles de tolérances géométriques

Famille	Caractéristique	Symbole
Forme	Rectitude, planéité, circularité, cylindricité	—, □, ○, ⌭
Orientation	Perpendicularité, parallélisme, angularité	⊥, //, ∠
Position	Position vraie, concentricité, symétrie	⊕, ◎, ≡
Battement	Battement circulaire, total	↗, ⇒

3.2 Lecture d'un cadre de tolérance

Format : [Symbole | Valeur de tolérance | Référence (datum)]
Exemple : ⊥ 0,05 A = perpendicularité ≤ 0,05 mm par rapport à la référence A.

3.3 Tolérances d'état de surface (ISO 1302)

Ra — rugosité arithmétique moyenne. Ra 0,8 = surface usinée fine (rectification). Ra 3,2 = tournage soigné. Ra 12,5 = brut de fonderie.
Symbole sur plan : triangle de surface ✓ avec indication Ra.

4. Plans 2D normalisés (NF EN ISO 128)

La norme NF EN ISO 128 régit les principes généraux de représentation graphique technique. Les formats ISO : A0 (841×1189), A1 (594×841), A2 (420×594), A3 (297×420), A4 (210×297).

4.1 Vues standard

Vue de face (F) — vue principale, choix pertinent
Vue de gauche (G) — à droite de F en norme européenne (ISO 3ème dièdre)
Vue de dessus (D) — en dessous de F
Coupes — coupe totale A-A, coupe locale, coupe partielle, brisée

Astuce SolidWorks E5 : Activez les Design Tables (tableur Excel intégré) pour créer des familles de pièces paramétrées en 1 clic (ex : familles de vis M4/M5/M6/M8). Les correcteurs de l'épreuve E5 valorisent cette maîtrise avancée. Également : utilisez Toolbox SolidWorks (bibliothèque vis, roulements, profils ISO).

Erreur courante en cotation GPS : Ne pas confondre tolérance de position vraie (⊕) et cote de positionnement ordinaire. La position vraie s'exprime en zone de tolérance cylindrique (Ø tolérance) ou rectangulaire selon ISO 1101. Une erreur de symbole sur un plan = risque de rebut ou de conflit avec le fournisseur.

Synthèse

SolidWorks = leader enseignement BE en France (Dassault)
CATIA V5/V6 = aéro/auto (3DEXPERIENCE)
Modélisation : esquisse → feature → assemblage
ISO GPS NF EN ISO 1101 : 4 familles tolérances
Ra 0,8 (rectif), Ra 3,2 (tournage), Ra 12,5 (brut)
Plans NF EN ISO 128 : vues + coupes + cartouche

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📚 Programme du cours

1

Leçon 1 — Référentiel BTS CPI : métier dessinateur-projeteur + bureau d'études industriel
2

Leçon 2 — CAO 3D paramétrique : SolidWorks, CATIA V5/V6, Inventor, Creo, NX + cotation ISO GPS
🔒

Leçon 3 — Mécanique des matériaux + RDM (Résistance des Matériaux) + simulation FEM
🔒

Leçon 4 — Procédés de fabrication : usinage CNC, fonderie, plasturgie, soudage, impression 3D
🔒

Leçon 5 — Économie, qualité AMDEC, ergonomie, projet conception + prépa épreuves E4/E5/E6
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Examen blanc — BTS Conception Produits Industriels CPI (25 questions)
🔒

Examen final — BTS Conception Produits Industriels CPI (50 questions)

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🇫🇷 BTS CPI — Conception Produits Industriels

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