Réalité virtuelle et nucléaire: le projet ITER

ITER, un enjeu à l’échelle de l’humanité.

L’enjeu d’ITER est colossal : un programme scientifique pour la maîtrise de la fusion nucléaire comme nouvelle source d’énergie. Ce projet, basé dans le Sud-Est de la France, est un des chantiers les plus importants au monde. Il peut tout simplement être la solution énergétique absolue. Si les tests sont concluants, il répondra aux exigences de consommation dans un contexte d’augmentation de la population mondiale, de raréfaction des ressources en énergie fossile et de réduction des gaz à effet de serre.

ITER regroupe 35 pays pour un budget de 19 milliards d’euros. L’échéance de fonctionnement à pleine puissance est fixée à 2035. Après ce réacteur expérimental, un réacteur industriel verra le jour, lui, destiné à étudier l’exploitation commerciale de la fusion nucléaire : il s’agit du projet Démo.

La réaction de fusion nécessite la création d’un plasma dans une chambre torique, le Tokamak, et la construction d’un site très particulier aux dimensions hors normes.

Principe du Tokamak

Octarina VR nucléaire ITER
Principe du Tokamak

La réalité virtuelle comme outil de conception avec feed-back expérientiel.

La réalité virtuelle est utilisée comme outil de conception et de préparation dans les salles de réalité virtuelle du CEA Cadarache ou dans celle d’ITER. La conception du Tokamak, réalisée avec CATIA, peut être immédiatement testée en réalité virtuelle : l’accessibilité pour le montage et la maintenance est expérimentée dans la salle immersive avec des périphériques à retour d’effort Haption, pour être éventuellement modifiée rétrospectivement. Elle est également évaluée grâce à des dispositifs plus légers comme des casques de réalité virtuelle.

Octarina haptique réalité virtuelle ITER
Test VR de la manipulation d’un bras dans le Tokamak (CEA Cadarache)

Octarina est intervenue dans la conception et la création d’une application de navigation dans les différentes étapes de construction du réacteur, au fur et à mesure de son évolution. Le défi technologique était de réaliser une application déployable à la fois dans la salle immersive et sur un dispositif léger, à savoir un casque de réalité virtuelle et un laptop.

La complexité du dispositif nucléaire Tokamak se reflète dans sa représentation 3D. La taille de la géométrie concernée est colossale pour un laptop en mode réalité virtuelle : plus de 150 millions de polygones et énormément d’objets.

Octarina réalité virtuelle nucléaire
Le chantier ITER en 3D temps réel

Comment créer une expérience en réalité virtuelle avec des données CAO issues de Catia ?

Garantir un frame rate supportable pour l’utilisateur en réalité virtuelle était donc relativement délicat. Après la conversion des données surfaciques Catia en données polygonales, deux options s’offraient à nous :

  • Simplifier la géométrie au préalable
  • Mettre en place des stratégies d’affichage

L’optimisation et la simplification des données géométriques étaient des tâches risquées et longues, notamment en termes de vérification : comment s’assurer rapidement que certains des nombreux éléments ne soient pas trop dégradés et n’altèrent pas trop le réalisme de l’expérience ?

Nous nous sommes donc orientés vers une logique d’organisation des géométries en développant un algorithme de préparation des données, qui tire parti des dernières méthodologies d’affichage temps réel.
Le gain de performance réalisé à pu être réinvesti dans l’esthétisme, en ajoutant quelques post process qui permettent de rendre les données CAO plus attractives.

Au final, l’application est déployée en 3 modes : salle immersive, casques de réalité virtuelle et desktop classique. Elle permet de se déplacer dans la structure, d’activer des points d’intérêts et de déclencher des animations de construction suivant la timeline du projet ITER.