Ligne de chemin de fer : la VR et le SIG favorisent une conception plus rapide et l'adhésion du public
- Dans le cadre de projets complexes de conception de voies ferrées en Scandinavie, l’utilisation de la VR (réalité virtuelle), du GIS (système d'information géographique) et de l'automatisation a été efficace.
- Des expériences immersives de VR et de réalité augmentée (RA) ont permis de rassurer le public.
- Les outils permettent de réduire les erreurs, d'améliorer la coordination et de gagner du temps.
Tout au long de sa carrière, Mantas Smidtas, leader technologique au sein de la société internationale d'ingénierie, de conception et de conseil Ramboll, a tiré des leçons importantes sur la façon d'apaiser les inquiétudes des particuliers lors du développement de projets ferroviaires, tels que l'extension Hensetting-Østfoldbanen de la société nationale norvégienne des chemins de fer Bane NOR.
Lors d'une réunion publique, un habitant s'est inquiété de la proximité de sa maison avec un endroit où les architectes paysagistes construisaient un grand mur antibruit. Sur la carte en 2D, la barrière semblait énorme. « Une montagne, à vrai dire », explique M. Smidtas. « Nous lui avons mis des lunettes de réalité virtuelle et il s'est rendu compte qu'il ne la voyait absolument pas en raison des arbres. » Malgré le scepticisme initial de l'homme, la visualisation de la barrière à l'aide de la VR a apaisé ses inquiétudes.
Ramboll, fondée au Danemark en 1945, utilise plusieurs technologies numériques pour relever les nombreux défis des projets de conception de voies ferrées urbaines. Il peut s’agir de faire participer le public à des expériences immersives de VR et de réalité augmentée (RA) ou d'utiliser les données du système d'information géographique (SIG) pour accélérer la conception.
La VR s'est avérée être un outil puissant pour impliquer les collectivités locales : « nous apportons un avant-projet aux réunions communautaires », explique M. Smidtas. « Nous avons un modèle à l'écran sur un mur et des lunettes de VR prêtes à l'emploi, et les participants peuvent regarder de différents points de vue ».
Le SIG fournit une vue d'ensemble précise des données relatives à l'infrastructure, aux bâtiments, à l'eau, aux conditions du sol et à la végétation, ce qui permet de concevoir dans le contexte du monde réel. Pour Ramboll, relier ces données à une carte numérique permet de détecter les corrélations géographiques dans les données, ce qui donne de meilleurs résultats et favorise le partage des connaissances.
Ramboll utilise la plateforme ArcGIS Online d'Esri (Environmental Systems Research Institute) dans ses bureaux répartis dans 35 pays. Les employés peuvent extraire des données SIG de n'importe quelle région pour créer des cartes détaillées et multicouches d'une précision de 20 centimètres. L'ajout de couches de données SIG à des modèles intelligents utilisant la modélisation numérique (BIM) aide Ramboll à réduire les marges d'erreur pour des projets de conception tels que le rail Bane NOR, réduisant ainsi considérablement les risques. (La société utilise Autodesk Connector for ArcGIS pour connecter les données GIS aux modèles de conception numériques).
Les outils GIS améliorent la communication à chaque phase et aident les équipes de projets à planifier des solutions optimales à des problèmes tels que l'étalement urbain et l'empiètement sur l'environnement. La carte en 3D du site du projet Hensetting-Østfoldbanen comprenait des données sur 35 000 arbres, ce fut un point de discussion crucial avec les résidents. Les informations relatives à la classification des arbres, à leur hauteur, à leur rayon, à leur densité et à leur proximité avec les habitations ont permis de planifier des barrières sonores efficaces le long de la voie ferrée, tout en préservant l'habitat naturel.
La conception des voies ferrées devient plus efficace
Pour concevoir le projet Hensetting-Østfoldbanen, qui comprend 2,2 km de voies ferrées et deux dépôts ferroviaires, Ramboll a adopté « une approche novatrice ». Quatre composants du système, caténaire, rail, signaux et murs antibruit, ont été intégrés pour la première fois, en mettant l'accent sur l'automatisation et les données.
Le projet ferroviaire est compliqué par la densité de la population dans et autour de grandes villes, où vivent plus de 80 % des Norvégiens. Une croissance démographique régulière de 0,5 % à 1 % ajoute 50 000 personnes supplémentaires par an. En créant un système sûr et ponctuel pour les passagers et le fret, Bane NOR vise à fournir autant de chemin de fer que possible pour l'argent investi.
Ramboll a divisé le projet en quatre grands segments reliés les uns aux autres : création de contenu paramétrique, automatisation de la modélisation, révision de la conception et visualisation des données à l'aide d'Autodesk Dynamo Studio, Inventor, Revit, InfraWorks, BIM 360 Docs, Forge et Civil 3D.
Travaillant dans des délais très courts, l'équipe a conçu les premières phases du projet en parallèle avec les phases ultérieures. Il a été difficile de trouver suffisamment de talents dans toutes les disciplines (caténaire, rail, route, pont et signalisation) capables d'adopter rapidement des flux de travail et des outils plus efficaces.
La visualisation et l'agrégation des données ont considérablement amélioré l'efficacité de la conception et l'expérience du client. Un tableau de bord intuitif et interactif permet aux équipes d'évaluer les progrès, d'analyser les conceptions et de recevoir un retour d'information contextuel grâce à des modèles de graphiques et de données.
L'agrégation des données améliore la communication
L'environnement de conception de Ramboll, riche en données, regroupe des données provenant de nombreuses sources. Pour aider les clients à visualiser les options de conception, l'équipe a créé des expériences interactives immersives à l'aide du logiciel Unity, puis a exporté les données dans les formats de fichiers RealVideo (RVX) et Filmbox (FBX). « Nous utilisons l'outil de VR intégré, mais nous exportons également des données vers RVX à l'aide d'Unity, nous créons les modèles de VR et nous les livrons au client dans un format open-source », explique M. Smidtas.
Ce processus a permis d'assurer l'interopérabilité avec des applications de création de contenu paramétrique telles qu'InfraWorks. « Avec la solution que nous avons développée, nous sommes en mesure d'agréger des données provenant de Revit, Dynamo Studio et Civil 3D et de les ajouter à InfraWorks avec toutes leurs métadonnées », explique M. Smidtas. « Nous l'utilisons pour communiquer avec les clients. Lorsqu'il est devenu un outil de révision de la conception, nous avons développé une API [interface de programmation d'applications] pour obtenir les données dans BIM 360, où elles sont prêtes à être ouvertes dans Forge ».
Un tableau de bord interactif alimenté par PowerBI de Microsoft a affiché des mesures ayant aidé l'équipe à évaluer les progrès, à analyser les indicateurs clés de performance et à obtenir un retour d'information contextuel. « L'outil de révision de la conception a été pour nous une preuve de concept », explique M. Smidtas. « Le fait de disposer d'un plus grand nombre de données au même endroit permet de prendre des décisions beaucoup plus rapidement. Si je peux obtenir plus d'informations, je le ferai, surtout lorsque nous avons un accès libre à celles-ci et que nous pouvons éviter plus d'erreurs. »
L'automatisation des flux de travail réduit les heures de conception
Ramboll a conçu des flux de travail qui pouvaient être mis à l'échelle au fur et à mesure que les projets passaient de cinq à douze disciplines ou plus. En se basant sur la modélisation paramétrique de la conception, les équipes de projets peuvent intégrer tous les flux de travail dans une plateforme numérique qui automatise une grande partie des tâches manuelles.
Une telle automatisation augmente la productivité, mais il faut un contenu de qualité pour obtenir des résultats fiables. La bibliothèque Revit pour le projet ferroviaire proposait trois niveaux de détail : faible, moyen et élevé. Les membres de l'équipe pouvaient choisir la granularité requise.
L'équipe chargée de la conception des câbles électriques de la ligne électrifiée a donné l'exemple en matière de flux de travail accélérés et automatisés. L'équipe affirme avoir économisé 440 heures de conception en travaillant 2,2 fois plus vite grâce à la bibliothèque Revit. « Maintenant que nous disposons d'une très bonne bibliothèque dans Revit, nous pouvons construire ces lignes caténaires sept fois plus vite, voire plus », explique M. Smidtas.
L'automatisation permet de gagner du temps, mais M. Smidtas estime que la communication est la clé d'une meilleure planification, d'une meilleure conception et de meilleurs résultats. Il ne s'agit pas simplement de personnes qui parlent à d'autres personnes. « Cela signifie une meilleure communication entre Ramboll et les clients, entre Ramboll et les développeurs de logiciels et entre les produits logiciels. »
Pour le projet Hensetting-Østfoldbanen, la communication a permis d'optimiser le processus de conception et de le rendre plus efficace, tout en intégrant plus rapidement les clients dans le flux de travail. « Dans ce projet, il ne s'agit pas de gagner du temps », précise M. Smidtas. Nous disons : « nous pouvons vous offrir une meilleure qualité dans le même laps de temps ».