Quand les réalités virtuelles et augmentées entrent dans l’industrie et la construction

Cet article est publié dans le cadre de la Fête de la science (5-13 octobre 2019 en métropole et 9-17 novembre à l’étranger et à l’international) dont The Conversation France est partenaire. Cette nouvelle édition a pour devise « A demain, raconter la science, imaginer le futur ». Retrouvez tous les débats et événements de votre région sur le site Fetedelascience.fr.

La complexité croissante des projets d’ingénierie, de construction ou de produits manufacturés et des processus industriels associés nécessite l’utilisation de technologies innovantes, notamment la réalité augmentée (AR) et la réalité virtuelle (VR).

Celles-ci font partie des 10 technologies numériques les plus stratégiques de l’industrie 4.0 : elles permettent d’augmenter les possibilités de communication, d’échange et de coopération entre les personnes elles-mêmes, les personnes et les machines, et même entre les machines et les objets industriels.

Mais de quoi parle-t-on? Basée sur le réel en intégrant des éléments 3D virtuels, la technologie de réalité augmentée permet de mixer le virtuel avec l’existant. En d’autres termes, il permet aux utilisateurs de voir et d’interagir avec des objets 3D dans l’environnement réel plus facilement qu’avec une simulation ou un écran d’ordinateur. Par exemple, dans l’exemple suivant, l’opérateur voit, étape par étape, comment remplacer le capteur du module presse de la ligne de production dans laquelle il effectue sa maintenance.

Pour ce faire, divers appareils servent de support : smartphones, tablettes et lunettes ou casques de réalité augmentée -comme le Microsoft Hololens ou le Varjo-XR1-. Le principe de base de la réalité augmentée est de capturer des images du monde réel à l’aide de caméras, puis de reconnaître des points d’intérêt (zones de fort contraste dans une image) pour identifier la position et l’orientation de la caméra, pour enfin ajouter des objets virtuels au sein du monde réel. monde.

Ces derniers se comportent alors comme s’ils existaient dans ce monde réel et se déplacent de manière cohérente lorsque la caméra est en mouvement.

La réalité virtuelle, quant à elle, permet aux utilisateurs de s’immerger complètement dans un environnement virtuel, de l’explorer et d’interagir avec des objets 3D. Cette technologie est généralement obtenue grâce à des dispositifs d’affichage avancés tels que des casques immersifs.

Aide à la conception et à la réalisation.

Si les premières apparitions de la réalité augmentée et virtuelle remontent à plus de vingt ans, son application au secteur professionnel est récente.

Dans l’industrie, ils sont intégrés aux différentes phases de l’activité. Les outils de réalité virtuelle sont utilisés par exemple pour la revue de projets industriels, la collaboration à distance ou encore les études d’assemblage, d’ergonomie, de maintenabilité ou d’aménagement d’atelier de fabrication. Par exemple, SAFRAN a réalisé, en réalité virtuelle, l’étude de la chaîne de montage de la nacelle Airbus A330neo. De cette manière, ingénieurs et opérateurs ont pu travailler ensemble pour concevoir une chaîne de montage sans faille.

Cette technologie est également utilisée pour la formation à l’exploitation ou à la maintenance des systèmes industriels. Un opérateur peut ainsi se former et s’entraîner en réalité virtuelle avant de travailler sur le système réel. Il est également utile pour évaluer l’impact de l’intégration des futurs outils de l’industrie, par exemple tester la collaboration homme-robot en toute sécurité dans un monde virtuel.

Dans la vidéo ci-dessous, par exemple, l’opérateur réalise un montage assisté d’un bras robotisé en réalité virtuelle. Donc, si vous vous approchez trop du bras du robot, vous ne serez pas touché par celui-ci, car tout est virtuel. La réalité virtuelle permet également d’adapter l’ergonomie d’un poste de travail. L’analyse en temps réel de la posture de la personne permet de repenser une position adéquate, afin d’éviter les troubles musculo-squelettiques.

Comme pour la réalité augmentée, les usages dans l’industrie renvoient à une aide à la réalisation d’opérations de maintenance ou de montage par la délivrance d’instructions contextualisées et d’informations sur les procédures à mettre en œuvre : guide de montage, guide de maintenance. La RA est également utilisée dans le domaine de la logistique et de la préparation de kits de production ou de commandes ou encore pour le contrôle de pièces ou d’opérations d’assemblage.

En général, la réalité virtuelle est principalement utilisée dans la phase de conception et de formation, tandis que la réalité augmentée est utilisée dans la phase de production.

Outils de modélisation pour la construction.

Dans le cadre de la construction ou de l’exploitation de la météo, les technologies de RA ou RV s’avèrent des outils efficaces permettant de visualiser des situations complexes, sur les chantiers ou en amont, et ainsi de renforcer les connaissances en matière de prévention des risques.

Ces technologies permettent de mieux comprendre le contexte physique de l’activité, de la tâche ou de la structure de construction sur le site afin de prendre des décisions de conception plus éclairées et plus précises.

Son déploiement permet également des gains de productivité et une présentation efficace du futur bâtiment aux clients.

Dans ce contexte, les questions de recherche que nous abordons au sein de notre équipe de recherche sont liées à la modélisation et à la problématique de l’exploitation unifiée des données, informations et connaissances dans des environnements virtuels ou augmentés. Ce fonctionnement unifié permettra à terme de créer des guides de réalité augmentée et des formations en réalité virtuelle à partir de données communes pour aider les opérateurs et les salariés de l’entreprise.

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