La réalité virtuelle collaborative au service de l’hydrographie avec le SHOM et Cervval !

Service national d’hydrographie et d’océanographie, le Shom ne cesse d’innover pour fournir aux usagers de la mer des produits et des services toujours plus sûrs pour une navigation optimisée. Dernière innovation en date, l’application « La tête dans les nuages de points ». Développée avec Cervval, société du groupe Tacthys spécialisée en ingénierie informatique, elle met en oeuvre la réalité virtuelle appliquée au traitement de la bathymétrie (mesure des profondeurs). L’objectif est d’améliorer les outils de travail des équipes du Shom. Une riche collaboration à la croisée des sciences et techniques de la mer, de la recherche et de l’informatique.

Découvrez cette innovation à travers l’interview croisée du SHOM et de Pierre-Antoine Béal, directeur général du groupe Tacthys et de la filiale Cervval  !

Pouvez-vous présenter votre structure ? 

Pierre-Antoine Béal, directeur général du groupe Tacthys et de la filiale Cervval : Cervval est une société d’ingénierie informatique spécialisée dans la simulation numérique en environnement virtuel et dans la gestion et l’optimisation de plannings.

Shom : Service national d’hydrographie et d’océanographie, le Shom fournit la connaissance de l’océan indispensable pour garantir la liberté d’action des forces armées et leur apporter la supériorité opérationnelle, assurer la sécurité de la navigation, optimiser les usages en mer et sur le littoral et protéger l’océan. Il éclaire la décision de nombreux acteurs pour faire face aux enjeux géopolitiques, sociaux et environnementaux

Quelle est votre vision de l’innovation ?

Pierre-Antoine Béal, directeur général du groupe Tacthys et de la filiale Cervval : Dans un monde en perpétuelle évolution, il est nécessaire de penser hors des cadres établis pour formuler les réponses aux défis de demain. Nous devons être également autant dans l’effectuation que dans l’innovation, c’est-à-dire dans la capacité à saisir les opportunités, à tester.

Shom : L’innovation est au cœur de la stratégie du Shom pour permettre de moderniser les systèmes d’acquisition des données, les traitements et plus généralement l’ensemble de nos processus pour répondre toujours mieux aux besoins des utilisateurs.

Le numérique, l’intelligence artificielle, la réalité augmentée, virtuelle et mixte, … introduisent un nouveau cycle d’innovation et de nouveaux enjeux, dans un contexte de collecte de données toujours plus massive. Les projets tels que « La tête dans les nuages de points » ont pour but d’améliorer notre performance en tirant les bénéfices des nouvelles technologies.

Récemment, Cervval a eu l’occasion de développer une nouvelle application « La tête dans les nuages de points » avec le SHOM.

En quoi consiste cette nouvelle innovation ?

Pierre-Antoine Béal, directeur général du groupe Tacthys et de la filiale Cervval : L’application « La tête dans les nuages de points » a été développée sur mesure pour le Shom. L’objectif est de traiter les données bathymétriques. La solution est utilisée sur ordinateur et avec des casques de réalité virtuelle.

Shom : La solution développée est une application pour traiter et visualiser, en 2D et en réalité virtuelle, les nuages de points bathymétriques. Ces nuages de points sont la représentation visuelle des données issues des campagnes en mer (levés bathymétriques) et des campagnes aéroportées en zone littorale (levées altimétriques LiDAR).

La donnée issue de ces levés est conséquente (plusieurs millions de points par levé) et ne peut pas être exploitée telle quelle. Il est nécessaire de la nettoyer pour supprimer les erreurs, que l’on appelle « bruit ». Ce bruit est dans la plupart des cas généré par les capteurs et par l’environnement (ex : banc de poisson dans le cas d’un sondeur multifaisceaux). Elle est actuellement traitée par les opérateurs du Shom, sur des stations travail « classique », à l’écran. Ce traitement est long, répétitif, subjectif et laborieux, surtout pour certaines zones complexes. S’ajoutent potentiellement des difficultés de visualisation de la 3D à l’écran, et l’impossibilité d’afficher de la donnée contextuelle (carte marine, topographie, bathymétrie antérieure) dans les outils existants.

La solution développée avec Cervval va faciliter la visualisation et le traitement de la donnée. Les interactions de la réalité virtuelle rendent intuitif de supprimer les points inutiles.

Enfin, il est possible d’alterner entre une vision à l’écran et une vision en réalité virtuelle : l’idéal est d’éviter de passer une journée entière de travail dans le casque, et de ne l’utiliser seulement dans les cas complexes.

En quoi cette application se distingue-t-elle des méthodes traditionnelles de mesure des profondeurs, et quels sont les avantages qu’elle offre aux équipes du Shom ?

Pierre-Antoine Béal, directeur général du groupe Tacthys et de la filiale Cervval : Les méthodes traditionnelles de mesure des profondeurs n’ont pas été modifiées. L’acquisition des données bathymétriques est réalisée par des moyens acoustiques (sondeurs multifaisceaux) ou par des moyens optiques – systèmes aéroportés appelés LIDAR.

L’innovation apportée par Cervval concerne les méthodes de traitement des données bathymétriques. Une fois acquises, ces dernières nécessitent d’être triées et analysées car tous les points ne correspondent pas au fond marin.  Les problèmes rencontrés sont liés à la taille des nuages de points et à l’hétérogénéité des sources qui rendent très complexes ces traitements.

L’application « La tête dans les nuages de points » permet d’améliorer les outils de travail des hydrographes et des opérateurs pour traiter les données. Elle apporte une montée en compétences plus rapide, un confort aux utilisateurs et ils peuvent désormais travailler en mode collaboratif.

Shom : L’application ne sert pas à mesurer la profondeur. Le capteur fournit de la donnée, des coordonnées de points en x,y, et z. L’application va permettre de visualiser cette donnée en 3D, de façon immersive et donc beaucoup plus évidente pour l’opérateur. En y ajoutant de la donnée contextuelle : carte existante, ortho photo, marée, …, on va gagner en efficacité pour le traitement de la donnée, surtout pour les zones complexes. Un mode collaboratif permet à deux personnes d’échanger autour de la donnée.

Comment la réalité virtuelle est-elle intégrée dans le processus de traitement de la bathymétrie, et comment cette approche améliore-t-elle l’efficacité et la précision des opérations ?

Pierre-Antoine Béal, directeur général du groupe Tacthys et de la filiale Cervval : Initialement, les équipes du Shom travaillaient uniquement en 2D sur ordinateur avec plusieurs écrans. Les données ne pouvaient pas être superposées. Aujourd’hui, grâce à l’application « La tête dans les nuages de points », elles sont synchronisées. On note également une meilleure appréhension des environnements complexes et de la profondeur grâce à l’immersion en réalité virtuelle. Les professionnels interagissent dans un univers en 3D.

L’intégration dans les process de travail du SHOM a été pensée pour permettre de travailler de manière fluide à la fois sur écran et en réalité virtuelle facilitant ainsi l’acceptabilité de la solution et la conduite du changement.

Shom : L’application développée est un premier prototype. Elle est en test au Shom, si les retours des utilisateurs sont positifs, elle sera industrialisée. Le but est de gagner du temps de traitement sur les zones complexes, traitements qui sont les plus chronophages dans le processus de production.

Cette donnée est destinée à se retrouver sur la carte marine, pour assurer la sécurité de la navigation. Plus le traitement des données d’un levé est rapide, plus vite cette donnée se retrouvera sur la carte marine et plus vite le marin aura de la donnée à jour sur sa carte.

• Un exemple : pour le traitement des données litto3D de Normandie/Hauts de France, il faut une journée à une personne pour traiter 0.6 km², il y a environ 2500 km² à traiter.

L’actu du moment pour vous ? 

Pierre-Antoine Béal, directeur général du groupe Tacthys et de la filiale Cervval : Nous travaillons actuellement avec l’IRT SystemX en collaboration avec Airbus Protect, RTE, Schneider Electric et Naval Group sur un projet de socle de jumeau numérique. L’objectif est d’uniformiser et de standardiser les méthodes de développement des jumeaux numériques pour faciliter et sécuriser les échanges de données entres les acteurs de différentes industries et ainsi faciliter l’interoperabilité.

Shom : Nous allons inaugurer notre nouveau siège du Bergot, à la fin juin prochain, l’occasion de réunir tous nos partenaires pour partager avec eux nos projets futurs. Nous serons également présents aux fêtes maritimes de Brest en juillet, au village « action de l’état en mer » pour présenter au grand public nos métiers et missions.

Vous voulez en savoir plus sur l’application ? Découvrez le communiqué de presse !