Le battage médiatique autour du métavers lancé par Meta a replacé la réalité virtuelle au cœur de l’actualité. Si beaucoup d’entreprises n’ont pas encore véritablement défini leur stratégie vis-à-vis de ces nouveaux mondes virtuels, la montée en puissance des jumeaux numériques dans l’industrie est incontestable. Faciliter le partage des données 3D est un moyen de faire coopérer des équipes parfois situées dans différents continents et, surtout, d’accélérer le «time to market».
Ce que l’on appelle le «collaborative design» était une approche jusqu’ici accessible aux seuls industriels pouvant investir des centaines de millions de dollars dans de grandes plateformes PLM (Product lifecycle management). L’essor du cloud et la disponibilité de logiciels SaaS (Software as a service) sont venus bousculer les forces en présence. Une PME ou une start-up peut travailler en 100% cloud sur des outils comme PTC Onshape et Solidworks Cloud, offrant des capacités de conception et de collaboration très avancées depuis un simple navigateur web…
Salomon - Partager des infos 3D avec les fournisseurs
Grâce à la 3D, Salomon et ses fournisseurs ont accéléré le processus de création des modèles. © D.R.
Salomon a recours à la 3D depuis plusieurs années pour son activité sports d’hiver : création des skis, des fixations, des coques de chaussures... L’usage des fichiers est réservé aux ingénieurs. Côté design, la marque mise sur la 3D pour accélérer son processus de création. «Les designers travaillent en numérique. Ils mettent en volume les intentions de design et les importent vers l’ingénierie, explique Émilien Arbez, le responsable de la création digitale des produits. Nous utilisons la plateforme collaborative d’Emersya, une solution conçue pour l’e-commerce. Nos partenaires n’ont pas à déployer d’application 3D spécifique. Nous leur envoyons un lien et le viewer de notre plateforme leur donne accès très simplement au contenu.»
Cette approche a permis à Salomon de réduire significativement le nombre d’échanges avec ses fournisseurs en Asie. Pour concevoir un modèle de chaussures, la marque est passée d’une moyenne de douze séances de partage d’informations avec ses fournisseurs à seulement trois. «Nous gagnons jusqu’à quatre semaines sur la validation du moule qui servira à la production», se félicite Émilien Arbez.
«Dans la formation professionnelle, par exemple, les petites universités et les IUT sont demandeurs de technologies 3D afin de revoir leur pédagogie, souligne Julien Castet, à la tête de la R&D d’Immersion. Nous travaillons sur des dispositifs de traitement des données 3D moins coûteux. Il y a cinq ans, ces pipelines mettaient en œuvre le logiciel Catia et les solutions TechViz, extrêmement chers. Aujourd’hui, des éditeurs spécialisés dans les jeux vidéo s’intéressent à ce marché, avec des solutions à la fois très puissantes et des modes de traitement des données 3D rapides et simples.»
L’expert évoque notamment l’acquisition de la pépite française Pixyz par Unity, un éditeur de moteurs 3D tout droit venu du monde du gaming : «La solution de Pixyz permet de publier des modèles de CAO en quelques clics avec un nombre réduit de polygones, donc compatibles avec le temps réel, et qui peuvent être affichés dans un casque de réalité virtuelle (RV). Cela n’existait pas il y a quelques années.»
Immersion en réalité virtuelle
Ces nouvelles approches grâce auxquelles il est possible d’afficher un contenu 3D sur n’importe quel terminal se retrouvent aussi au niveau des périphériques d’affichage xR (acronyme d’extended reality, ou réalité étendue, qui comprend la réalité virtuelle, la réalité augmentée et la réalité mixte). L’arrivée au début des années 2010 du casque RV Oculus Rift, développé par une start-up américaine rachetée par Meta en 2014, a fait bouger les lignes d’un marché jusqu’alors réservé aux chercheurs et à quelques cas d’usage très limités, du fait du coût de ces équipements. Ce symbole de la démocratisation de la RV se décline aujourd’hui en produits Meta, notamment le Meta Quest Pro à moins de 1800 euros et le Meta Quest 2, destiné au grand public, à 550 euros.
Renault - Au-delà de la CAO, la 3D gagne tous les métiers
Une personne équipée de lunettes VR peut partager sa vision en 3D avec des collaborateurs distants. © Renault
Fin 2021, Renault a lancé le projet Renaulution Virtual Twin, avec la migration de son infrastructure PLM sur l’offre 3DExperience de Dassault Systèmes. «Partout dans le monde, n’importe quelle équipe dispose de l’accès aux données d’un véhicule et peut commencer à collaborer avec les autres équipes», explique Stéphane Régnier, le responsable simulation immersive et réalité virtuelle du groupe. La solution apporte à l’industriel des solutions de visualisation robustes et rapides pour passer facilement de la maquette numérique à la maquette de visualisation. Un ingénieur peut avoir accès à la maquette numérique et afficher ce modèle 3D dans un casque VR.
«Nous déployons ce type de systèmes sur les plateaux de projet. Mais ils ne vont pas remplacer les salles de revue de projet équipées de systèmes de visualisation grand format», remarque Stéphane Régnier. L’industriel organise de plus en plus des réunions hybrides avec des participants en réalité virtuelle, des personnes en salle, mais aussi des utilisateurs sur Microsoft Teams. «Une personne peut s’asseoir dans un siège ergonomique reproduisant la position de conduite d’un véhicule virtuel. Elle voit sur ses lunettes VR le mock-up [interface utilisateur, ndlr] du véhicule. Cette image est partagée avec les autres participants dans la salle et avec les utilisateurs distants via un retour vidéo sur Teams.»
Le casque VR s’est posé en alternative aux salles de réalité virtuelle, les Cave (pour Cave automatic virtual environment), qui offrent des capacités d’immersion impressionnantes, mais à un coût qui peut atteindre plusieurs dizaines, voire centaines de milliers d’euros. Ces salles n’ont été mises en œuvre que par quelques grandes entreprises et sont restées inaccessibles à la majorité des industriels faute d’un retour sur investissement rapide.
«Les technologies issues du marché grand public sont extrêmement intéressantes et le monde du jeu est à l’origine de beaucoup de R&D dans le domaine de la xR. Notre volonté est de rendre agnostiques les solutions, afin de pouvoir les exploiter sur différentes plateformes correspondant aux cas d’usage de nos clients. L’arrivée de casques VR grand public a été un élément déclencheur. Le marché s’élargit et passe des grands industriels à leurs sous-traitants de rang 1, 2 ou 3», argumente Jean-Claude Jaury, le responsable des ventes de salles immersives et collaboratives d’Immersion.
Des casques à perfectionner
En parallèle à cette évolution est apparue la réalité mixte, alliant réalité augmentée et réalité virtuelle. Microsoft s’est positionné sur ce créneau en 2015 avec son casque HoloLens et d’impressionnantes démonstrations de design collaboratif. Casque sur la tête, plusieurs intervenants pouvaient travailler simultanément sur un même modèle 3D complexe. Le groupe américain a publié en 2021 une préversion du logiciel Mesh permettant de mener un travail collaboratif en réalité augmentée et d’imaginer des cas d’usage de cette technologie. Mais les capacités techniques décevantes d’HoloLens ont fait comprendre aux experts qu’un tel scénario était encore illusoire.
Engie - La réalité mixte pour dé-siloter les données de simulation des fluides
Équipés d’un casque HoloLens, les opérateurs d’Engie peuvent interagir sur un modèle en 3D. © Giovanni Ambrosio
Les laboratoires de R&D d’Engie testent de multiples technologies susceptibles de répondre aux besoins opérationnels des clients industriels du groupe. Outre les exosquelettes et les drones, ils ont travaillé sur les usages de la réalité étendue afin de faciliter la collaboration et l’accès aux données de simulation numérique. «Nous nous sommes intéressés à la réalité mixte au moment de l’arrivée du casque HoloLens de Microsoft, rapporte Guy-Alexandre Grandin, le responsable adjoint du laboratoire efficacité énergétique industrielle et chef du programme Smart factory de l’Engie Lab Crigen. Elle nous a semblé plus intéressante que la réalité virtuelle, car elle est ancrée dans le réel. L’idée était de fournir à l’opérateur un outil qui lui apporte une véritable plus-value.»
Les chercheurs ont exploité HoloLens pour dé-siloter les données de simulation CFD (Computational fluid dynamics, ou simulation de la dynamique des fluides) de combustion des fours industriels ou d’écoulement autour des pales d’éoliennes et pour les mettre à la disposition des collaborateurs. «Pouvoir naviguer librement dans les millions de points calculés, cela change tout, estime Guy-Alexandre Grandin. L’utilisateur peut zoomer, sélectionner une valeur en un point précis. C’est interactif et très efficace.» Le mode connecté de l’application permet de créer une chaîne complète d’exploitation du jumeau numérique d’un procédé complexe. En mode déconnecté, il est possible d’aller sur le terrain dans des zones blanches afin d’évaluer des problèmes de conformité des projets en phase de prédesign, d’audit ou de réception.
L’arrivée d’HoloLens 2, une version beaucoup plus opérationnelle que la précédente, a permis quelques déploiements prometteurs. Cependant, trois ans après son lancement, Microsoft Mesh est toujours en préversion, ce que déplore Philippe Boulanger, le président d’Innoteo, une société spécialisée dans la réalité mixte : «Si le logiciel est toujours en version bêta, c’est parce que le marché n’est pas prêt. Au-delà de la pandémie de Covid, des problèmes de supply chain et de la crise de l’énergie, le moment n’était pas opportun de proposer cet outil aux industriels. Les technologies collaboratives font leur chemin, mais plutôt via des tablettes, car les entreprises privilégient une rentabilité rapide.»
Le pragmatisme et le coût encore élevé du casque ont douché les ambitions de nombreux industriels. Alors que Microsoft restructure ses activités et que des doutes pèsent sur le lancement prochain d’un HoloLens 3 – certains annonçant même un arrêt du programme –, la réalité mixte est clairement en quête d’un second souffle. Celui-ci pourrait bien venir du grand rival historique du géant de l’informatique, Apple, dont le casque de réalité mixte devrait être présenté lors sa Worldwide developers conference (WWDC), en juin.
iFollow - 100% collaborative design dans le cloud
Les robots d’iFollow sont conçus de bout en bout sur une plateforme de CAO dans le cloud. © iFollow
Spécialiste de robotique logistique, la start-up iFollow s’appuie sur une solution de CAO dans le cloud pour concevoir la mécatronique et réaliser la simulation de ses produits. Les quelque 1200 pièces de chaque robot mobile autonome sont gérées via la solution Onshape de PTC. Tous les composants des cartes électroniques sont modélisés. «J’ai longtemps travaillé sur un logiciel de CAO conçu dans les années 1980. Vouloir faire de l’industrie 4.0 avec une telle solution est particulièrement complexe, témoigne Maxime Serret, le directeur des opérations d’iFollow. L’ergonomie est inadaptée et la collaboration sur les fichiers difficile. Nous avons choisi Onshape afin de bien traiter ce volet collaboration. Nous n’avons plus de fichiers à gérer. Nous pouvons travailler librement à plusieurs sur un même design, commenter les conceptions, les valider.» L’approche cloud permet d’avoir accès aux fichiers depuis n’importe quel ordinateur, de montrer le modèle 3D au chef de production sur un téléphone. De même, il est possible d’envoyer un simple lien vers une pièce 3D aux commerciaux.
« Aujourd’hui, tous les systèmes PLM sont accessibles directement sur le web »,
Frédéric Zeller, architecte de solutions industrie 4.0 chez LTIMindtree
Le design collaboratif se démocratise-t-il dans l’industrie ?
Il faut bien distinguer la collaboration passive de la collaboration active. Dans le premier cas, on distribue le plus largement un possible un modèle 3D statique du produit au sein de l’entreprise ou d’un écosystème. Pour la collaboration active, les utilisateurs de plusieurs entités peuvent enrichir un même assemblage et faire ce que l’on appelle du «concurrent engineering».
Quelles sont les solutions à mettre en œuvre ?
Elles sont totalement différentes. Pour la diffusion d’un modèle 3D passif, on peut utiliser des moteurs de jeu, des solutions venues de l’e-commerce ou des visionneuses 3D légères, en fonction de la cible visée : un partenaire industriel, le marketing, les clients eux-mêmes. Auparavant, cela supposait d’appliquer des traitements lourds aux modèles CAO. Aujourd’hui, tous les systèmes PLM sont accessibles directement sur le web.
Pourquoi cette approche n’est-elle pas davantage diffusée ?
Il y a toujours une grande difficulté sur laquelle butent les grands industriels : partager un même modèle 3D pose des problèmes d’hétérogénéité des solutions, de propriété intellectuelle et de cybersécurité. La démocratisation du design collaboratif n’est plus une question technique, mais relève de la politique d’entreprise vis-à-vis des accès au PLM.
Propos recueillis par Alain Clapaud
