Face à l’évolution constante des technologies, le développement de produit ne cesse de se transformer. Pour rester innovantes, les entreprises ont tout intérêt à s’adapter. Le choix entre un prototype virtuel ou un prototype physique peut avoir un impact important sur la réussite d'un projet. L’essentiel consiste à se tourner vers l'option de maquettage et de prototypage produit la mieux adaptée à vos besoins.
Au travers de cet article, découvrez quelles sont les différences majeures entre un prototype physique et un prototype virtuel, mais également comment choisir entre les deux. Dans un second temps, nous mettrons l’accent sur l’idée que l’utilisation combinée de ces deux typologies de prototypes est concevable.
Qu'est-ce qu'un prototype virtuel ?
Prototype virtuel : définition
Un prototype virtuel correspond à la représentation virtuelle d’un objet modélisé numériquement en 3D. Cette représentation immatérielle permet de bénéficier d’une vision réaliste d’un objet pour effectuer des potentielles mises au point.
Le prototypage virtuel a su trouver sa place dans le monde industriel. De manière générale, on utilise un prototypage virtuel dans le secteur du design industriel de produit, de l'architecture et de l'ingénierie automobile. Tous les secteurs d’activité employant les technologies de modélisation 3D (ou modelage 3D) utilisent un processus de prototypage virtuel.
Avantages du prototypage virtuel
Les avantages de se tourner vers le prototype virtuel sont nombreux. D'une part, inclure le prototypage virtuel dans la conception d'un produit innovant permet de réduire ses coûts de R&D. En effet, la fabrication d’un prototype physique est généralement plus onéreuse que la production d’un prototype virtuel.
De plus, on peut facilement modifier un prototype virtuel pour faire évoluer le produit et améliorer les potentiels bugs. Il suffit de reprendre le modèle 3D sur un logiciel de modélisation 3D pour apporter des modifications en quelques minutes.
D'autre part, le prototypage virtuel à l'aide d'un logiciel de modélisation collaboratif permet de collaborer à distance.
Enfin, les entreprises qui développent des produits ont tendance à utiliser le processus de prototypage virtuel pour diminuer leur impact sur l'environnement. Le prototypage virtuel permet de réduire ses déchets.
Qu'est-ce qu'un prototype physique ?
Prototype physique : définition
Un prototype physique correspond à une modélisation physique et particulièrement concrète d'un objet. Il s'agit de la première maquette échelle 1 d'un produit qui tend à se rapprocher le plus possible de sa version finale. On élabore des prototypes physiques pour avoir une idée précise de la représentation d'un objet en 3D.
L'objectif de la conception d'un prototype industriel physique est également de déceler les potentielles problématiques d'utilisation et de production, les défauts de conception ou encore les erreurs en matière de design.
Avantages du prototypage physique
Parmi les nombreux avantages d'un prototype physique, on retrouve notamment la possibilité d’effectuer des tests physiques et du prototypage industriel. Ces tests peuvent prendre la forme d'études de la résistance, de tests de charge ou encore d'évaluation de la durabilité du produit. L'objectif est de pouvoir tester le produit dans des conditions réelles afin de déceler et adopter une méthode d'amélioration continue.
De plus, élaborer un prototype physique est idéal pour se rendre compte de la forme et de la qualité esthétique d'un produit. Il est possible de manipuler le prototype, ce qui facilite la prise de décision et la validation du design final d’un produit.
Enfin, en effectuant des tests sur un prototype physique, il est beaucoup plus aisé de s'interroger sur la faisabilité de la conception du produit. On a la capacité d'évaluer le temps de production, les coûts de production mais également les potentiels problèmes de production n'ayant pas été détectés lors de la phase de conception du prototype virtuel.
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Différences entre un prototype virtuel et un prototype physique
Des différences majeures en matière de conception
Pour un prototype physique ou un prototype virtuel, les designers n’utilisent pas le même mode de conception. Afin de vous donner un ordre d'idée, on aura tendance à élaborer un prototype virtuel au travers d'un logiciel de modélisation 3D ou bien un logiciel de visualisation. On utilise généralement des métriques précises pour développer des prototypes sous forme de fichier numérique.
Or, le prototype physique est tangible et fabriqué à partir d’une matière palpable comme le plastique, les matériaux composites ou bien le bois. Afin d'élaborer un prototype physique, on peut être amené à utiliser des machines spécifiques comme le fraisage numérique ou l'impression 3D. De manière générale, la conception d'un prototype physique prend plus de temps qu'un prototype virtuel.
Des disparités concernant la manipulation et l'interactivité
La première différence majeure entre un prototype virtuel et un prototype physique n'est autre que le mode de manipulation et d'interactivité. Un prototype physique peut être tenu entre les mains, touché avec les doigts et manipulé dans tous les sens.
Cette forme de manipulation offre une interface utilisateur très poussée par rapport à un prototype virtuel. Le prototype virtuel étant conçu à partir d'un logiciel de modélisation 3D ou de prototypage CAO, il ne peut être palpable. On peut donc rencontrer des difficultés à l’évaluer l’expérience utilisateur sans interaction tactile directe.
Des coûts et des délais de production qui varient
On note également des disparités importantes entre un prototype physique et un prototype virtuel pour ce qui concerne les coûts de production et les délais. Un prototype virtuel coûtera généralement moins cher à produire parce qu’il ne nécessite pas l’utilisation de machines ou de matériaux particuliers. En ce qui concerne les délais, il permet des itérations rapides et un gain du temps.
Les coûts associés à la conception d’un prototype physique sont généralement plus élevés car ils incluent l’utilisation de matériaux. En outre, effectuer les améliorations sur un prototype physique prend généralement plus de temps que sur un prototype virtuel, notamment lorsqu’il est nécessaire de relancer la production d’un tout nouveau prototype.
La modification à apporter par rapport aux changements suite à la présentation du premier prototype
Lorsqu'on souhaite améliorer un prototype virtuel, il suffit à un modélisateur 3D (ou modeleur 3D) d'ouvrir son fichier numérique pour apporter des modifications. Vous l'aurez compris, ces modifications peuvent être effectuées en quelques minutes et sans pour autant augmenter les coûts de production d'un prototype. Ce qui n’est pas le cas d’un prototype physique.
La modification d'un prototype physique peut être effectuée par l'ajout d'un élément au prototype déjà développé ou bien en lançant la production d'un nouveau prototype 3D. Dans la plupart des cas, les modifications à apporter à un prototype physique sont plus chronophages.
Comment choisir entre les deux ?
La définition des objectifs du prototype
Le rôle d'un prototype est crucial dans le cadre du développement et de la conception d’un produit. Mettre en place un prototype permet d’avoir une idée plus précise d’un produit, de valider ses fonctionnalités, de se rendre compte de la faisabilité, mais aussi d’effectuer des tests de design et d’ergonomie. De plus, la phase de prototypage 3D met en exergue les potentiels bugs et soucis de performances du produit fini.
Les prototypes virtuels et les prototypes physiques possèdent tous deux de nombreux avantages. Si vous vous demandez lequel choisir avant de lancer votre processus de prototypage, commencez par vous interroger sur vos besoins.
Si vous souhaitez que votre prototype vous donne une vision du design et des caractéristiques d'un produit à venir, il est recommandé de débuter par la création d'un prototype virtuel. Si vous voulez pouvoir manipuler votre prototype et le tenir pour confirmer l'expérience utilisateur, optez pour la réalisation d'un prototype matériel.
La complexité du design peut influencer le choix entre les deux types de prototypes
La nature du produit que vous souhaitez développer peut également impacter votre choix entre un prototype virtuel et un prototype physique. Un produit complexe avec des fonctionnalités novatrices nécessite davantage la création d'un prototype pour effectuer des tests utilisateurs de qualité. Dans l'industrie automobile, on a généralement recours à des prototypes physiques pour expérimenter les nouveaux modèles de véhicules et les perfectionner plus aisément.
Les contraintes budgétaires et temporelles
Nous conseillons aux entreprises bénéficiant d'un petit budget de R&D de privilégier la conception d’un prototype virtuel pour optimiser leurs coûts. En effet, l'utilisation d'un logiciel de modélisation 3D ou de prototypage coûtera moins cher qu'un prototype physique. De plus, si vous êtes contraint à la réalisation d'un prototype dans un temps imparti, tournez-vous vers le prototypage virtuel.
Inversement, si vous disposez du temps et des ressources financières nécessaires pour la création d'un prototype matériel, optez pour cette méthode de production ! Souvent, le prototype matériel est indispensable pour les produits sophistiqués qui nécessitent, par exemple, l'emploi de pièces mécaniques ou de systèmes physiques spécifiquement précis.
Le niveau de réalisme requis
On utilise un prototype physique lorsqu'on souhaite obtenir une maquette assez précise et réaliste. Si vous avez besoin d'obtenir une maquette d'un produit à grande échelle ou bien un prototype fonctionnel, il faudra favoriser le prototype physique. En effet, il est beaucoup plus difficile d'obtenir un prototype échelle 1 et de se rendre compte de sa représentation tangible lorsqu'on élabore un prototype virtuel. On peut seulement imaginer la représentation d'un objet au travers d'un écran d'ordinateur ou un casque de réalité virtuelle (VR).
L'utilisation d'un prototype physique doit être privilégiée lorsque vous souhaitez effectuer des tests ergonomiques complexes mais également avoir une idée précise d'un objet à l'échelle. De manière générale, le prototype physique permet de passer à la phase de fabrication et de commercialisation.
Est-il possible de combiner prototype virtuel et prototype physique ?
Il est tout à fait possible de bénéficier des avantages du prototype virtuel et de ceux du prototype physique pour concevoir un produit tout à fait innovant. Ces deux manières de concevoir un produit final sont complémentaires. Un maquettiste prototypiste saura vous conseiller pour réaliser des prototypes appropriés.
Cette approche hybride vous invite à concevoir un prototype virtuel dans un premier temps pour explorer votre créativité, effectuer des tests mais également pousser encore plus loin votre concept. Dès lors que vous avez déterminé un produit et que vous souhaitez effectuer des tests physiques pour une validation technique, développez un prototype physique.
En utilisant ces deux approches, vous bénéficierez au départ de la flexibilité du prototype virtuel pour effectuer rapidement des itérations. Dans un second temps, le prototype physique vous aidera à effectuer des tests de validation technique, de résistance et de production en temps réel.
Différences entre prototypes virtuels et physiques : ce qu’il faut retenir
En résumé, il existe des différences notables entre un prototype virtuel et un prototype physique. Le prototype virtuel peut-être élaboré au travers d'un logiciel de modélisation 3D ou de visualisation. On utilise des machines spécialisées complexes pour produire des prototypes physiques.
La décision d'opter pour des prototypes virtuels ou physiques sera déterminée par le type de votre projet et les ressources à votre disposition. Plus vous recherchez une représentation précise de ce que votre objet peut symboliser à l'échelle 1, plus vous devrez envisager la création d'un prototype physique. L'emploi conjoint du prototype virtuel et du prototype physique est envisageable, voire conseillé, pour confirmer un concept avant de progresser vers la phase de production.
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