Cas d'utilisation les plus récents de la VR et AR dans le domaine de l'architecture et des travaux publics selon les dernières recherches

La diversification des types de dispositifs VR/AR et la baisse des prix font que leur utilisation s'étend à de nombreux domaines dans le secteur de l'architecture et des travaux publics. Ici, nous aimerions examiner de manière exhaustive les cas d'utilisation de la VR et de l'AR en nous appuyant sur les dernières recherches et exemples de services.

VR et AR

Définition de la VR et de l'AR

Les définitions de la VR et de l'AR sont les suivantes. (X. Li et al., 2018)

• La VR (réalité virtuelle) consiste à générer un environnement immersif.

• L'AR (réalité augmentée) intègre des images d'objets virtuels dans le monde réel.

Historique de la VR et de l'AR

Le concept de VR a été présenté lors de l'invention du premier prototype d'interaction homme-machine (HCI) immersive appelé « Man-Machine Graphical Communication System » dans les années 1960 (X. Li et al., 2018). Le terme officiel de VR a été publié en 1989. Récemment, basées sur la technologie des réseaux de cinquième génération (5G) et du cloud computing de périphérie, les solutions Cloud VR/AR sont apparues pour accélérer les applications VR/AR et améliorer l'expérience utilisateur (Pan & Zhang, 2021).

Types de VR et d'AR

• VR de bureau : VR utilisant un simple moniteur d'ordinateur comme plateforme pour accueillir des activités virtuelles. La VR de bureau affiche un monde virtuel 3D sur l'écran du bureau sans équipement de suivi.

• VR immersive : VR utilisant des matériels spécialisés tels que des appareils montés sur la tête (HMD) et des gants à capteurs, qui éloignent l'utilisateur du monde physique et fournissent un environnement immersif.

• VR de type jeu 3D : VR utilisant la technologie des jeux 3D visant à améliorer l'interaction avec l'utilisateur, intégrant la technologie vidéo, la technologie interactive, la technologie de réseau et la technologie de manipulation multi-utilisateurs.

• VR compatible BIM : VR accordant une plus grande importance à la liaison des données sous-jacentes que dans les autres catégories de VR, capable de simuler les processus et opérations de construction en fonction du modèle BIM.

Appareils existants VR/AR

La liste des systèmes VR/AR et des fournisseurs est présentée dans la figure suivante.

Avantages de la VR et de l'AR dans le domaine de l'architecture et des travaux publics

Les avantages de la VR et de l'AR dans le domaine de l'architecture et des travaux publics, classés du point de vue du client, de l'entreprise de construction et des ouvriers, sont les suivants.

• Point de vue du client

• Approfondissement de la compréhension du projet (Pan & Zhang, 2021)

• Point de vue de l'entreprise de construction

  • Facilitation de l'inspection, de la gestion et de l'évaluation des progrès (Pan & Zhang, 2021)

  • Utilisée pour simuler des scénarios de construction dangereux, elle permet aux gestionnaires d'identifier facilement les dangers et problèmes fondamentaux de l'environnement de travail, et de formuler des plans et mesures de prévention raisonnables avant les accidents de manière visuelle et interactive. (X. Li et al., 2018)

  • Grâce à l'intégration du Cloud VR/AR et du BIM, le contexte physique des activités de construction peut être visualisé et immerger les utilisateurs dans l'environnement réel, ce qui permet de clarifier les interdépendances complexes entre les tâches, de réduire les erreurs inutiles et de faciliter l'assemblage sur le chantier (X. Wang et al., 2013, 2014)

• Point de vue des travailleurs

  • Possibilité d'une meilleure formation (Pan & Zhang, 2021; P. Wang et al., 2018)

Cas d'utilisation de la VR et de l'AR dans le domaine de l'architecture et des travaux publics

Nous décrivons comment la VR et l'AR ont été utilisées dans le domaine de l'architecture et des travaux publics. Nous divisons le domaine de l'architecture et des travaux publics en trois processus : planification et conception, construction et exploitation et maintenance.

Processus de planification et de conception

• Architecture et design urbain

  • Dans la conception architecturale, utilisée pour l'amélioration des graphiques de conception, la vérification de la modélisation, la modélisation d'objets, etc. (Zhou et al., 2012)

  • Démonstration de l'utilisation des jeux BIM dans le processus de conception architecturale, permettant aux utilisateurs de vérifier le modèle sous perspective à la première personne et à la troisième personne (Yan et al., 2011)

• Vérification des risques

  • Grâce à l'utilisation d'environnements virtuels de type caverne (CAVE), il est devenu possible d'évaluer un niveau de risque plus élevé et d'identifier plus de dangers que les utilisateurs qui ont consulté des photos et des documents (Perlman et al., 2014)

• Analyse structurale

  • La conversion 3D des structures est utilisée dans l'apprentissage des étudiants en analyse structurale, notamment pour les processus d'animation relatifs aux contraintes et déformations des structures (Young et al., 2012)

• Entretien avec les clients

  • Utilisée dans des enquêtes quantifiant les réactions des participants à l'aide d'entretiens, d'enquêtes et d'échelles de Likert (Salinas et al., 2022)

Processus de construction

• Éducation et formation

  • Utilisant un système (MVSTS) pour former les employés aux procédures de démontage des grues à tour, les enquêtes post-formation ont montré que cette méthode obtient de meilleurs résultats que les méthodes de formation traditionnelles (H. Li et al., 2012)

• Inspection et conseils en matière de sécurité

  • Diagnostic de bâtiment par AR

  • Les dommages structurels subis lors d'événements sismiques ou de rafales de vent sont rapidement évalués et quantifiés par les inspecteurs de bâtiments à l'aide de l'AR (Dong et al., 2013)

• Mesure de données biologiques

  • Mesure de la fréquence cardiaque lors d'activités en hauteur dans un environnement VR immersif. (Jeon & Cai, 2021)

Processus d'exploitation et de maintenance

• Surveillance de la santé structurelle

  • Gestion des données et visualisation pour le suivi du contrôle structurel à l'aide du BIM et de la réalité virtuelle et augmentée

  • Utilisation dans les enquêtes relatives au patrimoine et à l'archéologie (Remondino & Campana, 2014)

Conclusion

Ici, nous avons organisé les cas d'utilisation de la VR et de l'AR en divisant le domaine de l'architecture et des travaux publics en trois processus : planification et conception, construction et exploitation et maintenance. À l'avenir, on s'attend à ce que la VR et l'AR se développent rapidement et soient utilisées dans diverses situations.

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