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RÉSUMÉ
Cet article est consacré aux nouvelles technologies appliquées à la conception de produits pour en accélérer les premières phases (de l’idéation aux concepts validés mais non industrialisés), avec un focus sur la collaboration en environnement virtuel. Il présente en premier lieu l’importance des aspects humains et, en particulier, de l’expérience utilisateur lors de la mise en œuvre de ces technologies, puis les matériels et les logiciels qui rendent possible une expérience virtuelle satisfaisante et qui peuvent être appliqués à la conception collaborative. Celle-ci sera ensuite détaillée avant de conclure et de présenter en perspectives les potentialités futures.
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This article describes how new technologies can be applied to the design of products so as to accelerate the early phases of the design process (from ideation to validated but not yet industrialized concepts), with a focus on collaboration in a virtual environment. First it presents the importance of human factors, and in particular of user experience when implementing these technologies. It then looks at the hardware and software that make possible a satisfactory virtual experience, and can be applied to collaborative design. This is then detailed, before concluding and opening up some perspectives.
Auteur(s)
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Philippe FUCHS : Maître assistant à l’École des mines de Paris (EMP) Équipe Réalité virtuelle et réalité augmentée, centre de robotique, EMP
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Simon RICHIR : Ingénieur Arts et Métiers - Maître de conférences, ISTIA Innovation, université d’Angers
INTRODUCTION
Le domaine technique et scientifique que nous allons expliciter est désigné par un oxymoron surprenant : la « réalité virtuelle » (RV). Cette association de deux termes a priori opposés n’est pas innocente : le virtuel est-il l’inverse du réel ? Sans rentrer dans un débat philosophique, inapproprié dans cet article, nous pouvons remarquer cependant que le choix entre le réel et le virtuel se pose à l’ingénieur. Dans la phase de conception d’un produit, l’évaluation des qualités de l’objet peut se faire sur sa représentation virtuelle (grâce à un modèle numérique) ou sur un prototype réel. L’ingénieur est souvent confronté au dilemme suivant : soit tester virtuellement le futur produit à partir d’un modèle paramétrable, mais peut-être irréaliste, soit évaluer un produit réel ou un prototype mais figé. Cette problématique n’est pas nouvelle mais depuis l’essor des techniques de réalité virtuelle, elle est plus complexe à étudier car nous verrons qu’elle fait intervenir des critères humains subjectifs.
Dans les domaines professionnels, la CAO et la simulation de phénomènes physiques sont étudiées virtuellement par l’intermédiaire de modélisations numériques. Mais dans tous ces secteurs d’activité, l’utilisateur de ces mondes virtuels est spectateur car il n’agit pas instantanément, ou très peu, sur ces entités virtuelles.Les technologies de la réalité virtuelle apportent aux entreprises la maîtrise du temps réel et ouvrent de nouvelles perspectives :
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tests et essais impossibles à réaliser dans le monde réel ;
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multiplication des choix, des architectures, des combinaisons, des couleurs ;
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intégration des utilisateurs finaux dans l’équipe de conception (grâce à la simulation interactive, ils peuvent évaluer le futur produit) ;
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mise en scène des produits dans différents environnements ;
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ingénierie collaborative avec d’autres métiers, d’autres cultures ou d’autres pays avec un langage de travail commun : l’image interactive.
Tous les secteurs de l’industrie sont concernés : bâtiment, automobile, médecine, ingénierie, commerce, aéronautique, pétrole, etc. Le développement des réseaux d’échanges d’informations autour de l’Internet est aussi un formidable média de développement de ces technologies.
Dans ce premier article, nous présentons les technologies de la réalité virtuelle et de la réalité augmentée qui proposent des perspectives de développement très intéressantes. Ensuite, nous présentons les applications de la réalité virtuelle dans différents secteurs de l’industrie et des services.
Les applications de la conception assistée par la réalité virtuelle (CARV), qui est le pendant de la CAO à la réalité virtuelle, sont exposées dans le deuxième article Réalité virtuelle et conception- Méthodes.
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KEYWORDS
virtual reality | augmented reality | collaborative design | user experience
VERSIONS
- Version courante de janv. 2018 par Simon RICHIR, Olivier CHRISTMANN
DOI (Digital Object Identifier)
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Applications1. Réalité virtuelle
1.1 Définitions
Nous trouvons dans la littérature plusieurs définitions assez proches, faisant intervenir des termes identiques ou similaires. Deux termes ressortent de toutes ces définitions : immersion et interaction. Il s’agit d’une immersion efficace et partiellement naturelle de l’utilisateur dans un environnement virtuel. Cette immersion doit être analysée sous l’aspect technique et sous l’aspect psychologique, car il s’agit bien de mettre un sujet dans un monde virtuel et non pas seulement de « brancher » son corps à un ordinateur via des interfaces matérielles. De même, le sujet doit pouvoir interagir sur ce monde virtuel par des actions pensées et volontaires : l’interaction est donc aussi à étudier sous les aspects techniques et psychologiques. Ce sont ces deux fonctions essentielles qui posent les problèmes fondamentaux de la réalité virtuelle, aussi bien au niveau matériel (informatique et interfaces) qu’au niveau logiciel, aussi bien au niveau physique qu’au niveau cognitif. Cela amène une nouvelle définition de la réalité virtuelle [1] :
Les techniques de la réalité virtuelle sont fondées sur l’interaction en temps réel avec un monde virtuel, à l’aide d’interfaces comportementales permettant l’immersion de l’utilisateur dans cet environnement.
Pour bien spécifier les nouveaux problèmes d’interfaçage induits par la réalité virtuelle, nous proposons le terme d’interfaces comportementales : il s’agit d’interfaces qui permettent d’exploiter un comportement humain. Elles sont de deux types : les interfaces sensorielles informent l’utilisateur par ses sens de l’évolution du monde virtuel, comme les interfaces visuelles affichant des images de synthèse ; les interfaces motrices informent l’ordinateur des actions motrices...
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