DCNS teste la réalité virtuelle collaborative

J'ai participé cette semaine aux premiers essais de réalité virtuelle collaborative menés par DCNS entre ses bureaux d'études de Cherbourg et de Lorient. En route pour une plongé au cÅ“ur du futur sous-marin nucléaire d'attaque Barracuda.


Cherbourg, la pluie, les parapluies, l'arsenal, la Marine nationale, les sous-marins ... et la réalité virtuelle. Au-delà des clichés de cette énumération à la Prévert, j'y ai fait cette semaine un bond en avant dans le temps, en visitant dans les bureaux d'études de DCNS, le Poste Central Navigation et Opérations (PCNO) du premier des six futurs sous-marins nucléaires d'attaque de classe Barracuda, qui sera livré à la Marine nationale en 2017.

Une escapade dans le futur rendue possible par la magie de la réalité virtuelle. « Nous explorons les apports de la réalité virtuelle depuis une douzaine d'année et nous l'utilisons réellement au quotidien au sein de notre département ingénierie depuis 2006, date d'ouverture de notre centre de réalité virtuelle sur le site de Lorient », explique Yves Le Therisien, responsable réalité virtuelle de DCNS. (voir notre reportage de juillet 2006)

Au-delà de la CAO et de la maquette numérique, la réalité virtuelle aide DCNS a anticiper les problèmes en apportant une meilleure compréhension des besoins clients et une meilleure maîtrise des environnements complexes et denses d'une navire de guerre. « C'est en effet un environnement immersif, interactif et temps réel, qui permet de regrouper l'ensemble des parties prenantes d'un projet, du concepteur au futur utilisateur, et de les plonger au cÅ“ur du produit dans un mode facilement compréhensible par tous ». De cette confrontation de points de vue, intervenant très tôt dans le cycle de développement du produit, naissent des discussions, des idées et des solutions, qui évitent de nombreux problèmes coûteux à résoudre s'ils avaient été identifiés beaucoup plus tard dans la phase de conception, voire de fabrication ou d'utilisation.

Reste que l'utilisation de telles plates-formes nécessite la disponibilité des experts capables de répondre aux interrogations de chacun et de donner des avis éclairés pour arbitrer des choix entre les besoins souvent antagonistes des différents acteurs. « C'est particulièrement vrai dans le métier de l'emménagement des locaux où nous devons positionner au mieux les équipements, afin d'en faciliter l'utilisation par des équipages toujours plus réduits, tout en tenant compte des problèmes d'ergonomie, de fatigue musculaire, de confort, mais aussi d'accessibilité pour le montage et de démontage, etc. En phase d'avant-projet, cela peut concerner jusqu'à un millier d'objets pour un bâtiment tel le Barracuda (100 m de long, 8,8 m de diamètre pour 5 300 tonnes) », explique Isabelle Lecanut, chef de projet plate-forme du Barracuda.

Mutualiser les experts

Hors les experts de DCNS sont répartis sur les 14 sites du groupe en France, dont 4 pour la seule ingénierie, et les clients ont aux quatre coins du monde. D'où l'idée d'appliquer le travail collaboratif aux outils de réalité virtuelle, afin de mutualiser les experts et d'éviter des déplacements toujours dispendieux et gourmands en temps.

« Nous disposons depuis 2006 à Lorient de deux équipements de réalité virtuelle, une salle de visualisation de 30 places avec un écran semi-cylindrique de 7 x 3 m et une salle de travail collaboratif de 15 places équipée d'un écran plat de 2 x 2,5 m doté d'un tracking de position de l'opérateur. Nous inaugurons aujourd'hui la salle de travail collaboratif en réalité virtuelle de 25 places de Cherbourg, qui est dotée d'un écran plat de 2,1 x 2,8 m avec tracking de position de l'opérateur. Ainsi les équipes d'ingénierie basées à Lorient et Cherbourg peuvent-elles interagir en temps réel sur la maquette en réalité virtuelle d'un local, tout en voyant dans la maquette l'avatar de leur interlocuteur », explique Yves Le Therisien. L'ensemble des investissements faits autours de la réalité virtuelle représente 1 millions d'euros hors bâtiments.

Comment cela fonctionne-t-il ? Déjà on ne travaille pas directement dans la maquette numérique CAO créée par Cadds 5 de PTC., mais dans une maquette 3D créée spécifiquement pour la réalité virtuelle à l'aide du logiciel de visualisation et de collaboration ProductView du même éditeur. Le tout est exploité en format VRML à l'aide du MultiUser VR Pack de Virtools, maintenant chez Dassault Systèmes. Les objets techniques contenus dans cette maquette numérique spécifique peuvent être dotés d'un comportement et déplacés à volonté par les utilisateurs. Avant toute séance de travail collaboratif, cette maquette numérique spécifique doit être téléchargée sur les deux sites et synchronisée. Seules les informations de modifications sont alors transmises pour synchroniser les deux maquettes, ce qui limite fortement les volumes de données à transmettre. De plus, une liaison audio entre les deux sites vient compléter le dispositif. Le tout fonctionne à travers l'intranet sécurisé à 5 Mb de DCNS. Notons d'ailleurs que la plupart des problèmes de fonctionnement rencontrés porte sur des coupures de liaison et non pas sur la taille des tuyaux.

Pourquoi ne pas travailler directement dans la maquette numérique CAO ? « Lors des phases d'emménagement des locaux nous n'avons pas besoin de tous les détails techniques de tous les objets présents, mais uniquement de leurs encombrements et de leurs postions relatives. Ce qui permet de réduire la taille de la maquette numérique. De plus, il ne s'agit pas de modifier la conception des objets, mais d'étudier et de valider des positionnements relatifs. Nous n'avons donc pas besoins des fonctions CAO. Par contre, nous avons besoin de l'aspect réel des objets, par exemple la vue réaliste de l'interface utilisateur d'un écran d'ordinateur sur une console. Enfin, nous voulons positionner et faire évoluer des mannequins représentant les opérateurs dans le local, notamment pour évaluer des champs de vision. Autant de choses qui n'existent pas dans la maquette CAO », explique Yves Le Therisien.

En plongé toute !

La démonstration qui m'a été faite concernait l'emménagement du Poste Central Navigation et Opérations (PCNO) du sous-marin nucléaire d'attaque Barracuda. Il s'agissait de valider la position d'un opérateur et d'évaluer l'impact de son implantation sur les champs de vision des autres opérateurs.
Le concepteur basé à Cherbourg devait se faire aider pour cela par l'ergonome basée à Lorient. Le concepteur place le mannequin de son opérateur dans la position qui lui semble correcte, tout en vérifiant l'accessibilité au poste, ses zones de vision, ses zones de préhension, la communication inter-opérateurs... L'ergonome peut à tout moment prendre la main pour donner son point de vue, vérifier des cotes ou des accessibilités. Chacun des deux opérateurs voit dans sa salle l'avatar de son collègue qui se déplace dans la scène et les actions qu'il y fait. C'est la téléprésence. Il comprend ainsi mieux la vision que l'autre a de la scène, de plus il peut pointer à l'aide de son manipulateur une zone pour expliquer son propos. « Autant d'outils qui évitent les dialogues de sourds », constate Yves Le Therisien.

Une fois les experts d'accord, les positions respectives des équipements et opérateurs sont enregistrées, afin d'être communiquées aux concepteurs chargés de les définir dans la maquette CAO. Différentes vues 2D seront aussi réalisées pour matérialiser les prises de décisions.

Le projet Part@ge

Ces outils de travail collaboratifs répondant au doux nom de Karv (Kit pour l'aménagement en réalité virtuelle), ont été développé par le Pôle de réalité virtuelle Clarté pour le compte de DCNS dans la cadre du projet Part@ge. Un projet financé par l'ANR et labellisé par le Pôle de compétitivité Image et Réseaux. « Sans dévoiler de secrets, d'autres packages métiers pour l'aide à l'ergonomie, au design etc. sont en cours d'étude », confie Jean-Louis Dautin, directeur de Clarté. Le projet Part@ge, qui regroupe des industriels comme France Telecom, Renault, Thales, l'Inria... mobilise un budget de 6 M€ sur une durée de trois ans et devrait s'achever fin 2009.

Et les idées pour rendre ces outils encore plus conviviaux ne manquent pas. On évoque par exemple la possibilité de rendre les avatars de téléprésence des opérateurs beaucoup plus réaliste, allant même jusqu'à afficher en temps réel l'expression du visage du collègue. Vous pourrez alors juger par vous-même l'effet produit par votre modification !

« Ces outils ne sont pas des gadgets, mais de réels outils de travail destinés à augmenter au quotidien notre productivité en supprimant les déplacements inutiles, à améliorer la qualité de nos études en détectant très tôt dans le processus de développement les problèmes potentiels et en impliquant fortement nos clients finaux dans les prises de décision importantes. Cela fait aussi partie de ce qui nous permet de réaliser en 10 ans un sous-marins beaucoup plus gros et complexe que la génération précédente qui avait demandé 15 ans de travail et des budgets beaucoup plus conséquents », conclut Georges Joab, directeur de l'ingénierie.

A la semaine prochaine

Pour en savoir plus : http://www.dcnsgroup.com & http://www.clarte.asso.fr

Jean-François Prevéraud, journaliste à Industrie & Technologies et l'Usine Nouvelle, suit depuis plus de 27 ans l'informatique industrielle et plus particulièrement les applications destinées au monde de la conception (CFAO, GDT, Calcul/Simulation, PLM...). Il a été à l'origine de la lettre bimensuelle Systèmes d'Informations Technologiques, qui a été intégrée à cette lettre Web hebdomadaire, dont il est maintenant le rédacteur en chef.

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