Conception d’infrastructures : la révolution de la réalité mélangée en 4 actes

Lorsque Microsoft a lancé HoloLens en 2015, beaucoup n’ont vu en cette paire de lunettes capable de projeter des images 3D dans le monde physique qu’un accessoire de jeux vidéo un peu tape-à-l’œil. Plutôt qu’une réalité virtuelle, il s’agissait d’une réalité associant  environnements réels et objets virtuels, dans laquelle les joueurs peuvent se frotter à des robots arachnoïdes aliens lors de combats au pistolet laser plus vrais que nature. Mais certains utilisateurs ont bien saisi le potentiel d’HoloLens de résolution de problèmes dans le monde réel, notamment certains écueils dans la conception d’infrastructures.

« Lorsque Microsoft a présenté l’HoloLens, nous avons été surpris comme tout le monde, confesse Scott Aldridge, cadre supérieur Innovation et technologies disruptives chez CDM Smith. Malgré nos constantes recherches d’applications de la réalité augmentée et de la réalité virtuelle dans notre industrie, la réalité mélangée proposée par HoloLens était un concept nouveau pour nous, et nous avons tout de suite compris qu’elle changerait la donne. »

CDM Smith est une entreprise de construction et de génie civil axée sur les infrastructures publiques liées à l’eau, aux transports et à l’énergie qui compte 125 bureaux. Le rôle de Scott Aldridge consiste à « évaluer les technologies émergentes et à émettre des recommandations concernant leur application à des activités commerciales. Nous devons exploiter la révolution numérique de façon à générer de la valeur pour nos clients. »

L’entreprise a immédiatement décelé le potentiel de planification et de conception collaboratives d’HoloLens pour les infrastructures, notamment celles de l’eau et des transports. « Nous voulions innover, pas simplement ‟suivre de près”, explique-t-il. »

CDM Smith utilise une plateforme inédite de collaboration en réalité mélangée qui permet l’importation directe de maquettes depuis des solutions Autodesk comme InfraWorks et AutoCAD Civil 3D. L’entreprise a ainsi repensé l’intégralité du cycle de vie de ses opérations d’architecture, d’ingénierie et de construction. Voici quatre façons de faire en sorte que la réalité mélangée aide aussi votre entreprise à travailler de manière plus intelligente.

1. Collaboration : tout le monde sur le pont (holographique)

La réalité mélangée projette par le biais de casques des objets en 3D dans les espaces occupés par les utilisateurs, mélangeant ainsi des aspects de réalité virtuelle et de réalité tout court. Mais à l’inverse de la réalité augmentée, qui ne fait qu’apposer des objets virtuels sur des espaces physiques, la réalité mélangée propose, elle, d’ancrer ces objets virtuels dans ces mêmes espaces physiques.

En ce qui concerne la planification collaborative, le système HoloLens met en avant deux approches clés. Premièrement, plusieurs utilisateurs peuvent examiner le même projet en 3D simultanément et de n’importe où. « Cela nous permet de collaborer en temps réel depuis des zones distantes grâce à des avatars grandeur nature, explique Scott Aldridge. Nous utilisons la plateforme pour obtenir de meilleurs résultats à chaque étape d’un projet. Nous pouvons ainsi laisser des notes, créer des commentaires et relever des cotes au sein même de l’environnement en réalité mélangée. »

Deuxièmement, la réalité mélangée traduit avec justesse l’espace physique, ce qui lui donne un autre avantage de taille sur la réalité virtuelle pour la conception collaborative. Cela s’explique par une raison simple, et intrinsèquement humaine : « Environ un utilisateur sur cinq est pris de nausées lors de l’utilisation de la réalité virtuelle, et cela peut les rebuter définitivement, explique-t-il. En revanche, j’ai bien dû réaliser 3 000 démonstrations interactives de réalité mélangée au cours des trois dernières années, et je peux compter sur les doigts de la main le nombre d’utilisateurs indisposés par l’HoloLens. »

Pour la conception collaborative, le réalisme des maquettes 3D de réalité mélangée n’est pas aussi important que dans la réalité virtuelle. « Ce n’est pas du cinéma hollywoodien. Nos maquettes ont une vocation professionnelle, précise-t-il. Nous utilisons nos maquettes de CAO elles-mêmes et sans fioritures. Elles ne sont pas spécialement belles, mais utiles. L’un de nos premiers projets utilisait encore les calques de couleurs de la CAO. C’était tout simple, mais ça nous a permis de déceler un défaut de conception que l’on n’aurait peut-être pas remarqué autrement. »

2. Échange des connaissances : voir pour savoir

Scott Aldridge rappelle que le cerveau humain consacre environ 25 pour cent de ses ressources disponibles au traitement des informations visuelles, « et il semblerait logique que la maquette 3D immersive soit un excellent moyen de se rendre compte de la réalité d’un projet à l’échelle. » Ainsi, donner accès à celle-ci à tous les participants accélère et améliore l’échange de connaissances provenant de spécialistes non techniques.

L’un des premiers cas d’utilisation de l’application HoloLens nous offre un bon exemple de ce concept. Afin de finaliser un projet de construction d’un grand arrêt de bus sous un pont dans le Michigan, on a généré des vues aériennes transversales en 3D, qui ont permis d’obtenir la validation finale du client avant la construction.

« En guise de test, j’ai chargé la maquette dans l’HoloLens et je l’ai apporté aux clients afin que nous puissions en faire le tour ensemble, raconte-t-il encore. En à peine cinq minutes, ils ont remarqué que plusieurs grosses jardinières en béton, faisant également office de bancs, étaient trop près du bord de la route pour pouvoir s’y asseoir en toute sécurité. »

L’identification des problèmes de sécurité permet un remaniement rapide du projet avant l’ouverture du chantier et évite d’énormes dépenses en modification et demandes rectificatives. Scott Aldridge poursuit en nous confiant que les ingénieurs de CDM Smith utilisent de plus en plus ce type de remarques essentielles, qui émanent de spécialistes non techniques en infrastructures

« L’échange de connaissances est probablement le meilleur usage que l’on puisse faire d’HoloLens dans sa forme actuelle. La possibilité d’impliquer dans les projets ceux qui n’ont habituellement pas voix au chapitre nous permet de bénéficier des connaissances institutionnelles de personnes disposant d’années d’expérience quotidienne dans l’exploitation et l’entretien d’infrastructures. Cela débouche sur des projets qui, une fois construits, présentent beaucoup moins de problèmes à régler, conclut-il. »

3. Gagner le cœur des acteurs du projet : la puissance de la promenade interactive

En complément de la conception collaborative, CDM Smith exploite la réalité mélangée pour les présentations publiques ou destinées au client. « L’implication, la sensibilisation et la mobilisation du public et des acteurs du projet atteignent de nouveaux sommets avec la réalité mélangée. Cette technologie est si récente, et si peu de gens en ont fait l’expérience, que lorsqu’ils la découvrent, ils sont époustouflés, commente Scott Aldridge. »

Pour les projets routiers par exemple, il emporte avec lui des casques HoloLens aux assemblées municipales afin que les urbanistes et les riverains puissent vivre de l’intérieur un projet d’intersection. « Il peuvent déambuler au cœur d’un projet et en faire l’expérience à l’échelle. Cela leur permet de prendre par la suite des décisions plus éclairées. Nous disposons ainsi de plus de processus éprouvés et obtenons une validation plus rapide et plus immersive, ajoute-t-il. »

4. Examen de constructibilité : de la conceptualisation à l’exploitation

« L’examen de constructibilité est l’un des premiers domaines auxquels nous nous sommes intéressés. Nous avons la possibilité d’activer ou de désactiver plusieurs calques d’une maquette AutoCAD ou d’afficher uniquement certaines parties d’une structure et de rechercher des conflits, détaille-t-il. »

Ce procédé s’est révélé particulièrement pratique pour le secteur de l’eau, dont les installations sont souvent complexes et destinées à être enterrées. Grâce à la réalité mélangée, des concepteurs et des opérateurs situés dans des zones distantes peuvent se rassembler et résoudre des problèmes rapidement.

Les avantages de l’examen par réalité mélangée s’étendent aussi à l’exploitation des installations. « Nous avons créé des démonstrations de faisabilité afin de générer des doubles numériques en réalité mélangée : des clones virtuels et interactifs d’actifs du monde réel. Elles seront simples au début et évolueront avec le temps, améliorant ainsi leur capacité à collecter et visualiser les données pertinentes et à appliquer les bonnes règles et méthodes d’analyse. Cela nous semble d’une grande valeur pour l’exploitation et les activités de maintenance, aussi bien que pour la gestion des biens, explique Scott Aldridge. »

Regarder une démonstration en ligne d’un casque HoloLens peut donner l’impression d’une technologie anodine : des types qui portent un casque et qui semblent regarder un jeu vidéo. Mais selon Scott Aldridge, cette impression disparaît à la seconde où les utilisateurs en font eux-mêmes l’expérience. « La réalité mélangée fait partie de ces quelques technologies qu’il faut avoir prises en main pour comprendre pleinement leur potentiel. Pour conclure, je pense qu’il s’agit de l’une des 10 meilleures nouvelles technologies au monde et d’un outil prometteur pour éviter les écueils qui plombent la productivité dans les domaines de l’architecture, du génie civil et de la construction. »