05.3 - Rendre fonctionnel : l'exemple des tampons OCEM
Du ressort vivant à la résine cassante
Les tampons fonctionnels disponibles au détail actuellement et observables dans divers modèles montés sont majoritairement basés sur le principe de la compression d’un ressort hélicoïdal, ainsi d’ailleurs que ceux de notre fabrication arrêtée depuis longtemps.
En effet, nous avons buté sur une objection interne majeure.
Quand ils sont petits, ces ressorts disposent d’une vie propre bien connue de ceux qui les ont pratiqués : l’énergie qu’ils dispensent est sans rapport avec leur poids.
Au moindre faux geste, ils disparaissent dans le local !
Leur manipulation s’est vue refusée par Mme Apogée Vapeur V2.0.
D’autres solutions peuvent les remplacer telles que les ressorts de traction, de flexion ou de torsion, d'autres matériaux élastiques, etc.
Cette objection n’était pas la seule : le coût des fonderies de la qualité que nous pouvions obtenir était sans rapport avec le prix acceptable.
Pour remplacer ces fonderies trop chères, nous avons tenté une approche par l’impression 3D d’une résine qui s’est avérée cassante, remplaçant ainsi une objection par une autre tout aussi bloquante.
Si nous voulions continuer, il fallait une nouvelle piste.
Les tampons fonctionnels disponibles au détail actuellement et observables dans divers modèles montés sont majoritairement basés sur le principe de la compression d’un ressort hélicoïdal, ainsi d’ailleurs que ceux de notre fabrication arrêtée depuis longtemps.
En effet, nous avons buté sur une objection interne majeure.
Quand ils sont petits, ces ressorts disposent d’une vie propre bien connue de ceux qui les ont pratiqués : l’énergie qu’ils dispensent est sans rapport avec leur poids.
Au moindre faux geste, ils disparaissent dans le local !
Leur manipulation s’est vue refusée par Mme Apogée Vapeur V2.0.
D’autres solutions peuvent les remplacer telles que les ressorts de traction, de flexion ou de torsion, d'autres matériaux élastiques, etc.
Cette objection n’était pas la seule : le coût des fonderies de la qualité que nous pouvions obtenir était sans rapport avec le prix acceptable.
Pour remplacer ces fonderies trop chères, nous avons tenté une approche par l’impression 3D d’une résine qui s’est avérée cassante, remplaçant ainsi une objection par une autre tout aussi bloquante.
Si nous voulions continuer, il fallait une nouvelle piste.
A la poursuite du ressort adapté
Un autre écueil rencontré est que certains tampons sont plus petits que d’autres, mais que la constante de raideur recherchée pour un fonctionnement acceptable en force et en course, elle, ne change pas pour une échelle donnée.
La quantité de matière pour une approche robuste du fût et du plateau de tampon ne change pas non plus, la place disponible pour le ressort diminue plus vite que la taille jusqu’à devenir nulle ou presque.
Pour les plus petits tampons, nous voulions changer d’approche pour lever ces trois objections à la fois : difficulté, robustesse et prix.
D’un autre côté, nous voulions proposer le choix du fonctionnement et abaisser le coût de lancement d’une variante, un point que permet l’impression 3D assez fine à condition de trouver une autre résine.
Ce fameux défi semblait insurmontable tant le changement simultané de tant de paramètres était disruptif pour une production si limitée.
Nous avons repris confiance en trouvant une résine acceptable.
Ensuite, nous avons déplacé la fonction d’élasticité hors du fût en la modifiant, une étape de conception que nous présentons ici.
Tentons d’externaliser la fonction élasticité par un ressort de flexion.
Imaginons un ressort en cuivre au béryllium de diamètre 0.4 mm.
Quelle longueur pour le déformer de 1 mm d’un doigt, disons 10 g ?
Le diagramme classique à droite est cité du site romvolt.be, qui présente des formulaires bien faits aux unités près, de haut en bas on voit la poutre avec une charge ponctuelle, répartie et progressive.
Un autre écueil rencontré est que certains tampons sont plus petits que d’autres, mais que la constante de raideur recherchée pour un fonctionnement acceptable en force et en course, elle, ne change pas pour une échelle donnée.
La quantité de matière pour une approche robuste du fût et du plateau de tampon ne change pas non plus, la place disponible pour le ressort diminue plus vite que la taille jusqu’à devenir nulle ou presque.
Pour les plus petits tampons, nous voulions changer d’approche pour lever ces trois objections à la fois : difficulté, robustesse et prix.
D’un autre côté, nous voulions proposer le choix du fonctionnement et abaisser le coût de lancement d’une variante, un point que permet l’impression 3D assez fine à condition de trouver une autre résine.
Ce fameux défi semblait insurmontable tant le changement simultané de tant de paramètres était disruptif pour une production si limitée.
Nous avons repris confiance en trouvant une résine acceptable.
Ensuite, nous avons déplacé la fonction d’élasticité hors du fût en la modifiant, une étape de conception que nous présentons ici.
Tentons d’externaliser la fonction élasticité par un ressort de flexion.
Imaginons un ressort en cuivre au béryllium de diamètre 0.4 mm.
Quelle longueur pour le déformer de 1 mm d’un doigt, disons 10 g ?
Le diagramme classique à droite est cité du site romvolt.be, qui présente des formulaires bien faits aux unités près, de haut en bas on voit la poutre avec une charge ponctuelle, répartie et progressive.
Une vieille copine : la poutre encastrée chargée à l’extrémité
| Dans notre cas, les variables sont les suivantes : | |
| P | Charge concentrée à l’extrémité libre de la poutre |
| d | Diamètre du fil |
| E | Module d’élasticité du cuivre au beryllium |
| I | Moment d’inertie selon la forme et le diamètre |
| f | Flèche maximale |
| L | Longueur de la poutre, (si si, c’est bien une poutre !) |
| En quelques clics et bidouillages simples, on obtient : | |
| f | = P.L3 / 3.E.I |
| Et donc pour trouver L connaissant f, P, E et I, on obtient : | |
| L | = (3EI⁄Pf)1/3 |
| Un outil de calcul pratique découvert, mais attention aux unités ! C’est-à-dire dans ce cas d’application : |
|
| P | = 10 gF ou 0.01 [daN], notre estimation de charge |
| d | = 0.4 [mm], choisi dans un catalogue connu |
| E | = 125 [GPa], dépend du choix du matériau uniquement |
| I | = 1.26 . 10-3 [mm4], la section est circulaire |
| f | = 1.04 [mm], ce que nous cherchons à obtenir. |
| En utilisant l’IA pour éviter les erreurs d’unité, on obtient : | |
| L | = 17 [mm] |
| Trouvé en 3 itérations depuis notre estimation initiale L = 20 mm. | |
Pour les curieux et les mordus d’IA
On peut détester les pieds à coulisse à piles et faire appel à l’IA.
Le prompt soumis à Google pour obtenir ce résultat est le suivant :
On a envie d’ajouter : et que ça saute, mais pas n’importe où !
On peut généraliser : un problème bien spécifié peut être résolu par un algorithme, ou par une heuristique si on connait bien son domaine d’application, ici on la définit par une phrase bien construite.
On peut détester les pieds à coulisse à piles et faire appel à l’IA.
Le prompt soumis à Google pour obtenir ce résultat est le suivant :
| Prompt | |
| Calcule la déformée exprimée en mm d'une poutre ronde encastrée de diamètre 0.4 mm et de longueur 17 mm subissant une force de 0.01 daN avec un module d'élasticité de 125 GPa |
| Guide | |
| La structure soignée de la phrase exprime en aussi peu de mots que possible la demande complète, formulée et structurée pour chercher une valeur en connaissant les autres et, très important, en les exprimant chacune dans une unité reconnue. |
Résoudre par itération sur un paramètre
En relançant ce prompt, on voit l’effet du passage d’un fil de 0.4 mm à un fil de 0.5 mm : la déformée passe de 1 mm à 0.4 mm.
Une approche simple est la résolution par itération.
En agrandissant le fil d’un quart, comme le diamètre influe à la puissance quatre du fait des lois de similitude, on multiplie la force par 2.5 pour la même déformée.
Attention au lait sur le feu : modifier un seul paramètre à la fois !
En relançant ce prompt, on voit l’effet du passage d’un fil de 0.4 mm à un fil de 0.5 mm : la déformée passe de 1 mm à 0.4 mm.
Une approche simple est la résolution par itération.
En agrandissant le fil d’un quart, comme le diamètre influe à la puissance quatre du fait des lois de similitude, on multiplie la force par 2.5 pour la même déformée.
Attention au lait sur le feu : modifier un seul paramètre à la fois !
Modèles sous-jacents
Le résultat est de qualité puisqu’il utilise la même formule que moi...
Noter la fonction de solveur dans cette approche.
Nous aurions aussi pu fixer diamètre, matériau, section, longueur et déformée et chercher la force, ou toute autre combinaison.
Si on comprend ce qu’on fait, c’est très utile !
Quand on dessine un pont, le nombre de piliers compte…
Le résultat est de qualité puisqu’il utilise la même formule que moi...
Noter la fonction de solveur dans cette approche.
Nous aurions aussi pu fixer diamètre, matériau, section, longueur et déformée et chercher la force, ou toute autre combinaison.
Si on comprend ce qu’on fait, c’est très utile !
Quand on dessine un pont, le nombre de piliers compte…
Validation obligatoire
Les chances d’aboutir sont maximales si vous savez à quoi vous attendre : nature des grandeurs physiques, phénomènes impliqués, bonne connaissance des matières, effet de la forme, effets de bord, estimations vraisemblables et surtout, ordre de grandeur de résultat.
Pour éviter les hallucinations coutumières de cette approche, exprimez-vous en français en respectant le vocabulaire, la syntaxe, les notations et les unités ; et sans ajouter d’insulte, c’est dur !
Les chances d’aboutir sont maximales si vous savez à quoi vous attendre : nature des grandeurs physiques, phénomènes impliqués, bonne connaissance des matières, effet de la forme, effets de bord, estimations vraisemblables et surtout, ordre de grandeur de résultat.
Pour éviter les hallucinations coutumières de cette approche, exprimez-vous en français en respectant le vocabulaire, la syntaxe, les notations et les unités ; et sans ajouter d’insulte, c’est dur !
Un ou deux crans d’abstraction plus loin
Il suffit de remplacer le « avec un module d’élasticité de 125 GPa », que j’ai recherché dans mes notes liées aux matières pour le cuivre au béryllium, par la matière « en cuivre au béryllium » et le machin livrera le même résultat en une étape de plus.
Sensible au climat, je voulais faire une BA et sauver une branche.
J’aurais pu être encore plus flemmard et noter 10 gF, il aurait compris.
Le plaisir de l’ingénieur est de travailler beaucoup pour enfin parvenir à faire travailler l’ordinateur un peu mais à sa place et plus vite, en lui expliquant tout ce qu’il faut comme à un enfant !
Il suffit de remplacer le « avec un module d’élasticité de 125 GPa », que j’ai recherché dans mes notes liées aux matières pour le cuivre au béryllium, par la matière « en cuivre au béryllium » et le machin livrera le même résultat en une étape de plus.
Sensible au climat, je voulais faire une BA et sauver une branche.
J’aurais pu être encore plus flemmard et noter 10 gF, il aurait compris.
Le plaisir de l’ingénieur est de travailler beaucoup pour enfin parvenir à faire travailler l’ordinateur un peu mais à sa place et plus vite, en lui expliquant tout ce qu’il faut comme à un enfant !
Oui, l’IA est un outil applicable
Validé prudemment en me donnant la formule que j’attendais en plus d’un résultat, il convertit les unités mieux que moi sans s’énerver.
Demandez-lui de faire ce qu’il sait faire ; avec mon ami le chien je procède ainsi mais il ne faut pas oublier de le féliciter après !
C’est un moyen commode pour faire d’un tampon satisfaisant, qui bouge au doigt mais ne sert à rien d’autre qu’à manœuvrer, même en Proto’87, en un tampon fonctionnel répondant à la norme NEM !
Validé prudemment en me donnant la formule que j’attendais en plus d’un résultat, il convertit les unités mieux que moi sans s’énerver.
Demandez-lui de faire ce qu’il sait faire ; avec mon ami le chien je procède ainsi mais il ne faut pas oublier de le féliciter après !
C’est un moyen commode pour faire d’un tampon satisfaisant, qui bouge au doigt mais ne sert à rien d’autre qu’à manœuvrer, même en Proto’87, en un tampon fonctionnel répondant à la norme NEM !
Les applications pertinentes
On voit ici l’IA employée à une résolution d’équation.
Chacun son job : il a défini une modification valide du dessin, mais j’ai dessiné la tige et le ressort traversant par un trou de 0.5 mm.
Je l’utiliserai volontiers aussi pour identifier un optimum local.
On voit ici l’IA employée à une résolution d’équation.
Chacun son job : il a défini une modification valide du dessin, mais j’ai dessiné la tige et le ressort traversant par un trou de 0.5 mm.
Je l’utiliserai volontiers aussi pour identifier un optimum local.
Au bilan
On nous vend du rêve d’intelligence artificielle mais le maillon faible est souvent l’interface entre la chaise et le clavier.
Le prompt est la version actuelle de la ligne de commande MS-DOS, c’est un ordre à une machine exprimé dans un langage.
La complexité de la machine augmente puisque la loi de Moore n’a pas encore atteint sa limite : on peut lui parler en langue humaine et elle répond de même, chacun peut donc dire des bêtises dans sa langue et selon son style, bravo.
On nous vend du rêve d’intelligence artificielle mais le maillon faible est souvent l’interface entre la chaise et le clavier.
Le prompt est la version actuelle de la ligne de commande MS-DOS, c’est un ordre à une machine exprimé dans un langage.
La complexité de la machine augmente puisque la loi de Moore n’a pas encore atteint sa limite : on peut lui parler en langue humaine et elle répond de même, chacun peut donc dire des bêtises dans sa langue et selon son style, bravo.
Des modèles, encore des modèles !
Ce qui me rend sympathique ce machin poli en boîte noire, artificiel sans être bien intelligent, c’est qu’il se base sur l’idée d’un réseau de neurones et d’une boucle d’apprentissage élémentaire qui fait partie d’un processus de décision.
Merci à Mr Jean Piaget de m’avoir permis de mieux le comprendre !
Si ce n’est pas déjà fait, je l’ignore d’ailleurs, on peut imaginer des approches stochastiques de recuit simulé ou de recherche en espace de solutions par un algorithme de colonie de fourmis sur graphe de transport, mais serait-ce de la gourmandise ?
Ce qui me rend sympathique ce machin poli en boîte noire, artificiel sans être bien intelligent, c’est qu’il se base sur l’idée d’un réseau de neurones et d’une boucle d’apprentissage élémentaire qui fait partie d’un processus de décision.
Merci à Mr Jean Piaget de m’avoir permis de mieux le comprendre !
Si ce n’est pas déjà fait, je l’ignore d’ailleurs, on peut imaginer des approches stochastiques de recuit simulé ou de recherche en espace de solutions par un algorithme de colonie de fourmis sur graphe de transport, mais serait-ce de la gourmandise ?
Hommage à Michel Audiard et Jean Gabin
Pardon d’avance de paraphraser Michel Audiard : le jour où on mettra les data centers en orbite, la terre n’aura pas fini de tourner.
Ce sera malheureusement possible aussi longtemps qu’il y aura des arbres pour pendre les écologistes, mais faut-il aller jusque là pour s'amuser à produire des deep fakes ?
Pourtant on le fera quand même, et aussi longtemps que l’avidité du pilote de la fusée sera débridée.
En tout cas, n’oubliez ni vos bases, ni vos neurones naturels !
Pardon d’avance de paraphraser Michel Audiard : le jour où on mettra les data centers en orbite, la terre n’aura pas fini de tourner.
Ce sera malheureusement possible aussi longtemps qu’il y aura des arbres pour pendre les écologistes, mais faut-il aller jusque là pour s'amuser à produire des deep fakes ?
Pourtant on le fera quand même, et aussi longtemps que l’avidité du pilote de la fusée sera débridée.
En tout cas, n’oubliez ni vos bases, ni vos neurones naturels !