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19/06/2017

Réalité virtuelle et réalité augmentée : quel avenir dans le secteur de l’énergie ?

Impression 3D, clonage numérique, chatbots, réalité virtuelle et réalité augmentée : toutes des innovations technologiques de plus en plus utilisées dans les entreprises industrielles qui entrainent un changement de culture, d’usages et des modes de travail.

Alors que l’intérêt du grand public pour la réalité virtuelle et la réalité augmentée se ranime lors d’acquisitions de grande ampleur, comme celle d’Oculus par Facebook d’environ deux milliards de dollars, ces technologies sont présentes depuis plusieurs années sous différentes formes dans le secteur de l’aéronautique et de l’automobile, mais aussi dans le secteur de l’énergie.

Des évolutions technologiques qui ont permis l’essor de la réalité virtuelle, et la réalité augmentée de plus en plus utilisées à des fins industrielles

Le numérique est un levier de croissance pour les entreprises dans tous les secteurs. En effet, la collecte et l’analyse de données à travers des solutions d’analyse de Big Data offrent de nouvelles perspectives aux entreprises. Aujourd’hui, grâce au traitement des données et leurs nouveaux modèles d’affaires[i], les énergéticiens peuvent identifier les plus gros postes de consommation d’énergie, améliorer la performance de leurs équipements et adapter au mieux leurs offres de service aux clients. La réalité virtuelle et la réalité augmentée sont des technologies qui permettent de transformer les informations de façon plus visuelle afin d’en tirer plus facilement des informations utiles. La réalité virtuelle associe des technologies 3D qui permettent d’immerger l’utilisateur dans un monde numérique et la réalité augmentée permet de superposer des images et des informations sur le monde réel.

La technologie de la réalité virtuelle a connu un premier boom dans les années 90 avec la sortie des jeux vidéo 3D et a été déclinée dans les secteurs de l’aéronautique et de l’automobile à des fins industrielles. À cette période, l’utilisateur pouvait déjà simuler une situation dans une salle immersive constituée d’écrans : un CAVE (Cave Automatic Virtual Environment)[ii]. Les ingénieurs pouvaient ainsi tester les prototypes des équipements avant leur fabrication, mais ces dispositifs, qui peuvent avoir de multiples fonctions dans l’industrie aujourd’hui, coutaient alors très chers (entre 1 et 5 millions d’euros[iii]). Aujourd’hui, grâce à la progression des sciences et des technologies, le prix des capteurs, de la capacité de calcul, du stockage et de la transmission des données diminue.

Par ailleurs, le port d’accessoires sur le visage s’est heurté par le passé à de nombreuses réticences par le grand public comme l’illustre bien le flop des « Google Glasses » dans les années 90. Pourtant, les récents investissements de grande ampleur par le secteur IT (Google, Sony, Amazon…) et le lancement commercial récent des casques immersifs d'Oculus Rift et de Sony montrent un regain d’intérêt pour la réalité virtuelle et la réalité augmentée ; non seulement orienté jeux vidéo mais notamment pour des applications industrielles.

Ce sont les applications grand public de réalité virtuelle et de réalité augmentée qui dynamisent le marché et entrainent une diminution des coûts : il y a 10 ans, un casque coûtait 150 000 euros[iv] alors qu’aujourd’hui les casques sont accessibles à partir de 200 euros comme le Gear VR de Samsung[v].

Et pourtant, la croissance de ce marché pourrait provenir majoritairement de l’application de ces technologies dans le B2B plutôt que dans le B2C. On estime ainsi un marché mondial à environ 130 milliards d’euros en 20205 – la réalité augmentée à environ 100 milliards d’euros et 30 milliards d’euros pour la réalité virtuelle – sachant qu’aujourd’hui les revenus générés par l’application de ces nouvelles technologies sont 100 fois[vi] moins importants.

Le bouleversement actuel que connait le marché de l’énergie, en concurrence avec les géants de l’IT, et la transformation numérique qui impose de nouvelles règles, poussent aussi les entreprises historiques dans le secteur de l’énergie à adopter ces nouveaux usages.

 

Les bénéfices susceptibles d’être créés par ces technologies de rupture poussent les acteurs du secteur de l’énergie à déterminer comment en tirer meilleur parti

La réalité virtuelle et la réalité augmentée apportent une nouvelle manière de représenter des objets, d’apprendre des procédures et de transmettre des connaissances, d’une forte utilité dans le secteur de l’énergie. Le gain de temps est évident, tout comme la réduction du risque d’erreur : ces technologies sont un excellent moyen de simplifier, à moindres frais, toutes sortes d’opérations complexes.

 

La réalité virtuelle et la réalité augmentée pour l’aide à la formation

Comme de nombreux secteurs, le secteur de l’énergie est confronté à un déficit de compétences. Par exemple, le secteur de l’Oil & Gas aux Etats Unis avait un besoin de recrutement de 60 000 ingénieurs en pétrochimie en 2016, alors que seulement 1 300 personnes[vii] sont diplômées dans cette spécialité chaque année. En France, le secteur de l’énergie perdra environ 47%[viii] de ses actifs de 2005, arrivés en fin de carrière d’ici 2020 alors que les centrales et équipements de terrains sont de plus en plus complexes. Cela signifie que pour pallier à ce déficit, les entreprises de ce secteur doivent former et reconvertir plusieurs ingénieurs alors même que la formation est assez coûteuse – en particulier s’il faut souvent mettre à jour la formation des employés.

Aujourd’hui, dans un secteur qui évolue constamment, et où les compteurs intelligents deviennent la norme, les nouvelles pratiques et technologies en matière de données et de support informatiques nécessitent de nouvelles approches de formation.

Ainsi, des programmes de formation virtuelle immergeant les équipes dans un monde virtuel pour leur apprendre des opérations de routine et des interventions d’urgences à haut risques en toute sécurité sans se déplacer sur site au niveau des centrales ou des installations offshore.

GRTgaz a ainsi adopté une application de réalité virtuelle via un casque immersif HTC Vive[ix] afin de former ses techniciens sur des tâches de maintenance sur les vannes d’installation gazières. Les techniciens apprennent les procédures de maintenance et réalisent les vrais gestes sur les machines sans risques, depuis leur salle de réunion. L’opérateur peut donc apprendre de ses erreurs sans risques réels et sans coût opérationnel avant sa formation sur site.

Un autre intérêt de la réalité virtuelle est de pouvoir entrainer les personnes sur des situations complexes et exceptionnelles, difficiles à reproduire dans la réalité. A titre d’exemple, TRIHOM, l’organisme de formation rattaché au groupe AREVA, propose à ses opérateurs une formation aux gestes en milieu nucléaire pour les sensibiliser aux risques et acquérir des compétences sur des situations complexes.

Si la réalité virtuelle ne remplace pas les formations traditionnelles, elle apporte à l’ingénieur ou au technicien un certain niveau de compétences et de compréhension de la tâche en amont des sessions de formations sur terrain.

 

La réalité virtuelle et la réalité augmentée constituent une opportunité pour améliorer les opérations

Les énergéticiens doivent construire, maintenir et réparer des infrastructures complexes, parfois défectueuses ou en fin de vie.

La part des dépenses en maintenance dans le domaine des énergies renouvelables est significative :

 

Dans le secteur de l’énergie nucléaire, les dépenses de maintenance des centrales nucléaires ont presque été multipliées par huit, en euros constants 2010, entre 2003 et 2013, et ont augmenté de 100% entre 2007 et 2011.

La réalité virtuelle et la réalité augmentée constituent une bonne opportunité pour diminuer ces coûts de maintenance, en réduisant la durée des opérations et en améliorant la productivité des agents. La mise en place de ces technologies chez Schneider Electric pour des opérations de maintenance a permis de diminuer de 1 à 3 % les dépenses liées à la maintenance[x]. D’autre part, la réalité augmentée permet de remplacer les documentations techniques et les guides d’opérations de maintenance volumineux sur lesquels s’appuient les agents de maintenance par des manuels électroniques et interactifs. Le centre de recherche de General Electric au Brésil, notamment, a développé une application qui identifie via la caméra d’une tablette chaque élément des machines sur une plateforme pétrolière. L’opérateur pourra donc identifier les procédures et les étapes d’installation en 3D pour chacun des composants de la plateforme. Les bénéfices de ce type d’application a déjà été démontrés dans le secteur de l’aviation, où les techniciens de Boeing ont été 30% plus rapides et 90% [xi]plus précis dans l’assemblage de la maquette d’une aile d’avion en utilisant un manuel en réalité augmentée que ceux s’appuyant sur des documents papiers.

Des ingénieurs immergés dans une situation virtuelle peuvent également, grâce à cette technologie, accompagner les opérations en communiquant avec les techniciens équipés de casques pour leur fournir des solutions à distance. Par exemple, lors d’une opération de maintenance minutieuse sur le rotor d’une éolienne offshore.

La réalité virtuelle permet aussi d’anticiper des pannes ou des situations exceptionnelles grâce à des applications de maintenance préventive. En effet, imaginons un jumeau numérique d’une installation complexe ou d’une usine qui simule l’ergonomie, la productivité et la consommation énergétique à partir des données existantes. Cette réplique permet de prévenir le comportement des machines en modifiant certains paramètres, par exemple les conditions du marché comme un pic de la demande ou simuler certaines défaillances techniques. Cela permet donc de voir comment les flux de travaux y répondent, identifier des problèmes imprévus et identifier des solutions pour que les processus de production soient plus efficaces et plus surs. Telle est l’idée directrice du projet d’éolienne « digitale » de General Electric[xii], de faire évoluer les éoliennes pour des résultats d’une efficacité énergétique maximisée.

Enfin, une application de réalité augmentée permettant d’améliorer la performance énergétique des usines a été mise au point par l’éditeur logiciel Energiency ( principalement été adoptée par des usines dans l’agroalimentaire, à date). Elle permet aux opérateurs de connaitre la consommation énergétique de leurs machines à travers des lunettes en gardant les mains libres et sans se détacher de leur poste, tout en proposant des conditions optimales pour l’optimisation énergétique des machines. Cette innovation qui permettrait d’atteindre jusqu’à 20% d’économies d’énergie[xiii] sans investissement lourd, pourrait voir le jour chez les acteurs du secteur de l’énergie.

 

L’immersion dans un monde virtuel : un nouveau moyen de communication et de persuasion pour les industriels

Alors que nous assistons au développement de solutions dans le domaine des opérations, les applications sont aussi développées dans un but commercial comme un outil d’aide à la vente pour séduire les clients ou pour sensibiliser le public sur des enjeux importants de l’entreprise via des jeux pédagogiques. Cependant, ces techniques sont actuellement plus appréciées dans les secteurs de l’aéronautique et de l’automobile plutôt que dans l’énergie.

Les entreprises utilisent cette technologie pour faire découvrir virtuellement la réalité de leurs sites (visite des usines, processus de fabrication…) afin de créer une proximité avec leurs clients et partenaires. C’est le cas de Séché Environnement, spécialisé dans le traitement des déchets, qui propose de visualiser le processus de retraitement du biogaz à l’aide d’une application mise à disposition par EON Reality (entreprise experte de la réalité virtuelle et  de la réalité augmentée).

D’autres entreprises,  comme Veolia Eau, affichent l’intention d’utiliser la réalité augmentée afin de se démarquer de la concurrence pour présenter leurs projets de construction (c’est le cas d’un projet d’usine à Versailles[xiv]).

 

Réussir l’adoption de ces nouvelles technologies

Toutes ces applications tendent à montrer que la réalité virtuelle et la réalité augmentée entrent dans une phase de croissance, et rentrent petit à petit dans les usages du secteur de l’énergie et l’industrie en général.

La trajectoire d’adoption de la technologie pourrait dans un sens être comparable à celles des smartphones : au début de la généralisation du smartphone, la crainte était celle d’une altération et d’une diminution des interactions entre les individus, tout comme ce qui est reproché à la réalité virtuelle et à la réalité augmentée aujourd’hui. Comme pour l’usage des smartphones aujourd’hui largement répandu et partie intégrante de la socialisation, cette peur pourra disparaitre dès lors que cette technologie sera mieux connue et démocratisée.

 

Pour que les énergéticiens puissent tirer le maximum de ces technologies de rupture, il est alors nécessaire qu’ils développent une culture numérique. L’adoption de ces technologies dans le secteur de l’énergie modifiera notamment les conditions de travail et les usages : cela suppose une organisation agile et collaborative.

Plusieurs grandes entreprises, comme Areva ou EDF, proposent alors une nouvelle manière de travailler à leurs ingénieurs ou chercheurs pour stimuler l’innovation en créant leurs propres Fablabs, « laboratoires de fabrication ».  Ces Fablabs mettent à disposition des « inventeurs » une multitude de machines, et des nouvelles technologies dont les modalités d’usage sont étudiées en vue d’un déploiement plus large. Les entreprises devront aussi mettre en place des outils de conduite du changement adaptés pour garantir la bonne utilisation et l’appropriation de ces technologies lors du déploiement.

Le succès de leur transformation viendra ainsi de l’association réussie entre la culture métier et la culture numérique.

 

Sia Partners

 

[i] Voir l’article Smart Energy Home : quels nouveaux modèles d’affaires pour les fournisseurs historiques d’énergie ?

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