Quand l'usine passe à la réalité augmentée

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De Pokémon GO à l’usine, le transfert a été rapide. Loin de se limiter aux jeux vidéo, la réalité augmentée s’incruste dans l’industrie. En 2017, les industriels ont multiplié les preuves de concept, pilotes et mises en service de solutions reposant sur cette technologie. Safran a lancé un partenariat avec la start-up Diota pour réduire les erreurs dans l’installation des harnais électriques à bord des avions. Naval Group (ex-DCNS) a testé la réalité augmentée pour l’installation de la tuyauterie dans ses navires. Renault Trucks l’utilise de son côté pour le contrôle qualité de ses moteurs dans son usine lyonnaise… Derrière ces applications tous azimuts, un principe lumineux : disposer, en situation, des bonnes informations en temps réel. C’est ce qu’assure la réalité augmentée, en superposant au monde réel des informations contextuelles numériques sur l’écran d’une tablette, d’un smartphone ou de lunettes ou même directement sur l’objet concerné via un vidéoprojecteur. Développée depuis une dizaine d’années, testée en milieu industriel depuis quatre ou cinq ans, la réalité augmentée se déploie aujourd’hui grâce aux progrès des logiciels et des supports matériels associés.

Des applications multiples

La réalité augmentée permet d’avoir accès rapidement et sur place à des informations, notamment à l’historique et à la documentation des équipements industriels. Les applications les plus matures sur le terrain industriel sont la formation, la maintenance et le contrôle qualité. Mais il serait dommage de cantonner cette technologie à ces seuls usages. Car elle peut également aider l’opérateur à gagner en efficacité, par exemple, lors des assemblages et des montages complexes, comme chez Safran et Naval Group. Ce sont les multiples harnais électriques, mesurant jusqu’à 80?mètres dans un avion, pour le premier, et les centaines de milliers de kilomètres de tuyaux qui sillonnent un navire de guerre, pour le second, qui ont poussé ces industriels à chercher de l’aide du côté du virtuel. "Pour l’assemblage, la réalité augmentée répond aux tendances de flexibilité des usines, comme sur les chaînes multi-modèles", fait valoir Nicolas?Chantrenne, le directeur de la technologie chez Segula Technologies. Elle permet aussi de diminuer le nombre d’erreurs, le support de réalité augmentée enregistrant toutes les opérations effectuées. Ces informations peuvent être couplées aux données enregistrées par l’outil utilisé, comme la clé de serrage des vis. Elle peut même contribuer à rendre le poste plus attractif. Autre avantage, les industriels ont la possibilité d’élargir progressivement les applications de la réalité augmentée. Siemens a commencé, avec la start-up Daqri, par l’utiliser pour la formation de ses techniciens à l’assemblage du brûleur d’une turbine à gaz : les novices ainsi formés ont réussi à monter leur premier brûleur en moins d’une heure, contre une journée auparavant ! Enhardi par ce succès, le groupe souhaite désormais explorer l’apport de la réalité augmentée pour la maintenance des turbines.

Un panel de fournisseurs

Il existe de nombreuses solutions de réalité augmentée commercialisées par des entreprises françaises et même plusieurs fournisseurs spécialisés dans l’industrie. Plusieurs sont des start-up : Diota, issu du CEA, Robocortex, issu de l’Inria, Allucyne… D’autres sont des filiales de groupes spécialisés dans le logiciel, comme Diginext, filiale du spécialiste de la documentation 3D CS Communication & Systèmes, ou encore des PME comme Theoris, auxquelles il faut ajouter des sociétés d’ingénierie tels Schneider Electric et Actemium. Leur connaissance de l’industrie et des métiers constitue évidemment un critère important de choix parmi toutes ces solutions. Notamment pour fournir des scénarios d’usage sur mesure, comme enchaîner des tâches pour construire des processus de maintenance ou d’apprentissage. Diota est souvent cité pour les hautes performances de sa technologie. Mais si cette start-up a aujourd’hui des ambitions à l’international, c’est parce qu’elle a su créer un partenariat avec Segula Technologies afin de créer le contenu adapté aux besoins industriels. Quant aux performances techniques, "il n’y a pas de logiciel qui se détache vraiment des autres", juge Grégory?Maubon, le cofondateur de RA’pro, une association de promotion de la réalité augmentée, dont le site internet liste les fournisseurs de solutions.

Des supports variés

A la dimension logicielle, il faut ajouter le choix du support matériel. à côté des tablettes durcies, dont de nombreux types sont parfaitement adaptés aux solutions de réalité augmentée, on trouve bien sûr les casques et lunettes de réalité augmentée. Ces systèmes ont l’immense avantage de libérer les mains de l’opérateur. Et si certains spécialistes estiment qu’elles ne sont pas encore totalement prêtes pour tous les usages industriels, de plus en plus d’entreprises franchissent le pas tant ces équipements ont progressé. Renault Trucks, Naval Group et Ford (pour la conception) ont opté pour les lunettes HoloLens de Microsoft ; Siemens pour les casques de Daqri (conçus avec Intel). Là encore, il est possible de faire évoluer les supports, à l’image de Safran, qui a commencé par tester la solution de Diota sur tablettes avant de la porter sur HoloLens. Sans oublier que le classique vidéoprojecteur permet, lui aussi, d’avoir les mains libres. Dans tous les cas, vérifier que l’outil choisi dispose de l’autonomie énergétique et de la puissance de calcul nécessaires s’impose. Tout comme il faut s’assurer que la réalité augmentée pourra bien être utilisée à l’endroit souhaité : un mauvais éclairage, un environnement trop lisse dans lequel les formes se distinguent mal ou une connectivité limitée peuvent être rédhibitoires.

Un mouvement vers l’industrie 4.0

La réalité augmentée est l’une des briques technologiques de l’industrie?4.0. Il faut cependant bien veiller à ce qu’elle fonctionne avec les autres technologies digitales mises en œuvre dans l’entreprise. Des éditeurs de logiciels tels que PTC ou Capgemini intègrent directement des briques de réalité augmentée dans leur système d’information à destination des industriels. Côté compatibilité, des solutions logicielles et des outils matériels, les technologies de réalité augmentée sont soumises à une guerre des standards. D’autant plus que la réalité augmentée en est encore à ses débuts sur les lignes de production et que les technologies dans ce domaine évoluent rapidement. Ce manque de maturité peut inciter les industriels à temporiser avant de se lancer. Sans oublier que les premiers prototypes, apparus il y a une dizaine d’années, ont largement déçu.

Pourtant, la donne a changé. Algorithmes, puissance de calcul et capacités d’affichage se sont nettement améliorés, constate Patrick?Sayd, à la tête du Lab Vision du CEA List, sur le site de Nano-Innov, à Palaiseau (Essonne). "Toutefois, les industriels français, grands ou petits, restent frileux devant cette technologie dont le retour sur investissement est évidemment moindre que celui de la robotisation. Nos voisins allemands sont plus pragmatiques", ajoute-t-il. Si les technologies de réalité augmentée peuvent déjà apporter beaucoup, se lancer sans attendre permet surtout d’engranger de précieux retours d’expérience sur la façon dont les opérateurs s’emparent de la technologie et sur son intégration aux systèmes de l’entreprise. De quoi se préparer au mieux à l’avenir. Qui verra sans nul doute la réalité augmentée se diffuser dans tous les recoins de l’usine. 

Manuel Moragues et Philippe Passebon

Comment localiser le virtuel par rapport au réel

Dans le jeu vidéo Pokémon GO, la réalité augmentée repose sur les données GPS, la boussole interne et les accéléromètres du smartphone. Un niveau de précision très insuffisant pour des applications industrielles ! Afin de localiser précisément un objet donné et superposer des informations au bon endroit, il est possible d’utiliser des marqueurs. Mais la solution optimale reste évidemment la reconnaissance d’images, à laquelle sont associées trois briques technologiques. Tout d’abord, l’"edge based tracking", sur lequel s’appuient les solutions actuelles : le logiciel reconnaît son environnement à partir d’un modèle 3D pré-enregistré, ce qui permet par exemple de créer des scénarios pour enchaîner des tâches. Ensuite, il y a la cartographie de l’environnement en temps réel, grâce à laquelle on peut intégrer de nouveaux éléments ou créer une maquette 3D, ce que savent faire les lunettes HoloLens. Enfin, la géolocalisation sans GPS, elle, va au-delà de la reconnaissance de l’environnement puisqu’elle donne une information sur la distance existant entre l’acteur et son environnement. 

Santé, auto, conception, production... Les nouveaux usages de la simulation 2 / 10