La conception Automobile

La conception automobile
(cas d’Hololens chez Ford et cas de Lobbybot chez Renault)

Grâce à la technologie, tous les moyens de production, les outils et les produits ont énormément évolués. La technologie a pu évoluer autant grâce à la révolution industrielle (fin du XXième siècle) mais aussi grâce à l’informatique. Dans ce travail d’analyse documentaire, nous nous intéresserons plus particulièrement à la conception automobile.
C’est le fait de concevoir, d’élaborer intellectuellement un projet. Dans le domaine de l’automobile, c’est le fait d’imaginer les formes d’une nouvelle voiture, l’intérieur, l’habitacle, etc…
La conception s’effectue grâce à toute une équipe composée d’ingénieurs, de styliste, de designer, de modélistes et de maquettistes. Tous travaillent en équipe afin d’obtenir un produit de qualité, respectant certaines règles de sécurité, de qualité, de style, d’usage,…
Attention toutefois, il y a une nuance entre conception et conceptualisation, qui est le fait de s’imaginer les traits, les caracteristiques du projet. Quand on a toutes les idées en place et que tout est prêt, on peut passer à la conception.
Le produit doit inspirer le client en terme de puissance, robustesse, rapidité, la beauté, le type d’usage du produit (usage citadin, sportif, tourisme,…).

Dans ce sujet, nous nous intéresserons plus particulièrement à deux produits complètements distincts autant par leurs formes que par leurs utilisation : le Microsoft Hololens et le Lobbybot de chez Clarté.

Nous pouvons nous demander alors :
- Quels sont les utilisations et les caractéristiques techniques de ces produits ?
- En quoi ces produits apportent-ils une innovation dans le domaine de la conception automobile ?

Pour répondre à cette problématique, nous débuterons par une courte introduction sur la conception automobile depuis ses débuts et ainsi comprendre son évolution.
Par la suite, nous parlerons des utilisations de l’Hololens et du Lobbybot dans le monde de l’automobile.
Enfin, nous essayerons de comprendre l’aspect technique de ces 2 outils, en essayant de comprendre comment cela fonctionne.

 

Introduction à la conception automobile depuis ces débuts :

La conception automobile est présente depuis la création de la première voiture à moteur. Au tout début, ce n’était que des petits groupes (voir une seule personne) qui pouvaient concevoir une voiture complète. Pour expliquer rapidement, une voiture est composée d’un châssis (la structure du véhicule, que l’on peut assimiler à son « squelette » ), d’un moteur (ce qui lui permet d’avancer), d’un habitacle (là où le conducteur et les passagers sont assis), d’une transmission qui apporte la puissance aux roues et d’un espace de stockage (style coffre).
La première voiture à s’être vendue le plus au monde était la Ford T, vendue entre 1908 et 1927 avec près de 16,5 millions de véhicules vendus. Ford a été toujours eu une place de pionnier dans le domaine de l’automobile.
La conception d’un véhicule se faisait et se fait pratiquement toujours grâce à des plans, des dessins, des maquettes afin de se représenter au maximum du produit final.
Le designer s’occupe des formes extérieures du véhicule, le styliste va s’occuper des tendances en termes de matière, l’ingénieur va s’occuper de la partie moteur, transmission, du véhicule.
Petit à petit, la voiture devient un réel objet du quotidien pour les familles du monde entier.

Son principal but est de transporter un ou plusieurs individus à un endroit précis rapidement, mais, de plus en plus de personnes voit cet objet comme un moyen pour se balader, voyager, découvrir ou bien encore, faire la course avec d’autres, faire de la contrebande, (d’où la naissance des courses de Nascar, très réputé aux Etats-Unis, où des pilotes s’affrontent sur un circuit ovale), …
Cela devient rapidement un réel symbole de pouvoir, de richesse grâce au cinéma Hollywoodiens.
Aujourd’hui, les constructeurs automobiles doivent respecter des normes de sécurité pour leur véhicules (airbag, système ABS, ceinture de sécurité,). Les véhicules d’aujourd’hui doivent être peu polluantes, confortables, élégantes, robuste, … Elles doivent respecter certains critères afin de plaire aux consommateurs tous en coûtant peu lors de sa conception.

 

 

Après cette petite introduction sur l’histoire de l’automobile, passons à la présentation des outils de demain pour la conception automobile.

 

• L’Hololens est un objet créé par la grande entreprise Microsoft.
• Un Hololens est un outil utilisant la réalité augmentée (la R.A est le fait de combiner des éléments numériques avec la réalité)
permettant, grâce à un ordinateur, d’interagir avec des hologrammes.

L’Hololens ne permet pas de projeter des images dans une pièce mais sur les verres des lunettes (nous verrons comment cela fonctionne ensuite).

• L’appareil est équipé d’un verre semi-transparent qui génère des hologrammes colorés multi directionnel.
• Sorti fin 2016 dans le monde, celui-ci affiche un prix atteignant un peu plus de 3000€ (3299€ précisément pour une version en phase de développements).
• Le produit a une autonomie comprise entre 2 et 5h, ce qui est peu mais qui s’explique par le fait que le produit est sans fil.
• Cet outil est utilisé par des professionnels pour permettre de mieux se représenter les choses qui nous entourent.
• L’Hololens ne permet pas que d’afficher des formes numériques en 3D, ces lunettes permettent aussi d’interagir avec, grâce à de nombreux capteurs.
• Il interagit avec au regard, aux mouvements du corps mais aussi avec la voix.
• De très grandes FTN (Firme Transnationales) s’en équipe (on peut prendre l’exemple de Volvo, Gensler, Audi, Airbus, Volswagen ou bien encore Ford, pour ne citer que les plus connus).

 

L’Hololens au service de la conception automobile de Ford :

 

Ford est une entreprise automobile créé en 1903 par Henry Ford dans le Michigan, à Détroit. Elle est réputée pour être une marque pionnière dans l’automobile, comme on a pu voir avec la fameuse

Ford T, la première voiture de série à s’être vendue le plus au monde.
Cette marque a toujours fait parler d’elle grâce à leurs fameuses voitures sportives, leur concept-car,… Cette entreprise ayant toujours cet esprit légèrement avant-gardiste, celle-ci utilise désormais depuis quelques mois la technologie Hololens.
Ford a récemment fait une annonce concernant l’utilisation de l’Hololens dans leurs locaux.Je vous invite à la visualiser à l’adresse suivante :
https://www.youtube.com/watch?v=3QyA7HhIYkg

 

Cette vidéo est particulièrement intéressante. Tout d’abord, celle-ci nous apprend que l’Hololens permet de visualiser des véhicules en 3D, grâce à la projection d’hologrammes sur les verres, comme expliqué précédemment.
Cet outil est présenté comme étant un outil d’une très grande importance. On apprend que plusieurs Hololens sont utilisés par les employés afin de concevoir les voitures de demain.

Grâce à des logiciels, l’utilisateur peut interagir avec les formes numériques afin de les modeler à sa guise. Il peut par exemple modifier les lignes de la voiture, il peut renfoncer certaines formes, les agrandir, modifier les couleurs de la voiture, ect…
En bref, l’utilisateur peut créer et se représenter une nouvelle voiture grâce à la technologie Hololens.

Cette méthode de conception est une grande avancée pour l’industrie et la production de nouveau véhicule car le temps de création est nettement réduit, ce qui un grand avantage, les représentations tridimensionnelles aident largement à améliorer la qualité du produit final, la quantité de travail pour les employés est réduite car le logiciel va automatiquement modéliser les formes du véhicules, ect…

L’Hololens apporte donc une nouvelle façon de travailler. L’ancienne méthode était le fait de se représenter en tête un véhicule, réaliser de nombreux schémas, des plans, des dessins afin d’aboutir à un véhicule ayant des formes esthétiques (conception grâce à des outils en 2D), puis on pouvait modéliser numériquement ces formes afin de

pouvoir interagir facilement avec ces formes (utilisation de maquettes modélisées en 3D).
L’hololens utilise cette méthode de modélisation sauf que la représentation visuelle est complétement différente, voir ces formes en Réalité Augmentée est bien plus immersif et excitant plutôt que sur un écran. La méthode pour modifier les formes est aussi différente vu qu’avec l’hololens, il suffit de faire des gestes qui seront interprétés par l’ordinateur, afin de modifier les formes.
En résumé, cet outil est un outil fascinant. Il permet à de nombreux utilisateurs, professionnels ou bien même des clients de pouvoir se représenter en face de soi des formes et surtout, de pouvoir interagir avec ! L’Hololens permet aux entreprises de gagner un temps précieux, d’améliorer la qualité/le rendu final du produit. C’est une nouvelle façon de travailler, une façon plus excitante, plus technologique et surtout, bien plus facile.

L’Hololens permet de se représenter et de modéliser les formes extèrieures d’un véhicule. Mais qu’en est-il de la partie de l’habitacle, la partie où le conducteur ainsi que ces passagers vont passer le plus de temps ?
Pour la conception automobile de l’habitacle, nous nous tournerons vers le LobbyBot.

Avant de commencer l’analyse sur le LobbyBot, je tiens à faire un petit aparté. Pour ce travail d’analyse documentaire sur la conception automobile, il fallait que je me base sur 2 outils technologiques : l’Hololens de microsoft et le LobbyBot de Clarté.

La recherche documentaire n’a pas été compliquée pour l’Hololens, mais pour le LobbyBot, c’est une toute autre histoire. Ne trouvant que très peu d’informations sur le sujet, j’ai donc contacté le service de Clarté pour en savoir plus. J’ai pu donc obtenir une réponse du directeur du groupe Clarté :

Tout en sachant cela, j’ai quand même pu récupérer quelques informations. Tout d’abord, c’est une société basée en France qui a développé le LobbyBot : la société Clarté. Elle a démarré en 1996 dans une toute petite ville du Pays de la Loire (département du 53) a Changé. Cette société se présente comme étant un centre de ressources technologique spécialisé en Réalité Virtuelle, en Réalité Augmentée et en technologies émergentes.

Clarté a pu développer de nombreux projets comme par exemple le projet GENESIS qui consiste à développer la Réalité Virtuelle pour la conception de navire moins polluants, plus économes, ect… ou bien encore le projet VIRTUALITECH, qui est un projet permettant de créer un laboratoire technologiquement évolué pour des éleves de STI2D (Sciences et Technologies de l’Industrie et du Développement Durable). Ce laboratoire serait équipé de technologies mixtes (Réalité Virtuelle+ Réalitée Augmentée) pédagogiques sur les enseignements concernés.
Passons maintenant au LobbyBot. Ce produit se présente comme étant un système haptique, c’est-à-dire, que c’est l’étude scientifique du toucher. Cela concerne la stimulation du toucher grâce au contact entre la peau et des objets. Le LobbyBot est en création avec Clarté et Renault, l’une des

plus grande entreprise dans l’industrie automobile française. Le LobbyBot interviendrais dans la conception automobile mais différemment de l’Hololens : il intervient pour se représenter l’habitacle d’un futur véhicule. L’utilisateur est assis sur un siège de véhicule avec un casque de réalité virtuelle HTC Vive. Un bras mécanique se situe à côté de lui avec à son extrémité, un pentagone avec sur chaques facettes différentes matières, textiles, bois,…

 

Pour expliquer le fonctionnement du LobbyBot, l’utilisateur assis sur le siège, équipé du casque HTC et d’un bracelet de capteur de mouvement, va avoir l’impression d’être dans l’habitacle d’un véhicule grâce à la modélisation de formes tridimensionnelles. Lorsque l’utilisateur réalisera un mouvement du bras ou de la tête, le bras robotique va se déplacer et si l’utilisateur veut toucher le tableau de bord ou d’autre parties de l’habitacle, le pentagone tournera pour que l’utilisateur ait l’impression d’être réellement dans cet habitacle.
S’il veut toucher le tableau de bord et que celui-ci sera en plastique, alors le pentagone va pivoter pour avoir la face plastique lorsque l’utilisateur touchera le tableau de bord. Même chose pour les autres parties de l’habitacle.
Le LobbyBot permet donc une immersion poussée pour des consommateurs ou bien même des designers/ ingénieurs, afin de développer un habitacle de la voiture de demain.
Malheuresement, le projet n’étant pas abouti, le LobbyBot présente quelques désavantages. Tout d’abord, la qualité de l’HTC Vive ne permet pas d’afficher des graphismes d’une très grande qualité visuelle vu que celui-ci est plutôt destiné à des jeux en Réalité Virtuelle. Ensuite, le bras robotique met du temps à se déplacer : de nombreuses secondes avant d’arriver à l’endroit que l’utilisateur veut toucher. Enfin, le LobbyBot n’est pour l’instant qu’au stade de première version, il est prévu qu’il sorte en 2020 officiellement. Pour l’instant, on ne sait pas s’il sera vendu sur le marché mais il est possible qu’il ne soit réservé qu’aux professionnels dans le domaine de l’automobile en partenariats avec Clarté.
Nous avons pu faire le tour des 2 objets concernant la conception automobile mais nous ne savons toujours

pas comment cela fonctionne à l’intérieur, ce qui les compose, comment font-ils afin d’afficher des formes tridimensionnelles,… on va donc voir et essayer de comprendre tous les aspects techniques et technologiques qui se cachent derrière tout ca.

Commençons d’abord par l’Hololens : pour un produit a plus de 3000€, les composants ne sont pas extraordinaires. On peut dire que l’Hololens est un petit ordinateur. Le casque a une mémoire de 2Go de mémoire vive, ce qui n’est tout de même pas excessif. Au niveau de microprocesseur, il est équipé d’un Intel Atom x5-Z8100 et d’une carte graphique Intel. Malheureusement, Microsoft va surement devoir se tourner vers un autre fournisseur car ce processeur ne va plus être produit par Intel.
Du côté du stockage, le casque est équipé d’un disque dur de 64Go dont 10Go sont utilisé uniquement par le système d’exploitation qui est Windows 10.
Il est équipé d’une puce HPU (Holographic Processing Unit) qui permet de très nombreux calculs à la seconde et qui sans lui, ne pourrait pas avoir de reconnaissance de mouvement, de création d’hologrammes sur les verres et de gyroscope.
Le casque est équipé de plusieurs parties majeures : une plaque de capteurs, les verres optiques avancés et du HPU.

 

- La plaque de capteurs permet de calculer l’environnement autour de soi. Grâce a cette pièce, l’Hololens permet de connaître la position dans la pièce, les différents meubles, murs,…

 

 

- Les verres optiques permettent de voir à travers car ils sont semi-transparents. Ces verres utilisent un système de projection optique d’hologrammes générant des images colorées multi-dimensionnelle.

 

 

- Le Holographic Processing Unit (HPU) permet de faire un très grand nombre de calculs à la secondes grâce à ses quelques 65 millions de transistors. C’est cette pièce qui permet de calculer l’environnement qui entoure l’utilisateur mais aussi qui permet de calculer l’emplacement, la forme, la couleur, ect…des hologrammes sur les verres optiques.

 

Nous venons de voir le fonctionnement interne de l’Hololens, découvrons maintenant le fonctionnement de l’HTC Vive présent dans le LobbyBot ainsi que du bras robotique.

L’HTC Vive se diffère de l’Hololens car le Vive est un casque de Réalité Virtuelle, contrairement à l’Hololens qui se rapproche plus des lunettes utilisant la Réalité Augmentée. Le Vive se rapproche bien plus de l’Oculus rift, du Playstation VR,…
Un casque de Réalité Virtuelle n’utilise pas l’environnement qui nous entoure : il utilise des écrans très proches des yeux afin d’afficher des formes tridimensionnelles, contrairement à l’hololens qui utilise ce qui nous entoure.

 

Parlons tout d’abord de l’écran, l’une des pièces les plus importantes du casque. En réalité, dans ce casque là il n’y a pas un mais plutôt deux écrans, un pour chaque œil. Ceux-ci sont des écrans AMOLED d’une définition de 1080p. Un écran AMOLED est un écran qui se différencie de l’écran LCD car il n’y a plus de rétroéclairage. Les cristaux liquides sont remplacés par des DEL (Diode Electroluminescente). Cet écran est caractérisé par l’intensité de ses couleurs et son haut niveau de contraste.
Dans un casque VR, l’écran ne fait pas tout. Il faut aussi quelques composants qui permettent de calculer la position de l’utilisateur, de capter des mouvements,…

 

Pour ce qui est de la position, de l’inclinaison et des mouvements, le casque utilise plusieurs pièces.
Il utilise d’abord un gyroscope : cette pièce renseigne sur l’inclinaison de l’objet, si celui-ci penche la tête à gauche, à droite,… c’est un objet très précis et qui réalise des calculs très rapidement. Il peut-etre combiné à un accéléromètre, une autre pièce qui permet de connaître l’accélération d’un système. Il permet aussi de connaître la force gravitationnelle et ainsi, savoir où se situe le sol.
Enfin, toujours en terme de position, le Vive est équipé d’un magnétomètre, qui renseigne sur les rotations de la tête. Pour ce qui est du bras robotique, n’ayant peu d’infos à ce sujet, on peut s’imaginer que celui-ci est composé de plusieurs moteurs et de plusieurs mécanismes afin d’effectuer des rotations.

Passons maintenant à la conclusion.

 

Pour conclure, l’Hololens comme le LobbyBot représentent des objets permettant la conception des véhicules de demain, que ce soit le côté design et formes de le voiture avec l’Hololens ou bien le côté habitacle et confort pour le LobbyBot.
Les 2 sont des objets technologiquement et informatiquement avancés. Nous pouvons imaginer que ce genre de produits vont être utilisés de plus en plus durant les prochaines années autant par des professionnels mais aussi peut-être par des consommateurs, en ce qui concerne l’hololens plus particulièrement. Ces objets auront probablement une place majeure dans la production et la future conception automobile.

 

 

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