Manuel de maintenance intelligent en Réalité Augmentée : Application à l’inspection de pièces de structure

Augmented Reality smart maintenance guide : Application to structural part inspection

• Auteur / Autrice : Gregoire Mompeu
• Direction : Frédéric Merienne, Florence Danglade, Christophe Guillet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Réalité virtuelle et augmentée (AM)
• Date : Soutenance le 12/07/2023
• Etablissement(s) : Paris, HESAM
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LISPEN - Laboratoire d’Ingénierie des Systèmes Physiques et Numériques
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure d'arts et métiers (1780-....)
• Jury : Président / Présidente : Jean-François Boujut
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Frédéric Merienne, Florence Danglade, Christophe Guillet, Damien Trentesaux, Indira Thouvenin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Damien Trentesaux, Indira Thouvenin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réalité virtuelle

Thèses et écrits académiques

Réalité augmentée

Mots clés libres

Réalité augmentée

Maintenance

Manuel intelligent

Industrie

Diagnostic

Augmented reality

Maintenance

Smart guide

Industry

Diagnosis

Résumé

Ce sujet de thèse de doctorat se situe dans le domaine de la réalité augmentée pourl’assistance à la maintenance sur des pièces de structure d’équipements aéronautique. Le projet a pour cadre une collaboration entre les Arts et Métiers au travers du laboratoire LISPEN et le groupe SAFRAN. Le groupe SAFRAN est engagé dans une stratégie de développement d’outils numériques dans le but d'apporter de nouveaux services aux compagnies aériennes et aux acteurs de la MRO « Maintenance, Repair and Overhaul ». Ce projet s’inscrit dans cette démarche, l’objectif principal étant de proposer une aide aux opérations de maintenance personnalisée par l’utilisation de technologies de réalité augmentée. Les différents travaux menés dans le cadre de cette activité de recherche doivent donc permettre de proposer une méthodologie destiner à la conception de systèmes de réalité augmentée adaptatif permettant d'assister au mieux les opérateurs lors d'opérations de maintenance et de diagnostic de pièces de structure. Un tel système doit bien être capable de fournir une quantité d’informations proportionnée en fonction de l’expertise de chacun. Cette façon de procéder pourrait ainsi permettre à la fois d’améliorer les performances des opérateurs lors de l’exécution des opérations de maintenances mais aussi d’améliorer l’acceptabilité des opérateurs concernant l’introduction de ce genre de système d’assistance. Bien que ce genre de système commence à émerger dans la littérature, leur impact sur la charge cognitive des opérateurs comparé à des systèmes d’assistance non-adaptative en réalité augmentée reste mal connu. De plus, sans cadre théorique commun, la diversité des propositions présentées dans la littérature empêche de comparer les résultats entre différentes études. C’est pourquoi nous proposons une méthodologie destinée à la conception, la mise en œuvre et l’évaluation de systèmes d’assistance adaptative en réalité augmentée. Les expérimentations menées sur la base de cette méthodologie montrent que l’utilisation de systèmes d’assistance adaptative permettent de mieux répondre aux besoins d’opérateurs ayant des niveaux d’expertise différents. D’autres résultat indique toutefois que dans certaines conditions, la mauvaise gestion de l’adaptation des contenus et de l’expérience globale délivrée par le système peut conduire à une hausse de la charge cognitive. Cet effet peut cependant être modulé en ajustant soigneusement la stratégied’adaptation selon le cas d’usage rencontré.

This doctoral thesis topic is in the field of augmented reality (AR) for aeronautical maintenance. The project is part of a collaboration between the Arts et Métiers institute of technology and the SAFRAN group. The SAFRAN group is engaged in a strategy of developing digital tools to provide new services to airlines and MRO "Maintenance, repair and overhaul" actors. This project is part of this approach; the main objective is to provide custom support for aeronautical maintenance with augmented reality technologies. In the end, the study will have to propose a system based on augmented reality technology that will assist operators on maintenance and diagnosis operations on structural parts. Although this type of system already exists in the literature, their impact on operators’ cognitive load compared to standardize augmented reality assistance systems remains poorly understood. Moreover, without a common theoretical framework, the diversity of proposals presented in the literature prevents the comparison of results between different studies. This is why we propose a framework for the modelling, thedesign, and the execution of adaptive assistance systems in augmented reality. The experiments built on this methodology and carried out during this research project demonstrate that the use of the adaptive assistance system can, under certain conditions, lead to an increase in cognitive load. However, the results also show that this increase can be reduced by modifying the adaptation strategy that drive the presentation of information to the operator.