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DCN Ingénierie met la réalité virtuelle au service de la Marine ... et de la Coupe de l'America

DCN Ingénierie m'a ouvert ses portes pour me montrer l'usage qu'elle fait de la réalité virtuelle dans son processus de développement de navires militaires. Elle m'a aussi dévoilé comment elle participe au développement du défi français Areva Challenge po


Presque un an jour pour jour plus tard, je retrouve les quais de la DCN à Lorient. La frégate Forbin est maintenant prête à prendre la mer pour ses premiers essais et le Chevalier Paul l'a remplacé dans la grande forme de construction. Les premiers sous-ensembles en tôles oxydées de ce bâtiment que l'on commençait à souder il y a un an sont maintenant devenus un bateau de guerre aux lignes élancées qui prend des couleurs plus réglementaires, gris pour les superstructures et rouge pour la carène. Mais si je suis revenu dans le grand port militaire du Morbihan (56) ce n'est pas pour voir la réalité des bâtiments de la Marine nationale, mais les outils de réalité virtuelle que DCN Ingénierie utilise pour les concevoir.

« L'ingénierie d'ensemble d'un navire armé n'est pas une ingénierie d'assemblage de systèmes ? L'optimum du tout n'est pas la somme des optimums des parties », prévient d'entrée de jeu Patrick de Leffe, directeur de DCN Ingénierie. De fait, DCN Ingénierie se bat autour de trois axes. Tout d'abord la compétitivité. La société, maintenant privatisée, doit offrir la meilleure réponse technique possible répondant aux besoins de ses clients, tout en restant dans le budget initial. Autre axe, la maîtrise des risques qui garantit la tenue des performances d'ensemble et des performances transverses sur l'ensemble du traditionnel cycle en V du développement produit. Un rôle indispensable pour un maître d'Å“uvre. Enfin, la différentiation de l'offre, qui mise sur un fort niveau d'intégration fonctionnelle et physique du système de combat. « Notre réussite résulte d'un savant dosage autour de ces trois axes. Elle dépend aussi fortement de notre outil industriel, à la fois au niveau production, mais aussi au niveau conception ». Bref des préoccupations similaires à celles de beaucoup d'industriels.

Cadds au moins jusqu'à la prochaine décennie

De fait, DCN Ingénierie regroupe 1 200 personnes, dont 650 ingénieurs et cadres, réparties sur 4 sites en fonction de leurs spécialités. Il faut ajouter à cela un tissu important de prestataires qui, suivant le type d'études à réaliser, traitent de 10 à 50 % des travaux. « Notre outil principal de conception 3D est Cadds 5 de PTC et cela le restera, malgré les fortes pressions de certains éditeurs, au moins jusqu'en 2010-2011, car il convient parfaitement à notre besoin et son éditeur nous a garanti son évolution au moins jusqu'à cette échéance. D'ailleurs, tous nos nouveaux projets sont lancés sur cette plate-forme et un bateau militaire à une durée de vie se comptant en décennies », prévient Patrick de Leffe.

A côté de ces outils traditionnels, DCN Ingénierie utilise aussi des moyens avancés comme la réalité virtuelle pour optimiser la conception de ses navires. « Afin de concevoir des bâtiments répondant parfaitement aux attentes des marins qui vont les exploiter, nous avons d'une part intégré dans nos équipes d'anciens officiers de marine, qui nous apportent leurs expériences, mais nous nous sommes aussi dotés de moyens importants de réalité virtuelle afin de tester nos projets auprès de leurs futurs utilisateurs. Cela nous permet aussi d'éviter la construction de maquettes à l'échelle un de certains locaux, ce qui coûte très cher et ralentit les projets », explique Yves Picart, responsable de la filière bâtiment de surface de DCN.


La grande salle de réalité virtuelle est surtout utilisée pour les présentations.

La réalité virtuelle récupère l'ensemble des données géométriques de la maquette numérique sous Cadds 5 et permet d'affecter, grâce à Virtools, un comportement à certains de ses éléments. Le ou les utilisateurs de la réalité virtuelle sont alors immergés dans ce monde avec lequel ils peuvent interagir en temps réel. Un officier aviation pourra ainsi vérifier la vision qu'il aura d'un pont d'envol depuis son poste de commandement dans l'îlot du navire. Il pourra à sa guise déplacer et régler en hauteur son siège, déplacer les montants des baies vitrées, etc., afin d'améliorer son poste de travail. De même, le commandant pourra valider depuis son futur siège s'il voit tous les écrans mis à la disposition de ses officiers dans le central opérations du bâtiment. On pourra aussi à l'aide de ces outils de réalité virtuelle valider les accès à certains équipements tels des volants de manÅ“uvre de vannes et en simuler la manipulation. Autant d'opérations impliquant directement les emménagements des navires et les facteurs humains de leurs opérateurs.

Deux salles de réalité virtuelle

DCN s'intéresse depuis 10 ans à ces technologies, mais le véritable démarrage se situe il y a 3 ans, date depuis laquelle la réalité virtuelle est systématiquement intégrée dans le processus de conception à partir de la maquette numérique. Elle a par exemple permis de valider le PC aviation des Bâtiments de Projection et de Commandement Mistral et Tonnerre en cours de réception par la Marine nationale. Cette démarche vers la réalité virtuelle s'appuie sur deux partenaires, Clarté à Laval (53) et le Centre Européen de Réalité Virtuelle de l'ENI de Brest (29).

« Nous disposons de deux moyens lourds en plus des postes de travail individuels présents dans les bureaux d'études », explique Yves Picart. « Le premier est un reality center, une salle de 30 places équipée d'un écran semi-cylindrique de 7m x 3m, munie d'un double projecteur à miroirs permettant la vision stéréoscopique. Cette salle sert notamment pour les présentations aux clients et pour des opérations de communication. Le second moyen est une salle de 15 places dotée d'un écran plat de 2 m x 2,5 m avec rétro-projection, qui est équipée d'un système de tracking de la position de l'opérateur et de ses interfaces senso-motrices. Il s'agit véritablement d'une salle de travail collaboratif permettant à une équipe de travailler au développement d'un projet avec les clients. Cette salle est en service depuis la fin 2005 ».


La petite salle sert dans le cadre de réunions de travail collaboratif,
ici sur l'emménagement et l'ergonomie d'un central opérations

Et de fait, ces deux salles ne désemplissent pas. Elles sont utilisées par l'ensemble des corps de métiers de DCN (architectes, emménageurs, responsables fonctionnels de locaux, responsables des facteurs humains...) en liaison avec les clients lorsque cela est nécessaire. Elles servent tout au long du processus de développement depuis les présentations en avant vente jusqu'aux validations finales juste avant la fabrication.

Cette application de la réalité virtuelle permet la prise en compte et la vérification de quatre grands types de critères :

  • Les critères fonctionnels qui régissent les fonctions essentielles d'un local (vue extérieures en navigation, visibilité sur les manÅ“uvres des aéronefs embarqués... ;
  • Les critères d'emménagement avec la prise en compte des volumes (objets, réseaux, circulations...) ;
  • Les critères facteurs humains avec l'accessibilité des postes, les zones de visions, les zones de préhension, la communication inter-opérateurs... ;
  • Les critères de maintenance tels que l'accessibilité et la démontabilité.
Notons que le projet DCN a été récompensé lors du dernier congrès Laval Virtuel par le trophée Design Industriel et Simulation pour son outil de conception et d'évaluation de l'emménagement de locaux complexes de navires.

A plus long terme d'autres applications sont envisagées. Cela concerne par exemple la validation de l'emménagement échelle 1 en milieu hautement immersif, avec une méthodologie d'analyse ergonomique (zone d'atteinte, champs de vision, mesure de distances et d'angles...), ainsi que le rendu réaliste des ambiances lumineuses.

De la Royale à la Coupe de l'America

Mais si l'on est au service de la Royale on en est pas moins marin et toutes les choses de la mer vous intéressent. C'est pourquoi DCN est aussi partenaire du défi Areva qui concourt pour la Coupe de l'America 2007. « L'équipe du défi français Areva Challenge pour la Coupe de l'America partage les mêmes valeurs que nous », explique Nicole Lacube, responsable communication de DCN. « Il s'agit du plus vieil événement sportif au monde, qui est une véritable légende. Il faut pour le gagner faire preuve à la fois de haute technologie et d'un esprit d'équipe. C'est pourquoi nous avons décidé d'aide cette équipe en lui apportant notamment notre expertise technique dans les domaines les plus pointus comme la conception et la réalisation d'éléments en matériaux composites, la simulation numérique ou la réalité virtuelle ».


Le défi français Areva Challenge sur le plan d'eau de Valence

De fait, DCN apporte depuis le début de l'année son savoir-faire en expertise et essais de matériaux (choix des matériaux et échantillonnage) ; des idées sur les systèmes intelligents d'aide à la décision en course ; une aide à la construction d'éléments de renfort de la coque (cloison cockpit avant et cloison avant quille en matériaux composite...) et de la quille (usinage et soudage du voile de quille dans une chambre de soudage à faisceaux d'électrons...) ; son expérience en contrôle et suivi en service ; un réel savoir-faire en simulation numérique.


Simulation des épaisseurs de la coque en matériaux composites
lors de sa mise en forme

Des évaluations de l'intérêt de la réalité virtuelle ont même été faites. « Nous avons créé une maquette du bateau de course sur laquelle tous les éléments sont fonctionnels. La manÅ“uvre des winchs permet de hisser les différentes voiles ou de hisser un équipier en haut du mat pour assurer la grand voile », explique Yves Picart, qui est aussi responsable du partenariat technique avec le défi français. « L'équipier peut ainsi découvrir à l'avance ce qui l'attend lorsqu'il sera hissé à 35 mètres au-dessus de l'eau, ainsi que répéter les manÅ“uvres pour éviter les étais et grimper en toute sécurité. De même, ses collègues sur le pont peuvent évaluer l'ergonomie des manivelles des treuils et s'entrainer à leur maniement ».


Maquette fonctionnelle utilisée lors de la simulation
du fonctionnement des équipements en réalité virtuelle

DCN Ingénierie force de proposition et réservoir de savoir-faire

Un partenariat largement apprécié par Dimitri Nicopoulos, responsable de l'équipe de conception que j'ai pu rencontrer fin juin à bord d'Areva Challenge sur le plan d'eau de Valence en Espagne, lors de l'acte 12 de la Louis Vuitton Cup destiné à évaluer les challengers en lice.

« DCN Ingénierie est pour nous à la fois une force de proposition et un réservoir de compétences techniques. Yves Picart vient très régulièrement nous voir et je l'ai au téléphone au moins une fois par jour. Il est au courant de tous nos problèmes et les fait circuler au sein des bureaux d'études de DCN Ingénierie. Leurs ingénieurs se sont pris au jeu et nous trouvent rapidement des solutions originales. Nous sommes par exemple entrain d'essayer en régate un nouveau matériau anti-friction dans nos winchs. De même, ces ingénieurs nous proposent des idées originales auxquelles nous n'avions pas eu le temps de réfléchir. Ce qui fait que nous progressons extrêmement vite. De même, le nouveau bateau que nous allons réceptionner en novembre n'a plus de secret pour nous. Nous l'avons découvert en maquette numérique et nous avons vu certaines démonstrations en réalité virtuelle. Nous sommes donc confiants, il arrivera plus tard sur le plan d'eau que certains de ses concurrents, mais il devrait être d'entrée de jeu plus affûté ».

C'est ca aussi le miracle du numérique. Mais nous aurons l'occasion prochainement de revenir plus en détails sur le sujet.

Puisque je suis à Valence, je ne vous dis pas à la semaine prochaine, mais à la rentrée. Vacances obligent.

Pour en savoir plus : http://www.dcn.fr & http://www.clarte.asso.fr & http://www.cerv.fr & http://dcnarevachallenge.dcn-group.com

Jean-François Prevéraud, journaliste à Industrie & Technologies et l'Usine Nouvelle, suit depuis plus de 24 ans l'informatique industrielle et plus particulièrement les applications destinées au monde de la conception (CFAO, GDT, Calcul/Simulation, PLM...). Il a été à l'origine de la lettre bimensuelle Systèmes d'Informations Technologiques, qui a été intégrée à cette lettre Web hebdomadaire, dont il est maintenant le rédacteur en chef.



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