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DOSSIER
cad-magazine - N° 154 - mars-avril 2010
DOSSIER
Réalité virtuelle :
les applications industrielles
La réalité virtuelle,
parlons-en
Mais de quoi s’agit-il ?
« La réalité virtuelle est un
domaine scientifique et
technique exploitant l’infor-
matique et des interfaces
comportementales en vue
de simuler dans un monde
virtuel le comportement
d’entités 3D, qui sont en
Les techniques de réalité virtuelle gagnent du terrain. Les
progrès majeurs en matière d’informatique, tant logiciel que
matériel, d’affichage stéréoscopique, ou encore de détection
de mouvement ont favorisé leur diffusion. On observe une
perméabilité des applications entre les mondes profession-
nels et grand public. Le succès du film Avatar, du portail web
Second Life, de la console de jeu Wii, l’arrivée prochaine
dans les magasins spécialisés d’écrans plats stéréoscopi-
ques… ne font qu’amplifier ce phénomène d’enrichissement
mutuel. Et les bureaux d’études ?
interaction en temps réel
entre elles et avec un ou
des utilisateurs en immer-
sion pseudo-naturelle par
l’intermédiaire de canaux
sensori-moteurs », telle est
la définition technique de la
réalité virtuelle (RV) admise
communément par les
acteurs du domaine. Deux
expressions sont à retenir,
l’immersion et l’interaction.
Il s’agit donc d’exploiter ces
deux paradigmes afin de
permettre à une ou plusieurs
personnes d’interagir avec
un mode virtuel à travers
une interface donnant l’illu-
sion de la réalité.
Sans rentrer dans le détail,
la RV s’appuie sur un
système d’affichage immer-
sif (un ou plusieurs écrans
orthogonaux les uns avec
les autres, lunettes stéréos-
copiques…), et sur une inter-
face capturant les actions
de l’opérateur (tracking de
position, joystick, manipula-
teur à retour d’effort, etc.).
L’application logicielle se
charge de calculer les inte-
ractions de l’opérateur avec
cet environnement virtuel et
d’en restituer, en temps réel,
le résultat sur les dispositifs
d’affichage immersif. Tech-
niquement, le sujet est parti-
culièrement vaste. Nous
invitons les lecteurs curieux
à se plonger dans « Le traité
de la réalité virtuelle »,
un ouvrage en cinq tomes
dirigé par Philippe Fuchs,
dont vous trouverez les
propos dans les lignes qui
suivent et édité par la librai-
rie technique de l’Ecole des
Mines de Paris.
Même le gouvernement s’intéresse à la réalité virtuelle ; François Fillon lors d’une visite chez Dassault Systèmes
à l’occasion de son annonce du plan numérique favorisant le très haut débit, s’initie aux joies de la 3D stéréoscopique.
37	 cad-magazine - N° 154 - mars-avril 2010
de 1,8x1 m, associés à
un manipulateur à retour
d’effort par câbles. Il est
employé pour simuler des
opérations de montage
comme l’installation d’un
moteur de vitre dans une
porte ou la dépose d’un
joint d’étanchéité et en
vérifier notamment l’aspect
ergonomique.
Comme l’explique Marc
Duval Destin, directeur de
la recherche et de l’ingénie-
rie du groupe, « la RV est
un outil utilisé au quotidien
par nos équipes. La salle
est constamment occupée
et une dizaine d’experts
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les séances projets pour les
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de style, ou des opérations
de process. Il faut compren-
dre qu’il ne faut qu’une ou
deux journées pour réaliser
une maquette virtuelle de
véhicule, contre plusieurs
semaines pour ne produire
qu’une partie de son équi-
valent physique comme
l’habitacle ! PSA utilise de
plus en plus la RV : 35 %
de plus sur la nouvelle
C3 par rapport à la C3
Picasso… »
En tête, le secteur
des transports
D’autres domaines que
l’automobile sont concer-
nés par la RV. Les construc-
teurs de navires emploient
la réalité virtuelle depuis
plusieurs années, notam-
ment pour des démonstra-
tions avant-vente et des
revues de conception. Le
fabricant de navires militai-
res DCNS, par exemple,
conçoit le poste de naviga-
tion opérationnel de son
dernier sous-marin d’atta-
que à l’aide d’un équipe-
ment de RV élaboré par la
société Clarté. Particula-
rité de cette installation, sa
duplication en deux exem-
plaires, l’une sur le site de
Cherbourg, l’autre à Lorient.
Cela permet un travail colla-
boratif entre deux person-
nes distantes géographi-
quement, un ingénieur et
un ergonome par exemple.
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ment virtuel (un grand écran
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Les bénéfices ? « Ces outils
améliorent la qualité de
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études en accord avec la
production », répond Geor-
ges Joab, directeur Navi-
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nécessité alors que les sous-
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projets en cours de dévelop-
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vrent une grande variété de
situation et de secteurs.
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dispose d’une salle de 500
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totalement dédiée à la
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Les principales applications de la VR dans l'industrie

  • 1. 36 DOSSIER cad-magazine - N° 154 - mars-avril 2010 DOSSIER Réalité virtuelle : les applications industrielles La réalité virtuelle, parlons-en Mais de quoi s’agit-il ? « La réalité virtuelle est un domaine scientifique et technique exploitant l’infor- matique et des interfaces comportementales en vue de simuler dans un monde virtuel le comportement d’entités 3D, qui sont en Les techniques de réalité virtuelle gagnent du terrain. Les progrès majeurs en matière d’informatique, tant logiciel que matériel, d’affichage stéréoscopique, ou encore de détection de mouvement ont favorisé leur diffusion. On observe une perméabilité des applications entre les mondes profession- nels et grand public. Le succès du film Avatar, du portail web Second Life, de la console de jeu Wii, l’arrivée prochaine dans les magasins spécialisés d’écrans plats stéréoscopi- ques… ne font qu’amplifier ce phénomène d’enrichissement mutuel. Et les bureaux d’études ? interaction en temps réel entre elles et avec un ou des utilisateurs en immer- sion pseudo-naturelle par l’intermédiaire de canaux sensori-moteurs », telle est la définition technique de la réalité virtuelle (RV) admise communément par les acteurs du domaine. Deux expressions sont à retenir, l’immersion et l’interaction. Il s’agit donc d’exploiter ces deux paradigmes afin de permettre à une ou plusieurs personnes d’interagir avec un mode virtuel à travers une interface donnant l’illu- sion de la réalité. Sans rentrer dans le détail, la RV s’appuie sur un système d’affichage immer- sif (un ou plusieurs écrans orthogonaux les uns avec les autres, lunettes stéréos- copiques…), et sur une inter- face capturant les actions de l’opérateur (tracking de position, joystick, manipula- teur à retour d’effort, etc.). L’application logicielle se charge de calculer les inte- ractions de l’opérateur avec cet environnement virtuel et d’en restituer, en temps réel, le résultat sur les dispositifs d’affichage immersif. Tech- niquement, le sujet est parti- culièrement vaste. Nous invitons les lecteurs curieux à se plonger dans « Le traité de la réalité virtuelle », un ouvrage en cinq tomes dirigé par Philippe Fuchs, dont vous trouverez les propos dans les lignes qui suivent et édité par la librai- rie technique de l’Ecole des Mines de Paris. Même le gouvernement s’intéresse à la réalité virtuelle ; François Fillon lors d’une visite chez Dassault Systèmes à l’occasion de son annonce du plan numérique favorisant le très haut débit, s’initie aux joies de la 3D stéréoscopique.
  • 2. 37 cad-magazine - N° 154 - mars-avril 2010 de 1,8x1 m, associés à un manipulateur à retour d’effort par câbles. Il est employé pour simuler des opérations de montage comme l’installation d’un moteur de vitre dans une porte ou la dépose d’un joint d’étanchéité et en vérifier notamment l’aspect ergonomique. Comme l’explique Marc Duval Destin, directeur de la recherche et de l’ingénie- rie du groupe, « la RV est un outil utilisé au quotidien par nos équipes. La salle est constamment occupée et une dizaine d’experts préparent continuellement les séances projets pour les évaluations d’architecture véhicule, de qualité perçue, de style, ou des opérations de process. Il faut compren- dre qu’il ne faut qu’une ou deux journées pour réaliser une maquette virtuelle de véhicule, contre plusieurs semaines pour ne produire qu’une partie de son équi- valent physique comme l’habitacle ! PSA utilise de plus en plus la RV : 35 % de plus sur la nouvelle C3 par rapport à la C3 Picasso… » En tête, le secteur des transports D’autres domaines que l’automobile sont concer- nés par la RV. Les construc- teurs de navires emploient la réalité virtuelle depuis plusieurs années, notam- ment pour des démonstra- tions avant-vente et des revues de conception. Le fabricant de navires militai- res DCNS, par exemple, conçoit le poste de naviga- tion opérationnel de son dernier sous-marin d’atta- que à l’aide d’un équipe- ment de RV élaboré par la société Clarté. Particula- rité de cette installation, sa duplication en deux exem- plaires, l’une sur le site de Cherbourg, l’autre à Lorient. Cela permet un travail colla- boratif entre deux person- nes distantes géographi- quement, un ingénieur et un ergonome par exemple. Tous deux sont immergés dans le même environne- ment virtuel (un grand écran d’affichage, des lunettes stéréoscopiques et un trac- king de leurs mouvements). Le premier peut prendre des mesures physiques, saisir des objets, les déplacer, y placer un mannequin et valider avec l'ergonome ses possibilités de mouvements et son champ de vision. Les bénéfices ? « Ces outils améliorent la qualité de conception et assurent un meilleur cadencement des études en accord avec la production », répond Geor- ges Joab, directeur Navi- res armés de DCNS. Une nécessité alors que les sous- marins de nouvelles généra- Pour qui ? Pour quoi ? Dans le domaine de la production manufacturière, la RV trouve naturellement deux voies d’applications majeures : la revue de projets en cours de dévelop- pement et la formation des opérateurs. Mais ces deux axes de simulation recou- vrent une grande variété de situation et de secteurs. L’automobile est sans doute le premier utilisateur de ces technologies. Le site PSA de Vélizy dédié au design dispose d’une salle de 500 m2 totalement dédiée à la réalité virtuelle et regrou- pant trois types d’installa- tions. La plus importante est un Cave, un espace cubique composé de cinq surfaces de projection de 5x3 m. L’immersion est renforcée par le port de lunettes stéréoscopiques. Le constructeur l’utilise pour simuler à l’échelle 1 et évaluer les intérieurs de véhicules en cours de déve- loppement, mais également des postes d’assemblage sur les lignes de production. Les revues de projets de véhicu- les complets s’appuient, elles, sur un écran stéréos- copique de 5x3,75 m permettant d’afficher gran- deur nature le véhicule et de tourner autour comme si vous l’aviez devant les yeux. D’ailleurs, le construc- teur dispose de plusieurs de ces écrans dans son centre ADN, preuve que les besoins sont importants… Le troisième équipement est un Holobench. Il s’agit de deux écrans orthogonaux L’utilisation de systèmes haptiques permet de simuler préci- sément des opérations d’assemblage ou de maintenance et donc de valider les concepts. (doc. CEA-List) La SNCF utilise la RV principalement pour la formation des opérateurs à la maintenance des voitures ou à des opérations dangereuses sur voies.