Dans le BTP, la réalité augmentée joue les passe-muraille

Imaginons que vous fassiez partie d’une équipe responsable de la construction d’un nouvel immeuble de bureaux : en milieu de projet, vous êtes sur le site, et vous inspectez l’installation des systèmes CVC. Muni d’un casque de chantier d’allure bizarre, vous sortez de l’ascenseur de service. En regardant en l’air, vous voyez qu’on est en train d’installer un plafond suspendu, mais vous voulez savoir ce qui se passe derrière le plafond.

Par l’intermédiaire du viseur de votre casque, vous consultez la maquette numérique qui se projette instantanément dans votre champ de vision. Vous voyez les conduites de chauffage, les canalisations et les boîtiers électriques, qui se déplacent suivant votre point de vue au fur et à mesure que vous évoluez dans les couloirs. En soulevant les calques de la maquette, vous apercevez la structure métallique du bâtiment, l’isolation et les finitions… C’est le genre de superpouvoir dont disposent les héros de BD, mais qui bientôt, pourrait devenir réalité sur tous les chantiers.

Ce casque magique, le casque connecté DAQRI, est un système à réalité augmentée, mis au point pour le secteur de la fabrication industrielle, notamment le BTP. Pour résumer, il permet aux entrepreneurs et aux équipes de projet d’emporter leur maquette numérique avec eux sur le chantier, de la porter sur la tête, et de s’en servir comme d’un environnement 3D en immersion, grandeur nature.

En ayant accès à ce niveau d’informations multicalques, les équipes de chantier seraient en mesure d’embrasser l’agencement spatial des divers éléments constructifs et de détecter plus rapidement les conflits entre les réseaux et la structure, et d’une manière générale, pourraient prendre des décisions plus vite, en faisant moins d’erreurs. « Cela permet de prendre des décisions immédiates plutôt que d’attendre la prochaine réunion de chantier pour vérifier auprès de votre chef, explique Roy Ashok, responsable de produit chez DAQRI. Cela rend les ouvriers plus autonomes. »

Les casques, qui à ce stade précoce de développement coûtent environ 12 000 euros l’unité, font peu à peu leur apparition sur les chantiers, au fur et à mesure que DAQRI procède à de brèves séries de tests, notamment via une collaboration avec Mortenson Construction et avec Autodesk. Mortenson a d’ailleurs pu tester l’un de ces casques sur le chantier du Centre médical régional de Hennepin à Minneapolis.

Ricardo Khan, chef de projet principal chez Mortenson, précise que « la maquette numérique est la première étape. Ce qui est sûr, c’est que la valeur de la maquette représente sans doute 25 % de la valeur réelle. Les 75 % restants consistent à connecter les équipes de chantier au reste des pièces contractuelles du projet dans l’espace. »

Les antécédents des objets connectés avec réalité augmentée ont été marqués par un flop retentissant. Mais contrairement aux Google Glass, DAQRI s’intéresse directement aux applications industrielles. Dans ce domaine, les gens ont l’habitude des casques un peu bizarres et il y a moins d’inquiétudes vis-à-vis de la vie privée.

Concernant les appareils, les casques sont équipés de trois types différents de caméras qui ensemble, localisent la personne et interprètent la géométrie de l’espace qui l’entoure. L’une des caméras possède un objectif grand-angle de 166 degrés, en échelle de gris, capable de définir au centimètre près la position d’un utilisateur dans son environnement.

Roy Ashok explique qu’une autre caméra qui détecte la profondeur (Intel RealSense), permet de décrypter la géométrie de l’espace et des objets qui s’y trouvent, et vous informe que « ça, c’est une porte, ça, c’est une fenêtre, ça, c’est une table ». Cette connaissance vous permet de savoir où se trouvera le contenu virtuel et de modifier la maquette. La caméra garde en mémoire une « carte » de chaque pièce créée. Et Roy Ashok d’expliquer : « Ça ressemble beaucoup à une fonction de cartographie. » Une troisième caméra permet à l’utilisateur de cartographier les relevés de température sur les objets représentés en 3D.

Il poursuit : « En combinant la localisation spatiale avec l’odométrie visuelle et les données de votre environnement, vous avez pratiquement tout ce dont vous avez besoin. »

La conception du logiciel du casque DAQRI a été motivée par des critères fonctionnels relatifs à l’environnement unique et plutôt dangereux des chantiers de construction. Roy Ashok précise : « L’idée de départ avait été d’utiliser des signaux manuels, qui seraient repérés par la caméra du casque, pour nous aider à parcourir ses menus, mais ça n’a pas marché, pour deux raisons principales. L’une était la fiabilité. La technologie n’est pas suffisamment au point pour avoir une fiabilité à 99,99 %, et de ce fait, cela entraîne la fatigue. » Un chantier de construction n’est pas l’endroit idéal pour agiter les bras dans tous les sens quand on a besoin de localiser des éclairages qui n’ont pas encore été construits. D’où le deuxième problème : l’utilisation de signaux manuels.

Entre les jets d’étincelles, les lames rotatives, les câbles dénudés et les tonnes de métal qui se balancent sur les chantiers, chacun doit rester pleinement concentré sur sa tâche et sur ce qui l’entoure. « Si votre attention baisse, vous vous exposez à des risques », rappelle Ricardo Khan.

Pour remédier à ces problèmes, l’équipe DAQRI a décidé que les casques devraient fonctionner sans l’usage des mains et les ingénieurs ont opté pour un système qui s’active lorsqu’on fixe quelque chose du regard : un réticule orienté dans le champ de vision se déplace lorsqu’on bouge la tête, « comme une souris avec son curseur », explique Roy Ashok. Si on reste au-dessus d’une rubrique de menu, d’un hyperlien ou d’un calque de la maquette pendant quelques secondes, le casque le sélectionne.

Utiliser les casques DAQRI pour les phases de chantier semble être l’application la plus intuitive qui soit, mais selon Roy Ashok, il est utile de l’apporter sur le site dès les premières esquisses. Avant le début du chantier, un architecte peut montrer sa maquette in situ aux ingénieurs et aux entrepreneurs et ils peuvent lui indiquer les problèmes potentiels : à ce stade, les erreurs peuvent être rectifiées plus facilement et à moindre coût. L’interface visuelle claire du système signifie qu’elle pourrait aussi fournir aux équipes de chantier des instructions pas-à-pas pour les listes d’inspection ou même pour l’entretien, longtemps après l’achèvement de l’ouvrage.

Ricardo Khan enchaîne : « L’impact de la réalité augmenté sur la façon dont la société interagira avec les informations en contexte vis-à-vis de l’environnement est considérable. Pour le secteur du BTP, nous la considérons comme un perturbateur nécessaire qui résoudra un grand nombre de problèmes des entreprises tels que la sensibilisation croissante des équipes de chantier aux questions de sécurité inhérentes au principe du juste à temps. En aval, nos clients peuvent l’exploiter pour améliorer le fonctionnement et l’entretien de leur bâtiment de manière spectaculaire.

Le modèle actuel du DAQRI promet de changer la façon dont les bâtiments seront construits, mais il repose toujours sur le fait d’importer la maquette virtuelle statique d’un bâtiment et de la superposer avec l’environnement réel. La prochaine frontière consistera à créer un dispositif qui puisse détecter des éléments invisibles et permettre à l’utilisateur de les observer de manière dynamique, que ces éléments soient ou non inclus dans la maquette. Cela rapprocherait vraiment la réalité augmentée de la vision à rayon X, et le secteur du BTP d’un monde où l’omniscience matérielle serait omniprésente.