RÉALITÉ AUGMENTÉE ET VIRTUELLE 32 GUIDE D’ACHAT

LES TECHNOLOGIES DE RÉALITÉ VIRTUELLE ET DE RÉALITÉ AUGMENTÉE EXISTENT DEPUIS PLUSIEURS ANNÉES MAIS PEINAIENT JUSQU’À MAINTENANT À SE DÉMOCRATISER. TOUT COMME L’IMPRESSION 3D, LES ÉQUIPEMENTS RESTAIENT COÛTEUX, COMPLEXES À METTRE EN ŒUVRE, ET ON NE SAVAIT TROP COMMENT LES INTÉGRER EFFICACEMENT DANS LE CYCLE INDUSTRIEL. LA BAISSE DES PRIX, L’ACCROISSEMENT SPECTACULAIRE DES PERFORMANCES ET DU CHOIX DES ÉQUIPEMENTS, AINSI QUE L’EXPÉRIENCE ENGRANGÉE PAR LES GRANDES ENTREPRISES POURRAIENT SONNER L’HEURE DE LA DÉMOCRATISATION.

Réalité augmentée (RA) et réalité virtuelle (RV) sont les technologies phares de ces trois dernières années. La multiplication des applications grand public et leur aspect spectaculaire, y sont sans doute pour beaucoup. A côté des classiques jeux vidéos, simulateurs de conduite, ou pilotage de drones en mode immersif, de nouveaux secteurs investissent. Les casques de RA s’invitent en effet au musée, dans les parcs d’attractions et cinémas virtuels, ou encore dans les agences de voyage et agences immobilières pour découvrir en mode virtuel votre prochain lieu de vacances ou votre future maison.

Une démocratisation rendue possible par la forte baisse des prix, parallèle à l’augmentation majeure des performances des équipements. Pour moins de 1000 euros, on peut acquérir un casque de RV de très bonne qualité, d’éventuels

MOINS CHÈRE, PLUS SIMPLE, PLUS OPÉRATIONNELLE…

LA RÉALITÉ AUGMENTÉE OU MIXTE DANS CE CAS AVEC LE CASQUE HOLOLENS DE MICROSOFT TROUVE DE PLUS EN PLUS D’APPLICATIONS NOTAMMENT POUR LE MONTAGE, LA MAINTENANCE, L’INSPECTION OU LA FORMATION DES OPÉRATEURS.

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artifi ciels complexes, semblables à des hologrammes, avec lesquels vous pouvez interagir.

Dans le premier cas, l’équipement reste léger. Cela peut être un simple smartphone, une tablette, un casque à visière semi-transparente, ou des lunettes spéciales telles les fameuses Google Glass. Certains acteurs proposent également une projection des informations virtuelles sur les objets de la scène. Vous conservez donc la vision totale de votre environnement réel. Mais votre équipement y superpose en temps réel des informations numériques. Face à un bâtiment par exemple, vous levez votre tablette, et celle-ci affi che l’image de l’immeuble saisie par la caméra frontale. Un clic sur

une icône et les façades de l’immeuble disparaissent pour laisser voir les réseaux de ventilation par exemple. Si vous déplacez votre tablette, ou si vous changez d’angle, l’image est instantanément recalculée pour conserver la cohérence. Les informations numériques peuvent être du texte, des images, voire des éléments 3D qui se superposent interactivement à l’environnement réel pour les enrichir.

Dans le cas de la RV, l’immersion dans un environnement virtuel est totale. Pour cela, vous utilisez soit un casque seul, soit des lunettes de vision stéréoscopique combinées à un affi chage mural échelle 1, ou mieux un Cave. Le Cave est un dispositif d’affi chage constitué de 2 à 5 murs sur

manipulateurs et un ou plusieurs applicatifs. Finis le mal au cœur et l’enclume sur la tête. Les modèles comme l’Oculus Rift, le HTC Vive, ou les Hololens de Microsoft et Smart Helmet de Daqri sont confortables et procurent une expérience de RV ou de RA réellement effi cace. Et puis n’oublions pas la possibilité d’utiliser une simple tablette, voire votre smartphone pour des applications de réalité augmentée. Bref, le choix est large, mais comment s’y retrouver et quelles applications peuvent tirer parti de ces technologies ?

QUELLES SONT LES DIFFÉRENCES ?

Réalité augmentée (RA), réalité virtuelle (RV), et même réalité mixte (RM) dernière appellation proposée par Microsoft pour qualifi er l’expérience offerte par ses lunettes Hololens. Quelles sont les différences ?- La RA ajoute à l’environnement réel une couche d’informations artifi cielles afi n de « l’augmenter » de contenus numériques.- La RV immerge l’utilisateur dans un environnement 100% artifi ciel.- La RM superpose à votre environnement réel des éléments

AUJOURD’HUI, UN CASQUE DE VR, UN PC COMPATIBLE VR ET UN MANIPULATEUR SUFFISENT POUR CRÉER ET VIVRE UNE EXPÉRIENCE DE VR À TRAVERS UNE APPLICATION DÉDIÉE.

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UN CAVE EST UNE PIÈCE DOTÉE DE PLUSIEURS ÉCRANS CONCOURANTS PERMETTANT UNE IMMERSION TOTALE DANS UN ENVIRONNEMENT NUMÉRIQUE.

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lesquels sont projetées les images en haute résolution du monde virtuel. Des détecteurs capturent en permanence vos mouvements. Vous pouvez aussi utiliser des contrôleurs, similaires à des joysticks, pour interagir avec l’environnement virtuel, voire des actuateurs à retour d’effort qui donnent l’illusion du toucher et de la résistance.

Le réalisme est poussé avec l’ajout de sons multidirectionnels et, dans le cas des simulateurs de vol, des mouvements du Cave lui-même. L’ensemble est piloté par ordinateurs pour assurer un calcul temps réel des images en fonction de vos actions. Le prix des installations est bien évidemment sans commune mesure avec les casques. Mais l’immersion au sein d’un Cave est supérieure : l’intégralité de votre champ de vision est couverte et vous continuez à voir vos mains et votre corps. La simulation est

également plus précise étant donnée les dimensions de l’affichage et la puissance de calcul mise en jeu.

LES APPLICATIONS SONT-ELLES OPÉRATIONNELLES ?

C’est sans doute la réalité virtuelle qui est la technologie la plus anciennement employée dans les industries aéronautiques et automobiles notamment. Ses applications sont nombreuses, comme le montrent régulièrement nos dossiers consacrés à ce sujet. On pourrait les résumer en trois verbes : simuler, former décider.

La simulation 3D est la plus courante. Elle intervient lors du développement d’un produit ou d’un process de fabrication. Il s’agit par exemple de vérifier le juste positionnement de tous

LA RÉALITÉ MIXTE ःLA PROPOSITION MICROSOFT

Il y a deux ans, Microsoft lançait son casque Hololens que j’ai pu tester pour visiter virtuellement une installation pétrochimique. Première différence avec les casques RV traditionnels, Hololens vous permet de voir votre environnement réel. C’est beaucoup plus agréable et cela vous évite de vous prendre un mur lorsque vous dépassez les limites de votre environnement virtuel. Un geste de ma part lance l’application : un bureau virtuel affiche un plan 2D de l‘installation flottant devant moi. Un clic de doigt sur une icône et du plan surgit l’élévation en 3D de l’usine. Un second clic et je transforme la maquette 3D à l’échelle 1/10. Je traverse celle-ci pour la découvrir d’un autre angle, me penche pour traverser les étages et visualiser en détail tous les équipements de l’installation. Un autre clic virtuel et cette fois-ci la maquette passe à l’échelle 1. Et là, c’est la claque. Je peux me déplacer en totale liberté grâce à un repositionnement dynamique de mon avatar humain. Un peu comme le petit bonhomme de Google Street View que l’on place à un endroit de la carte 2D puis qui vous projette dans la vue en 3D. La fluidité, les détails et la profondeur du modèle sont impressionnants. Je peux interagir avec les éléments qui se trouvent devant moi par des clics sur une interface flottante, obtenir des informations spécifiques, ou interagir avec l’installation pour déclencher la simulation d’un évènement, etc.

Le potentiel semble très important pour la conception, la formation, la simulation de fonctionnement, l’aide à la vente, etc. Reste le point délicat, la disponibilité des logiciels et leur intégration pour exploiter simplement des maquettes 3D à chacune de ces différentes phases…

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les équipements à bord d’un avion, d’une voiture, d’un navire, ou d’un bâtiment. Au sein de ces ensembles complexes, l’immersion facilite la détection des collisions, la proximité incompatible avec la règlementation de deux équipements techniques, ou bien des impossibilités de montage ou de maintenance. Plongé au cœur de la maquette numérique 3D, l’utilisateur de RV peut en effet naviguer comme il le souhaite pour l’évaluer sous tous les plans. Dans certaines situations, il peut actionner une commande virtuelle et visualiser immédiatement les conséquences.

Les logiciels de simulation permettent également de placer des avatars humains au sein de la scène virtuelle. Ces mannequins numériques représentatifs des caractéristiques humaines tiennent compte des variations anthropométriques des diverses populations et des différences entre hommes et femmes. Grâce à la RV, on peut analyser très précisément l’ergonomie d’un poste de travail, la faisabilité d’une opération de montage/démontage. Il est tout aussi possible de visualiser les contraintes physiologiques imposées à l’opérateur, ou bien se placer au volant d’un véhicule et

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Enfin, ce que nous appelons les applications d’aide à la décision recouvrent l’utilisation d’équipements RV pour faciliter la compréhension d’un produit complexe par des non-spécialistes. C’est par exemple une équipe d’ingénieurs automobile qui présentent aux décisionnaires la maquette d’un projet en cours de développement. On peut également organiser ce même type de démonstrations pour des clients en phase de vente, de recherche marketing, ou à l’occasion d’un salon. Les caves et systèmes d’affichage à grande échelle en réalité virtuelle autorisent une revue de projet très réaliste, limitent les interprétations erronées, et permettent de jouer plusieurs variantes du même produit. Les décisions prises sur les choix techniques et esthétiques n’en seront que plus pertinentes, et surtout, elles interviendront le plus tôt possible, sans

afficher précisément ce que sera la vision du conducteur vers l’extérieur, mais aussi du tableau de bord… Autant d’applications souvent difficiles à réaliser sans maquette échelle 1 du produit, et qui pour certaines ne peuvent se découvrir que depuis le premier prototype réel.

SIMULER, FORMER, DÉCIDER…

Seconde grande famille d’applications de la RV : la formation qui progresse d’ailleurs dans une large variété de secteurs d’activité. On pense bien sûr aux pilotes d’avions ou d’hélicoptères, aux conducteurs de trains, d’engins spéciaux, aux équipages de navires de combat, à ceux qui opèrent les stations pétrolières, mais aussi des métiers plus classiques comme le personnel de santé, les pompiers et bien entendu les ouvriers en usine.

En fait, la RV permet de mettre des acteurs dans des situations originales en utilisant un modèle 100% numérique de celles-ci. Ils peuvent ainsi découvrir leurs réactions et surtout s’entraîner à des missions particulières. Dans l’industrie, la RV recouvre un fort potentiel pour former les équipiers, favoriser leur polyvalence, accroître leur confort en poste et donc leur productivité. Ceci à travers un outil particulièrement ludique et valorisant pour l’entreprise comme pour l’opérateur.

attendre un prototype ou une maquette fort coûteuse.

Evidemment, toutes ces applications ont une exigence commune : le modèle numérique fidèle et à jour de votre produit ou de l’environnement virtuel. Ce qui signifie qu’il faut intégrer et normaliser les techniques de réalité virtuelle dans votre cycle industriel, au même titre que la CAO pour l’étape de conception, l’analyse numérique pour la phase simulation, ou les machines de mesure tridimensionnelle pour le contrôle qualité. C’est sans doute là que se situe la principale difficulté…

Mais les entreprises qui se sont équipées ont appris de leurs expériences. Et certains acteurs ont désormais standardisé des revues de projet en réalité virtuelle à différents jalons majeurs du développement de leurs produits. Il s’agit des acteurs de l’automobile, de l’aéronautique, du naval, mais également de la construction qu’il s’agisse d’usines, de bâtiments de grande envergure ou complexes.

RÉALITÉ AUGMENTÉE ःLE NUMÉRIQUE SUR LE TERRAIN

De leur côté, les équipements de réalité augmentée sont essentiellement employés en phase d’industrialisation, de logistique ou de maintenance. En fabrication par exemple, l’opérateur est guidé dans les gestes à réaliser. Les lunettes, casques, ou dispositifs de RA reconnaissent son environnement et superposent en temps réel les informations et leur contenu. L’utilisateur peut également interagir avec le dispositif

CE N’EST PLUS LE COÛT QUI LIMITE L’EXPLOITATION DES SOLUTIONS DE RÉALITÉ AUGMENTÉE, C’EST PLUTÔT L’INTÉGRATION DE LA TECHNOLOGIE DANS LES PROCESS INDUSTRIELS BIEN ANCRÉS. ICI UNE APPLICATION CLASSIQUE DE MAINTENANCE.

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de RA à l’aide d’une interface classique ou vocale, être alerté de manière sonore ou visuelle en cas d’erreur de localisation ou d’anomalie. Par ailleurs, ce qu’il voit peut être transmis à distance à un expert qui peut alors le conseiller sur la conduite à tenir. Non seulement l’opérateur a les mains libres pour assurer son travail, mais il peut aussi bénéficier d’un affichage d’informations comme des historiques de données collectées (niveau de pression, température, performance machine, etc.).

Les applications sont donc fort nombreuses y compris dans le domaine de la formation d’ailleurs. Une entreprise active dans le secteur de l’énergie travaille actuellement sur plusieurs prototypes pour optimiser la formation de ses agents sur l’interaction avec les compteurs électriques. Une tablette les guide à travers plusieurs scénarios sur les actions à réaliser en fonction des différentes difficultés qu’ils risquent de rencontrer. Cette formation préalable permet de

diminuer les risques d’accident de travail dans un monde où les accidents peuvent avoir des répercussions dramatiques.

LES ÉVOLUTIONS EN COURS

Si jusqu’à maintenant, ce sont majoritairement les grandes entreprises des secteurs du transport qui intègrent, au compte-goutte, les technologies de RA/RV, on peut penser que la démocratisation est en marche. Les prix chutent, les performances, le confort d’utilisation et les applications ne cessent eux d’augmenter. C’est d’ailleurs les solutions grand public qui vont tirer le marché Pro vers le haut. Progressivement les barrières prix, résistance au changement, difficultés d’intégration dans la chaîne de création de valeur et méconnaissance du sujet devraient sauter. D’ailleurs, l’offre matérielle et logicielle est en pleine explosion avec de nouveaux entrants sur le marché, ce qui devrait alimenter la boucle et multiplier le potentiel d’application.

Christian GLADIEUX

RÉALITÉ AUGMENTÉE EN ACTION

Les cas industriels d’application de la réalité augmentée se multiplient. Safran a sélectionné l’entreprise Diota pour mettre en œuvre son dispositif de projection en réalité augmentée afin de réduire les erreurs de montage de harnais électriques à bord des avions. Naval Group (anciennement DCNS) exploite la technologie RA pour des sections de frégate et de sous-marins. Il s’agit de mettre à disposition des opérateurs, à bord des navires ou en atelier, des données numériques appropriées lors des phases de montage, de contrôle, de maintenance ou de manutention.

Un acteur du spatial a développé sa propre application pour faciliter l’assemblage des satellites et améliorer la gestion de la qualité. Accessible par tablette, l’application permet de trouver une pièce plus rapidement dans le satellite grâce à la géolocalisation et une surbrillance de cette dernière. La finesse des pièces demandait auparavant régulièrement 15 à 20 minutes pour les trouver. Une deuxième fonctionnalité donne la possibilité de superposer les futurs éléments à assembler. La dernière fonctionnalité est une comparaison entre le design fourni par l’ingénierie et la pièce réelle. Cette superposition permet aux ingénieurs qualités de valider rapidement l’existant et d’intégrer directement au sein du SI les rapports associés. Les résultats ont été directs puisque plusieurs différences ont été identifiées malgré une vérification préalable effectuée.

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LA CONSTRUCTION ET L’ARCHITECTURE SONT DEUX SECTEURS QUI PEUVENT BÉNÉFICIER À PLEIN DES OUTILS DE RV.

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