Réalité virtuelle/réalité augmentée : comment le gadget devient indispensable

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Réalité virtuelle/réalité augmentée : comment le gadget devient indispensable

Introduction

La réalité virtuelle (VR) et la réalité augmentée (AR) sont deux technologies très proches qui font actuellement un tabac dans l’industrie vidéoludique en général.

Pour rappel, l’AR permet de superposer des images virtuelles sur le monde réel, tandis que la VR isole complètement l’utilisateur du monde réel pour le plonger intégralement dans un monde virtuel. Les deux technologies permettent une expérience très immersive dans des éléments virtuels en prenant en compte certains mouvements de l’utilisateur. Les applications les plus évidentes sont notamment le cinéma et le jeu vidéo, et les acteurs industriels concernés l’ont bien compris. Grâce à un développement progressif depuis 1950 et quelques produits isolés (Sensorama, Dataglove…), le premier gros projet grand public sort en 2016 : l’Oculus Rift de Facebook qui a racheté la société Oculus VR en 2014.

La réalité virtuelle domine dans le jeu vidéo

De nombreuses sociétés numériques se lancent dans la commercialisation de casques VR. Facebook (casques Oculus), Sony (PlayStationVR), Samsung (Samsung Gear VR), HTC (HTC VIVE en partenariat avec Valve) en sont les plus gros exemples. Les ventes de casque VR ont globalement augmenté de 30% en 2018 par rapport à 2017, même si le marché hors jeu vidéo est en baisse. En effet, les casques destinés aux smartphones sont en chute libre (baisse de vente de plus de 50% par rapport à 2017) pendant que les casques destinés à un public pur gamer réussit à contrebalancer totalement cette baisse avec l’explosion des casques Sony et Oculus. Des casques totalement autonomes conquièrent le marché. L’Oculus Go se place dès sa sortie en mai 2018 à un niveau de vente comparable aux casques de Sony qui profite pourtant de son implantation importante sur le marché du jeu vidéo.

La réalité augmentée, un résultat plus marginal

Le marché des casques AR est plus marginal (seulement 3% du marché combiné AR/VR). Le marché connaît une croissance assez lente, que ce soit sur des applications vidéoludiques ou industrielles. En effet, la plus grande réussite vidéoludique de casques de ce type est le Star Wars Jedi Challenge de Lenovo. L’essor des casques AR destinés au vidéoludique sont en partie freinés par des exemples de grosses marques qui n’arrivent pas à développer un produit viable. On notera par exemple le projet Google Glass (de Google) en test depuis 2014 qui a refroidi les potentiels fabricants dans le lancement de casques équipés de technologie AR.

Cependant, le marché de l’AR ne s’arrête pas aux casques. Il explose dans le domaine du jeu vidéo où la réalité virtuelle est peu efficace : les smartphones. L’exemple le plus connu est évidemment le jeu Pokémon Go développé par Niantic qui a cumulé 800 millions de téléchargements sur l’année 2018.

Des opportunités naissantes : un nouveau marché

Pourtant les technologies VR et AR s’ouvrent à d’autres marchés encore plus prometteurs que le jeu vidéo : l’industrie. De gros industriels de tous secteurs se sont déjà équipés de technologies de réalité virtuelle ou augmentée pour des applications très variées : maintenance, marketing, conception, formation, assistance à la production…. Ce marché est encore un marché de niche pour les technologies VR et AR, mais la variété quasi infinie des applications possibles dans l’industrie a convaincu certains équipementiers de se focaliser sur ce marché et ces applications.

 

L’Oréal : comment former sans mettre en danger ?

Dans une entreprise, on essaie de limiter le risque d’accident au maximum. Cependant il est impossible de le supprimer totalement. Dans l’industrie chimique, les accidents sont rares. Cependant, leur gravité peut être importante et créer des situations où seul l’opérateur peut agir pour se sortir d’une situation critique. La formation est en général théorique, car on ne peut pas se permettre une mise en situation dangereuse pour une formation.  

Le site de production Chimex (filiale de L’Oréal située à Mourenx près de Pau) a donc investi dans des équipements de réalité virtuelle. L’objectif est de former ses opérateurs à réagir correctement dans ces situations de crise qui ont une probabilité d’occurrence très faible.

L’expérimentation pour assimiler des tâches complexes ou dangereuses

La formation des opérateurs du fabricant de produits cosmétiques passe par un compagnonnage et par la lecture d’un document de formation. Si cette méthode est efficace pour appréhender les situations courantes ou occasionnelles, elle échoue dès qu’un événement est rare et complexe. C’est pour ces situations que la réalité virtuelle a été intégrée au processus de formation.

Le principe est simple : pour retenir des successions complexes d’actions, rien n’est plus efficace que de les expérimenter. Un document aussi précis soit-il ne permet pas de retenir la procédure nécessaire pour agir dans une situation d’urgence.

« L’expérience immersive favorise la mémorisation des étapes car elle place les opérateurs dans leur environnement de travail” explique Laurence Langrand, Chief Digital Officer de Chimex. De plus, c’est le seul moyen de pratiquer des scénario catastrophe comme par exemple un accident nécessitant l’arrêt d’urgence d’un réacteur de polymérisation.

Un projet rapide et peu coûteux

La numérisation de l’environnement de travail a été faite par photogrammétrie. En effet, la méthode traditionnelle par scanner laser est impossible dans un environnement chimique soumis à la réglementation ATEX. De plus, la réalisation plus précise d’un développement CAO est trop long et coûteux. L’opérateur évolue donc sur son poste virtuel de travail grâce à un casque HTC Vive et peut être soumis à trois scénarios catastrophe différents.

Le projet, lancé en janvier 2019, n’a duré que 3 semaines pour un budget total d’environ 10 000€. Il a permis de maintenir des formations peu coûteuses et régulières pour ces situations d’urgence. Ainsi, en cas d’incident, l’opérateur a forcément eu une expérience récente similaire. Il est ainsi capable de réagir. On remplace un vague souvenir d’un document lu il y a plusieurs années par une expérience marquante récente.

A terme, l’objectif est de remplacer toutes les réactions instinctives des opérateurs lors d’une situation d’urgence par des actions réfléchies et maîtrisées qui s’adapteront à l’événement.

Un moyen qui se démocratise

D’autres types de formations ne sont possible que par réalité virtuelle. Par exemple Sanofi (industrie pharmaceutique) qui possède un site près de Chimex, utilise la réalité virtuelle pour former les opérateurs à leur poste de travail avant même la mise en place de la ligne de production. Cette prouesse est possible grâce aux fichiers CAO qui sont nécessaires à la construction de l’usine. Avec un investissement faible, Sanofi s’assure de la présence d’opérateurs qualifiés à 100% dès le lancement de son nouveau site.

 

Renault Trucks : un contrôle qualité trop complexe

Dans l’industrie, les applications possibles de la réalité augmentée sont encore plus variées que la réalité virtuelle. Le contrôle qualité par exemple est un domaine privilégié pour la réalité augmentée. En effet, l’assistance possible est à très forte valeur ajoutée.

Des contrôles variés et de nombreux produits

Le contrôle qualité se doit d’être précis. L’objectif est évidemment de détecter toute non-conformité avant sortie d’usine. Or sur un produit aussi complexe qu’un moteur de camion, le risque d’erreur est important. Une non qualité peut facilement passer inaperçue dans des contrôles aussi divers et nombreux. De plus, une difficulté supplémentaire s’ajoute chez Renault Trucks : la variété des modèles produits. Un moteur différent à chaque contrôle et des contrôles différents à chaque moteur. Un risque d’erreur élevé donc avec des conséquences qui peuvent être importantes. Le besoin d’une solution permettant de réduire ce risque de non détection est donc bien réel.

Une solution de contrôle visuel efficace

L’entreprise s’est donc tournée vers la réalité augmentée pour réduire ce risque. Après un premier prototype testé par une vingtaine de techniciens, le projet est accepté. Renault Trucks crée une zone pilote dans l’usine de Vénitieux (à côté de Lyon).

Le contrôle est désormais effectué avec un casque HoloLens qui projette un modèle 3D légèrement simplifié du moteur sur le moteur réel. Le modèle peut être manipulé par commande vocale ou gestuelle, en faisant par exemple apparaitre ou disparaitre des éléments. L’opération est donc très simplifiée et fonctionne par comparaison directe entre la CAO de définition et le moteur à contrôler. A cela s’ajoutent par des indications visuelles (vert/rouge) de ce qui est souhaité ou non sur la pièce en question. Le travail par comparaison est bien plus simple qu’avec un plan du moteur et ce quelle que soit sa complexité.

De plus ce mode de contrôle permet de facilement intégrer des rappels sur la procédure de contrôle, de branchement, sur les correctifs etc.

Une simplification du poste grâce aux suppressions de plans

Enfin, le bilan est positif également en terme d’ergonomie : le contrôle nécessitant les deux mains du technicien, grâce au contrôle HoloLens, il n’a plus à manipuler de plan ou de procédure écrite à la main.

Le succès est tel que Volvo (groupe auquel appartient Renault Trucks) envisage de diffuser ce moyen de contrôle dans ses autres usines. Le groupe propose même d’intégrer la réalité augmentée à d’autres domaines : formation, aide au montage ou aide à la maintenance par exemple.

 

Conclusion

L’industrie commence à utiliser la réalité virtuelle et augmentée dans de nombreux domaines. Chaque technologie a son domaine de prédilection. La réalité virtuelle est surtout utilisée pour la formation ou l’aide à la conception via des prototypes virtuels, tandis que la réalité augmentée s’applique dans les domaines liés plus directement à la production : contrôle, assistance à la maintenance ou au montage par exemple.

L’aide à la maintenance ou au montage peuvent en effet être implémentées de manière similaire à l’assistance au contrôle vue précédemment chez Renault Trucks. La digitalisation des procédures de travail (gammes de fabrication, procédure de maintenance) en est à la base. Couplé à des modèles 3D du produit on peut créer des gammes visuelles et interactives qui vont par exemple donner en surbrillance la position d’un rivet spécifique, ou encore la façon dont il doit être mis, guider un technicien pour le nettoyage d’un filtre etc.

Des entreprises prêtes à répondre à ces nouveaux besoins

Les applications sont presque infinies et des nouveaux business modèles apparaissent même. Grâce à ces technologies, un opérateur ou un technicien peut réaliser des opérations de maintenance pour lesquelles il n’est pas totalement qualifié, avec une assistance visuelle immersive d’un technicien qualifié à distance. Un fabricant de machine dont le client est équipé des moyens appropriés peut éviter de déplacer un technicien chez le client pour réaliser une maintenance curative suite à une panne par exemple.

Des résultats : un gain en compétitivité qui devient indispensable

On pourra retenir que 82% des entreprises ayant déployé des technologies AR ou VR ont obtenu des résultats qui atteignent ou dépassent leurs attentes, mais surtout que les gains réalisés sont importants : 75% des entreprises étudiées dans le cadre d’une enquête de Capgemini en tirent plus de 10% de bénéfices opérationnels. Cette même étude montre également que c’est en majorité les entreprises à fort chiffre d’affaire qui s’équipent de matériel de ce type (73% des entreprises participantes ont déclaré un chiffre d’affaires supérieur au milliard de dollars). Ces chiffres montrent bien qu’encore aujourd’hui, les technologies AR et VR sont vues comme des gadgets, essayés seulement par les entreprises qui ont beaucoup de moyens. Cependant les résultats sont présents et dans la grande majorité des cas justifient un investissement massif. Le gadget est lentement en train de devenir indispensable.

Rédigé par Valentin DUPONT (ICAM), consultant chez Baldwin Partners.

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