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WIT4PRO : Weber Innovative Trainer for PROjection
La Réalité Virtuelle au service de la Formation des Métiers du Bâtiment
Lionel
DOMINJON1
Lucie
LEMONNIER2
Manoël
CHATELAIN3
François
VIANEY4
Thierry
VOILLEQUIN5
CLARTE CLARTE SAINT-GOBAIN
WEBER FRANCE
SAINT-GOBAIN
RECHERCHE
SAINT-GOBAIN
RECHERCHE
ABSTRACT
La formation au geste technique fait partie des applications les
plus pertinentes des technologies de réalité virtuelle. Nous
présentons dans cet article le système WIT4PRO, outil de
formation à la projection d’enduit développé par Saint-Gobain
Recherche et CLARTE pour les besoins de Saint-Gobain Weber.
Le système est décliné en deux versions, événementielle et
formation, répondant toutes deux à des contraintes d’exploitation
différentes. Nous décrivons le système dans ses deux
configurations, et présentons un premier retour d’expérience suite
à sa présentation sur des salons internationaux et à une
expérimentation pilote en centre de formation.
Keywords: Réalité Virtuelle, Formation, Bâtiment,
1 INTRODUCTION
Saint-Gobain, aujourd’hui leader mondial sur les marchés de
l’habitat, positionne sa stratégie dans l’économie d’énergie et la
protection de l’environnement. Saint-Gobain Recherche a pour
mission de préparer le futur du groupe en imaginant les produits et
procédés de demain autour de l’habitat et évalue à ce titre leur
simulation en Réalité Virtuelle (RV). Cet article présente le
développement et l’expérimentation d’un système de formation à
la projection d’enduit de façade de bâtiment basé sur les
technologies de la réalité virtuelle. Ce système baptisé WIT4PRO
a été développé dans le cadre d’un partenariat de recherche entre
CLARTE, Saint-Gobain Recherche et SG Weber (une
présentation détaillée des partenaires est donnée à la fin du
document).
2 MOTIVATIONS
2.1 ETICS VR
Pour Saint-Gobain L’exploration du potentiel des technologies de
Réalité Virtuelle a débuté par la simulation en environnement
immersif de la mise en œuvre d’un système d’Isolation Thermique
par l’Extérieur (voir Figure 1). L’ensemble des étapes, de
l’installation du rail de départ, à la phase de finition de l’enduit
par grattage a été analysé en réel puis transposé en environnement
virtuel. L’application virtuelle développée (ETICS VR [1]) systématise l’utilisation d’interfaces tangibles afin de maximiser
le réalisme des opérations (manipulation à échelle 1 :1, poids
propre des outils et des matériaux…). Cette application, toujours
opérationnelle, a permis d’identifier une phase pour laquelle la
valeur ajoutée de la RV est flagrante : la phase de projection
d’enduit.
Figure 1. ETICS VR.
2.2 Formation à la projection d’enduit
SG Weber propose à ses entreprises clientes des sessions de
formation spécifiques à la projection mécanisée d’enduit de
façade de bâtiment. Ces sessions se déroulent généralement sur
deux ou trois jours et alternent cours théoriques sur les différents
produits et exercices pratiques de mise en œuvre (voir Figure 2).
Le besoin d’un outil de formation complémentaire est apparu
sur cette étape de projection d’enduit car la qualité du geste
technique impacte directement la consommation de produit, la
productivité du chantier et le rendu esthétique final de la façade.
De par leur forte capacité à reproduire des conditions de travail
très proches du réel et les multiples possibilités d’analyses de
résultats, les technologies de réalité virtuelle présentent un
potentiel très intéressant pour répondre à ce besoin d’outil
complémentaire. Par ailleurs, outre le renforcement de
l’apprentissage du geste technique par la répétition, le non
gaspillage de matière première renforce également le potentiel de
la RV dans le contexte de la formation à la projection d’enduit.
2.3 Objectifs
Le système WIT4PRO a ainsi été développé dans un objectif
principal de formation effective adaptée aux exigences
d’exploitation en centre de formation. WIT4PRO doit proposer
une simplicité d’usage, une représentativité avérée, un fort apport
pédagogique, ainsi qu’une fiabilité et un coût de revient
compatibles avec un déploiement à grande échelle.
Par ailleurs, un second objectif de communication
événementielle s’est greffé au cahier des charges. WIT4PRO doit
1 [email protected] 2 [email protected] 3 [email protected] 4 [email protected] 5 [email protected]
également représenter une technologie en rupture avec les outils
de formation traditionnels au service d’un fort potentiel de
démonstration, d’un fonctionnement non-stop sur plusieurs jours,
combinés à une grande compacité et des facilités d’installation. La
première cible de cette déclinaison événementielle était le salon
Batimat 2011 (salon d’envergure internationale accueillant plus de
400000 visiteurs sur 6 jours).
Figure 2. Projection d'enduit en centre de formation.
3 ETAT DE L’ART
La formation au geste technique est un domaine dans lequel la
valeur ajoutée de la réalité virtuelle se révèle particulièrement
importante. La possibilité offerte par la RV à l’apprenant d’être
acteur de la formation favorise considérablement le processus
d’apprentissage [2], et la similitude des tâches réalisées en
environnements réel et virtuel garantit la pertinence des gestes
appris en simulateur [3]. Des tâches de précision telles que la
dépose de cordon d’étanchéité dans l’industrie automobile [4] peuvent alors être répétées jusqu’à ce que l’opérateur les maîtrise
sans immobiliser de moyen de production. La RV permet
également de facilement multiplier les conditions de formation et
surtout de faciliter la compréhension de phénomènes abstraits ou
traditionnellement invisibles [5]. Par exemple, des systèmes de
formation au geste de soudage tels que la solution WAVE [6] ou à
la projection de peinture tels que le produit SimSpray [7], outre
les économies qu’ils permettent de réaliser en matière première,
proposent des guides visuels et des indicateurs d’erreur (distance
buse-objet, angle et vitesse d’avance, carte d’épaisseur…)
apparaissant durant la tâche ou a posteriori. Cette analyse permet
à l’apprenant de corriger son geste et d’améliorer progressivement
ses performances [8]. Une autre propriété de la formation par la
réalité virtuelle exploitée dans ces systèmes est la capacité à faire
abstraction de conditions de travail difficiles durant les phases
d’apprentissage (dangerosité du processus, chaleur, fatigue
musculaire…). De fait, l’apprenant peut se concentrer lors de sa
formation sur la posture de son corps, la vitesse de son
mouvement, sa rectitude etc. sans être perturbé par des éléments
extérieurs. Dans certains cas, le simulateur permet également
d’économiser les temps de nettoyage des installations après
chaque session de formation.
D’un point de vue matériel, le système SimSpray repose sur
l’utilisation d’un visiocasque pour afficher l’environnement
virtuel. Ce choix présente l’avantage de la compacité, rendant le
système facilement transportable, mais ne semble pas compatible
avec des contraintes de déploiement dans des centres de
formation. Le système étant voué à être utilisé par de nombreux
apprenants, des problèmes d’hygiène et de confort sont
susceptibles d’apparaître. Le système WAVE quant à lui
contourne ces obstacles en proposant un affichage sur écran
traditionnel. Les dimensions de l’affichage sont néanmoins trop
faibles pour que des technologies similaires puissent être adaptées
à la projection d’enduit, qui doit s’effectuer sur plusieurs mètres
carrés pour que la tâche simulée soit représentative de la tâche
réelle.
4 CONCEPTION ET DÉVELOPPEMENT
4.1 Analyse des besoins et contraintes
Les formateurs des centres Saint-Gobain Weber ont été impliqués
très tôt dans le processus de spécification du système. De ce fait,
le système s’est construit à partir de leurs contraintes d’intégration
et de leur besoins fonctionnels. Les spécifications recueillies
peuvent être ainsi résumées :
Simplicité de mise en œuvre. Le système doit être opérable
par une personne sans qualification en informatique et ne
doit nécessiter qu’une maintenance limitée ;
Représentativité de la simulation. Le geste exécuté par
l’apprenant doit être aussi proche que possible du geste réel ;
Apports pédagogiques. Le système doit proposer des outils
d’analyse du geste de l’apprenant et des supports permettant
au formateur d’illustrer ses propos ;
Exploitation dans un centre de formation ou sur un salon.
Le système doit être fiable, et capable de supporter une
utilisation intensive (succession d’utilisateurs) ;
Coût de revient. Le prix du système doit rester compatible
avec l’acquisition par des centres de formation.
Comme expliqué section 2.3, le double objectif du système
WIT4PRO (formation et événementiel) a engendré des contraintes
différentes en terme de fonctionnalités.
L’utilisation dans un cadre événementiel requiert un système
compact, facilement transportable, une mise en fonction très
rapide et un espace de travail adapté à des temps de passage
d’un visiteur sur un salon ;
L’utilisation en centre de formation nécessite une surface de
travail supérieure ou égale à 4m², ainsi que l’enregistrement
vidéo des gestes et postures des apprenants.
Ces deux ensembles de contraintes étant aujourd’hui
incompatibles, deux systèmes différents ont été développés.
Figure 3. Schéma d’architecture matérielle.
4.2 Architecture matérielle
Le système est organisé en trois modules indépendants et
complémentaires : un module d’interaction, un module
d’affichage, et un module de contrôle de la simulation (voir
Uti
lisat
eur W
IT4P
RO
Contrôle
Interaction
Affichage
Figure 3). La conception de ces modules s’est attachée à respecter
les spécifications exprimées section 4.1.
Les modules d’interaction et de contrôle de la simulation sont
communs aux systèmes événementiels et formation, tandis que les
modules d’affichage sont spécifiques. Le système de formation est
en outre équipé d’une caméra dont ne dispose pas la version
événementielle.
4.2.1 Interaction
La composante d’interaction est probablement celle qui doit
recevoir le plus d’attention dans un système de formation à un
geste technique. Ainsi, afin de garantir la représentativité de la
prise en main de la lance de projection d’enduit et le même niveau
de contrainte des mouvements que dans la réalité (principalement
dues aux flexibles d’alimentation), l’apprenant manipule en
grandeur réelle (interaction à échelle 1 :1) une véritable lance lors
de la simulation. En plus d’être lestée pour reproduire son
équilibrage lors de l’écoulement de l’enduit, la lance présente
plusieurs niveaux d’instrumentation nécessaires au réalisme de la
simulation (voir Figure 4).
Ouverture/fermeture des vannes. Les vannes d’enduit et
d’air sont instrumentées avec des potentiomètres quarts de
tour permettant de connaître leur état.
Suivi de position. Un système de tracking optique de trois à
cinq caméras (Vicon Bonita [9]) permet de connaître la
position de la lance en temps réel.
Restitution sonore et vibratoire. La lance est également
équipée d’un haut-parleur et d’un vibreur issu d’une manette
PlayStation® Move. Le son diffusé par le haut-parleur de la
lance permet d’avoir un retour spatialisé sur l’ouverture et la
fermeture des vannes, ainsi que sur l’écoulement de l’enduit.
Le vibreur permet quant à lui de confirmer l’écoulement de
l’enduit en exploitant une autre modalité sensorielle.
Figure 4. Lance instrumentée.
Si les principales interactions sont réalisées par l’apprenant, le
formateur dispose également d’outils d’analyse tels qu’une pige
d’épaisseur suivie en position lui permettant de mesurer
l’épaisseur d’enduit virtuel appliqué en différents endroits de la
surface (voir Figure 9).
4.2.2 Contrôle d’application
Afin de focaliser l’attention de l’apprenant sur la tâche de
projection, il a été décidé de remettre au seul formateur un
dispositif lui permettant de contrôler l’application : lancement
d’une simulation, changement des paramètres, activation des
modules d’analyse, … etc. La solution retenue consiste en une
tablette tactile [10] reliée au reste du système via un réseau sans
fil Wifi. Les avantages de ce genre d’interface sont multiples :
polyvalence (l’interface utilisateur peut être adaptée exactement à
nos besoins), compacité, intuitivité (tout le monde ou presque sait
aujourd’hui utiliser une interface tactile)… La tablette peut être
utilisée tenue en main ou fixée sur un support.
Figure 5. Système WIT4PRO événementiel.
4.2.3 Affichage événementiel
Tout comme le module d’affichage dédié à la formation,
l’affichage événementiel propose une visualisation de l’espace de
travail à échelle 1 :1.
Afin de respecter les contraintes exprimées section 4.1, notre
choix s’est porté sur un écran plasma 65" (0.81x1.43m). Cette
solution présente l’avantage d’être peu encombrante et facilement
transportable, et également d’être rapidement remplaçable en cas
de problème. Aucun réglage n’est nécessaire. Dans ces conditions,
la taille du pixel est d’environ 0.75mm, le rafraichissement étant
cadencé à 60Hz.
Une autre spécificité de la version événementielle est qu’elle
dispose d’un second écran 65" destiné à l’affichage de l’analyse
des résultats de la simulation.
4.2.4 Affichage formation
Le système de formation est quant à lui plus volumineux et
propose une surface d’affichage de 2x2m similaire aux
dimensions d’un support réel de formation.
Figure 6. Concept du système WIT4PRO formation.
L’affichage est réalisé par deux vidéoprojecteurs Optoma
EW610ST à courte focale au format 16/10 superposés pour
obtenir une image résultante carrée. Dans ces conditions le
Potentiomètre
Marqueurs de tracking optique Vibreur
Haut-parleur
recouvrement d’image entre les deux projecteurs est
d’approximativement 40% et la taille du pixel est d’environ
1.5mm pour un rafraichissement d’image à 60Hz. Le mélange des
deux images (blending) est réalisé de manière mécanique à l’aide
de deux volets coupe-flux. L’écran est composé d’une toile de
rétroprojection tendue sur une plaque de Plexiglass® pour
permettre l’appui d’outils tels que la pige de profondeur
mentionnée section 4.2.1 sur l’écran.
4.3 Architecture logicielle
D’un point de vue logiciel, le système WIT4PRO peut être
décomposé en sept modules distincts (voir Figure 7). La plupart
des modules est implémentée sous la plateforme Unity3D [11].
Figure 7. Schéma d’architecture logicielle.
4.3.1 Module d’affichage de l’environnement 3D
Ce module est en charge de calculer le rendu 3D de
l’environnement virtuel de formation. Cet environnement est
constitué de différents types de supports que l’apprenant doit
enduire, ces supports présentant différentes singularités (fenêtres,
descente d’eaux pluviales…) suivant l’exercice choisi par le
formateur. Afin que les outils puissent prendre appui
physiquement sur la façade, l’écran physique et le plan vertical du
support virtuel sont confondus. Pour ne pas sur-équiper
l’apprenant, le choix a été fait de n’implémenter ni stéréoscopie,
ni tracking de tête. Durant la simulation, le point de vue sur
l’environnement 3D a donc été fixé à une position moyenne située
à 1.75m du sol, éloigné de 1m de l’écran et centré latéralement.
Lors des phases d’analyse a posteriori (voir section 4.3.6) le
point de vue de la caméra peut être modifié (face ou ¾) depuis
l’interface de contrôle pour faciliter la lecture des résultats
présentés sous forme graphique.
4.3.2 Module de communication
La communication entre l’application de contrôle exécutée sur la
tablette et le processus principal de l’application s’appuie sur une
connexion sans-fil Wifi. Tous les messages échangés transitent
par un serveur faisant office de pont de diffusion. L’avantage de
cette architecture est sa flexibilité : plusieurs clients (application
principale ou application de contrôle) peuvent se connecter
indifféremment, permettant par exemple de piloter plusieurs
systèmes à partir d’une seule tablette.
4.3.3 Module de contrôle d’application
Ce module permet de contrôler tous les paramètres du système.
Plus précisément, il est en charge de la gestion des apprenants
(création de nouveaux profils, chargement des essais…), du
paramétrage et de la gestion de la simulation (lancer/arrêter un
essai), d’activer les outils d’analyse des résultats (voir section
4.3.6.), et de gérer les supports multimedia sur le thème de la
projection d’enduit. A titre d’exemple, une partie de l’interface
graphique de ce module est présentée Figure 8.
Figure 8. Interface des modules de paramétrage et de gestion de la
simulation.
4.3.4 Module de simulation physique
Ce module implémente une modélisation décrivant la projection
du mortier entre la buse et le mur support ainsi que le
comportement du mortier sur le mur, en particulier dans les cas
d’écoulements lorsque la couche déposée est trop épaisse.
L’approche proposée est une alternative aux méthodes de type
SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) [12] qui ont été jugées
trop coûteuses en termes de licences d’utilisation et de temps de
calcul. Elle consiste en un modèle simplifié décrivant non pas le
volume de fluide mais directement sa surface. De cette manière, la
charge de calcul reste quasi-indépendante du volume déposé et les
performances restent constantes au cours du temps, même pour
des applications de grandes dimensions. Le jet sortant de la buse
de projection est modélisé par un cône, dont le demi-angle est
réglable en fonction du débit d’air injecté. Le profil de répartition
de la matière associée est paramétrable. La gravité est prise en
compte pour permettre de simuler le comportement du fluide sous
son propre poids. Le mortier déposé sur le mur est modélisé
comme un fluide de Bingham incompressible (modèle le plus
simple de fluide à seuil) [13]. Il est caractérisé par un seuil en
cisaillement en dessous duquel le mortier se comporte comme un
solide élastique, et une viscosité constante au-delà du seuil. Le
modèle d’écoulement vertical du mortier est déduit de ces
hypothèses. Dans l’environnement 3D, la surface du mortier
calculée par le modèle physique est représentée par un maillage
déformable. Ce maillage est ensuite post-traitée et son rendu
graphique amélioré par ajout d’une texture et d’effets graphiques.
On dispose ainsi d’un modèle à la fois rapide et robuste, bien
adapté à une application de réalité virtuelle.
4.3.5 Module de suivi de mouvement
Ce module est en charge de fournir en temps réel la position de la
lance au module d’affichage et au module de simulation physique.
La position de la pige de profondeur est fournie au module
Affichage
environnement
Communication
Contrôle appli
Simulation
physique
Suivi
Analyse
Multimédia
Evnts g
estion
mu
ltiméd
ia
d’analyse des résultats de la même manière. La communication
entre ce module et le serveur inclus dans le logiciel de tracking
Vicon Tracker est basée sur le protocole VRPN [14].
4.3.6 Module d’analyse des résultats
Ce module a pour rôle de présenter les résultats de l’analyse des
gestes des apprenants lors de la simulation de projection d’enduit.
L’analyse des besoins des formateurs a permis d’identifier les
informations suivantes :
Trajectoire. La position de l’extrémité de la lance et son
orientation sont échantillonnées toutes les 50ms. Seule la
position est représentée graphiquement (suite de points dans
l’espace reliés par des segments de droites).
Distance lance-mur. La distance entre l’extrémité de la
lance et le mur est échantillonnée à la même fréquence que la
trajectoire. La représentation graphique consiste en une série
de cercles situés à la position échantillonnée et d’une couleur
fonction de la distance. Les seuils ainsi que les couleurs sont
paramétrables dans le module de contrôle d’application.
Vitesse de déplacement de la lance. Le geste du projeteur
consiste en une succession de balayages horizontaux. La
vitesse moyenne de chaque ligne balayée est affichée en fin
de ligne. Une colorisation de la trajectoire en fonction de la
vitesse de balayage est également disponible.
Epaisseur d’enduit. L’épaisseur d’enduit appliqué est
représentée sous la forme d’une carte en fausses couleurs.
Cette carte permet d’évaluer rapidement l’homogénéité de
l’épaisseur d’enduit ainsi que les zones sous et sur-chargées.
Les seuils et les couleurs associées sont définis dans le
module de contrôle d’application. La pige d’épaisseur
mentionnée section 4.2.1 permet de connaitre localement la
valeur exacte d’enduit appliqué (voir Figure 9).
Vidéos de l’essai. Une vidéo des gestes et postures de
l’apprenant est enregistrée pendant l’essai. Le point de vue
préconisé est situé derrière l’apprenant, vu de dos.
Comparaison entre essais. Il est possible de charger deux
essais a posteriori pour les comparer entre eux. Toutes les
informations pré-citées peuvent être comparées grâce à un
système de multifenêtrage.
Pour chaque essai, les résultats sont sauvegardés soit sous
forme textuelle (épaisseur moyenne, trajectoire, pourcentage
d’épaisseur optimale…), soit sous forme d’images (cartes
d’épaisseur) et de vidéo (gestes et postures).
Figure 9. Utilisation de la pige de profondeur.
4.3.7 Module de gestion des photos/vidéos
Ce module permet d’afficher sur l’écran du système une sélection
de photos et de vidéos liées à la formation au geste de la
projection d’enduit. Ces contenus peuvent soit servir de support
au formateur pour illustrer ses propos, soit servir de mode de
démonstration lorsque le système n’est pas utilisé.
4.4 Problématiques d’intégration
Les principales difficultés d’intégration se sont situées au niveau
matériel, l’architecture logicielle restant relativement classique.
La lance, en tant qu’interface d’interaction principale, a
nécessité une attention particulière. Outre les difficultés à faire
tenir tous les capteurs et actionneurs dans la buse de la lance, la
fonction de suivi de position a nécessité de nombreuses itérations
de conception, surtout pour la déclinaison formation de
WIT4PRO. Concernant le positionnement des caméras, un
compromis a dû être trouvé entre l’encombrement du système et
le nombre de caméras nécessaires. Le volume à tracker peut être
représenté par un parallélépipède rectangle tangent à l’écran et de
base égale aux dimensions de l’écran (0.81x1.43m pour
l’événementiel ou 2x2m pour la formation) et de profondeur égale
à 0.4m. Ce positionnement très contraint oblige à disposer les
caméras sur la périphérie de la zone de tracking, tout en évitant
que les caméras ne se voient entre elles. Dans ces conditions, les
diverses expérimentations menées ont conduit à définir un nombre
optimal de caméras égal à trois pour le système événementiel et à
cinq pour la formation, tout en conservant un encombrement
raisonnable du système. Au niveau de la lance, l’agencement des
marqueurs optiques devait éviter de perturber sa prise en main,
tout en restant en permanence visible par les caméras et sous tous
les angles. La manière de saisir la lance varie en effet en fonction
des utilisateurs, ce qui rend l’agencement des marqueurs encore
plus compliqué. Dans notre cas, le problème a été partiellement
résolu en limitant le nombre de marqueurs et en les écartant de
quelques centimètres de la lance de manière à optimiser leur
visibilité par les caméras. Chaque marqueur a fait l’objet d’une
étude précise incluant de nombreuses itérations pour déterminer
son positionnement optimal (voir Figure 4).
L’autre difficulté majeure a concerné la mise en œuvre des deux
projecteurs de la version formation de WIT4PRO pour créer une
unique image uniforme. Le choix de projecteurs à courte focale a
permis de limiter l’encombrement global du système, mais a
également introduit des défauts de géométrie assez sensibles dans
les images projetées. Le calage des images, sans compensation de
distorsion, s’est révélé très délicat et reste perfectible. Afin de
préserver une certaine indépendance entre le système d’affichage
et le logiciel de visualisation, le choix a été fait de mettre en
œuvre un blending mécanique entre les deux projecteurs. En effet,
la transition entre les deux images au niveau de la zone de
recouvrement est estompée grâce à l’utilisation de volets coupe
flux diffusant la lumière des projecteurs. Bien qu’encore
améliorable, cette solution fonctionne.
5 PREMIER BILAN
5.1 Configuration événementielle
Le prototype de la configuration évènementielle a été expérimenté
sur le salon Laval Virtual 2011 et a confirmé le potentiel
évènementiel du système (+500 personnes l’ont testé sur les 5
jours du salon). Cette expérimentation a surtout montré
l’importance de la phase d’analyse des résultats, renforçant ainsi
notre conviction sur l’apport pédagogique de ce type d’outil. Le
caractère innovant et la pertinence du système en adéquation avec
un besoin industriel a en outre été récompensée par l’attribution
d’un trophée1.
Le retour d’expérience a conduit à faire évoluer la modélisation
de la projection d’enduit pour améliorer son réalisme mais aussi le
design du système pour le rendre plus en adéquation avec les
canons esthétiques de présentation sur salon. Le système a ensuite
été présenté avec succès lors des salons Batimat2 et Ecobuild3,
deux salons internationaux majeurs dans le domaine des produits
pour la construction (voir Figure 10).
Figure 10. WIT4PRO sur le salon Batimat 2011.
5.2 Configuration formation
La vocation principale du système WIT4PRO est d’être un outil
d’aide à la formation. Une expérimentation pilote est actuellement
menée dans le centre de formation SG Weber de Coullons afin de
mettre à l’épreuve le système lors de formations internes et
externes (entreprises clientes de SG Weber). Les objectifs sont de
consolider les scénarios d’usage du système, de valider les
conditions d’exploitation et de vérifier l’acceptation de ces
nouvelles technologies de formation par les entreprises du
bâtiment.
Les premiers retours sont très encourageants sur l’attractivité du
système de par son caractère innovant, sur le potentiel d’analyse
des résultats et les comparaisons possibles entre deux essais,
vidéos à l’appui, et également sur la facilité de mise en œuvre.
6 CONCLUSION
Nous avons présenté le système WIT4PRO, outil de simulation de
projection d’enduit décliné en deux configurations, la première
dédiée à la communication événementielle et la seconde à la
formation. En plaçant l’apprenant au cœur d’une simulation
multimodale avancée (retour visuel réaliste du comportement de
l’enduit, restitution sonore de lance et du compresseur, retour
1 http://www.laval-virtual.org/2011/?#Awards-Winners 2011 2http://www.youtube.com/watch?feature=endscreen&NR=1&v=ZVmpXShH8QY 3http://www.youtube.com/watch?v=e4uIgvud5iA&feature=youtu.be
haptique passif et vibratoire de la lance…), WIT4PRO propose un
environnement de formation réaliste et efficace. Outre le fait de
faciliter l’acquisition de compétences, WIT4PRO permet de
multiplier à la demande les conditions de formation et surtout de
réaliser une économie de matière première évaluée à environ 3
tonnes de produit par session de formation soit un équivalent de
90 tonnes en année pleine. Les économies indirectes telles que
l’eau habituellement nécessaire au nettoyage des installations font
également de WIT4PRO un système plus respectueux de
l’environnement.
Figure 11. Installation WIT4PRO
au centre de formation Weber de Coullons.
7 PERSPECTIVES
La configuration évènementielle, qui porte désormais le nom de
marque « weber applistation® », est sollicitée pour des salons à
l’étranger et s’illustrera prochainement en Finlande (octobre
2012) puis en Allemagne (janvier et mars 2013).
L’expérimentation pilote en centre de formation SG Weber va
se poursuivre jusqu’à mi 2013 afin de consolider le retour
d’expérience et envisager des évolutions fonctionnelles
pertinentes.
D’un point de vue système, des travaux d’optimisation
pourraient être conduits sur les composants matériels comme les
modules d’affichage et de suivi de mouvement afin de rechercher
des solutions moins couteuses à iso-performance. Le déploiement
à l’international d’une solution alors industrielle pourrait être
envisagé. Enfin, ce concept de système pourrait facilement être
étendu à l’application d’autres produits pour la construction :
projection de mousse, de résine ou de plâtre.
REFERENCES
[1] C. Chatelain, A. Bouchet, T. Voillequin, and C. Famy, “ETICS VR : L’immersif échelle 1 au service de la mise en œuvre des matériaux,” presented at the 5èmes journées de l’AFRV, 2010.
[2] W. Winn, “A conceptual basis for educational applications of virtual reality,” University of Washington, Human Interface Technology Laboratory, Washington Technology Center, Seattle, Washington, Technical publication TR-93-9, 1993.
[3] P. Fuchs, Le Traité de la Réalité Virtuelle, vol. 4 - Applications. 2006.
[4] M. Ortega and S. Coquillart, “Prop-Based Haptic Interaction with Co-location and Immersion: an Automotive Application,” presented at the HAVE 2005 - IEEE International Workshop on Haptic Audio Visual Environments and their Applications, 2005.
[5] D. Mellet d’Huart, “La réalité virtuelle : un média pour apprendre,” presented at the Cinquième colloque hypermédias et apprentissages, 2001.
[6] D. Steib, L. Da Dalto, and D. Mellet d’Huart, “Apprendre le geste du soudage avec CS-WAVE : l’expérimentation de l’AFPA,” in Proceedings of the first international VR-Learning Seminar, Laval, 2005.
[7] VRSIM, SimSpray. . [8] D. Mellet d’Huart, “De l’intention à l’action. Contributions à une
démarche de conception d’environnements virtuels pour apprendre à partir d’un modèle de l’(én)action,” Université du Maine, 2004.
[9] Vicon, Vicon. .
[10] Apple, iPad. . [11] Unity, Unity3D 3.5. . [12] J. J. Monaghan, “Smoothed particle hydrodynamics,” Annual
review of astronomy and astrophysics, vol. 30, pp. 543–574, 1992. [13] E. C. Bingham, Fluidity And Plasticity. Kessinger Publishing, LLC,
1922. [14] R. Taylor, T. Hudson, A. Seeger, H. Weber, J. Juliano, and A.
Helser, “VRPN: A Device-Independent, Network-Transparent VR Peripheral System,” in Proceedings of the ACM Symposium on Virtual Reality Software & Technology, Banff Centre, Canada, 2001.
CLARTE est un organisme de recherche
et développement sur les technologies de
réalité mixte (virtuelle et augmentée). Dans
le cadre de partenariats de recherche ou de
contrats d’étude ciblée signés avec de
grands groupes industriels, CLARTE
intervient pour identifier les potentiels de
la réalité mixte au niveau des différents
métiers de l’entreprise concernée
(conception, aménagement, maintenance,
formation, etc) et pour mener des
recherches autour d’applications
expérimentales qui, potentiellement, seront
susceptibles d’améliorer le process.
Partenaire de Saint-Gobain Recherche
depuis 2010 sur la thématique de la réalité
virtuelle, le système présenté est
l’aboutissement d’une nouvelle
coopération sur le thème de l’aide à la
formation.
Saint-Gobain Recherche est un centre de
recherche industriel pluridisciplinaire, à la
pointe de l’innovation. Sa mission est de
préparer le futur du Groupe Saint-Gobain
en imaginant les produits et procédés de
demain autour de l’habitat, l’énergie et
l’environnement. Aujourd’hui, le centre
contribue ainsi à des projets de recherche
dans le domaine des matériaux de
construction, tels que le plâtre, les mortiers
ou les isolants, développe des savoir-faire
en réalité virtuelle pour différents projets
liés à l’habitat, et a renforcé ses
compétences en thermique pour répondre
aux problématiques actuelles d’efficacité
énergétique des bâtiments. Plus
généralement, Saint-Gobain Recherche est
impliqué dans les grands projets
stratégiques du groupe Saint-Gobain.
Saint-Gobain Weber est leader mondial
des solutions à base de mortiers industriels
avec plus de 100 ans d'expérience dans le
domaine de la Façade et 35 ans dans
l'Isolation Thermique par l’Extérieur
(I.T.E) dans de nombreux pays Européens.
Weber est une des marques clé du groupe
Saint-Gobain dans le domaine de l'habitat.
Acteur majeur du marché de l’Isolation
Thermique par l'Extérieur (I.T.E) au niveau
international, Weber fait le pari de l’I.T.E
pour relever le défi des économies
d’énergie et contribuer à la « révolution
verte » du secteur du bâtiment. Weber
compte déjà plus de 10 millions de m2 de
systèmes posés avec, à la clé, de vraies
économies d’énergie.
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