Planifier le futur demande d'abord de pouvoir le visualiser. Dès l'automne prochain, la France va s'engager dans l'élaboration de la stratégie énergie-climat (Sfec), un débat national organisé dans le but de décider d'un futur mix énergétique le plus « propre » possible. Les objectifs de décarbonation qui en ressortiront concerneront tous les secteurs d'activité et, en premier lieu, l'industrie.

Cette dernière doit donc d'ores et déjà se préparer à convertir ses infrastructures et ses équipements à un autre approvisionnement énergétique, le plus éloigné des énergies fossiles actuellement employées. En février 2022, le groupe ArcelorMittal s'est par exemple engagé à convertir une partie de ses hauts-fourneaux de Dunkerque et de Fos-sur-Mer à l'électricité et à l'hydrogène à l'horizon 2027. Pour que la transition se passe sans accroc, le besoin de recueillir et d'interpréter rapidement une grande quantité d'informations confrontées directement à la réalité du terrain est énorme. Les ingénieurs en recherche appliquée du Lab Crigen d'Engie ont dévoilé, en mars 2023, une façon de le satisfaire : la simulation de ces équipements industriels en réalité mixte, en trois dimensions et en temps réel.

“  La chaîne d'opérateurs a besoin d'avoir accès à une assistance spécifique et à plus d'informations synthétiques ” Guy-Alexandre Grandin, Lab Crigen d'Engie

Basé à Stains, en Seine-Saint-Denis, le Lab Crigen constitue l'un des trois centres de R&D du groupe Engie. Son département « Industrie du futur » est spécialisé dans l'exploration de l'usage industriel de nouvelles technologies et dans l'évaluation de leurs performances opérationnelles. De cette approche « Industrie 4.0 » (ou « smart factory ») est née la volonté d'augmenter les capacités de lecture des techniciens de maintenance et autres opérateurs confrontés à la conversion d'un four industriel à l'hydrogène. « La chaîne d'opérateurs a besoin d'avoir accès à une assistance spécifique et à plus d'informations synthétiques pour réaliser et analyser leurs manipulations sur le site, comprendre et interpréter la dynamique en temps réel », souligne Guy-Alexandre Grandin, chef du projet et responsable adjoint du département au sein du Lab Crigen.

Une interface de plusieurs briques technologiques

Pour les aider, les ingénieurs se sont attelés à reproduire numériquement le comportement physique qu'entraînerait la conversion à l'hydrogène d'installations industrielles existantes. En premier lieu, ils se sont appuyés sur un système informatique de simulation multiphysique d'écoulement de fluides, à partir de données collectées à un instant précis. Pour prendre en compte les variations en temps réel, le Lab Crigen d'Engie s'est également doté d'un logiciel de la société américaine Ansys, capable de dessiner un équipement en un nuage de 100 000 points (fixes ou variables) et de générer ainsi la forme d'un jumeau numérique.

Les ingénieurs ont ensuite confié la connexion des différents capteurs et l'agglomération de leurs millions de données produites en temps réel à une plateforme d'internet industriel des objets développée par l'entreprise américaine PTC (Parametric Technology Corporation). Enfin, ils ont chargé la société bretonne Synergiz d'exploiter et d'ancrer le tout dans une interface en réalité mixte visible par le biais de lunettes Microsoft HoloLens. Cette vision complète le réel, plutôt que de seulement s'y superposer, comme pour la réalité augmentée, et permet à l'utilisateur de prendre connaissance des dynamiques physiques retranscrites par le jumeau numérique de son équipement industriel.

« Avec cette combinaison technologique, nous passons en quelque sorte du support vidéo physique au streaming, en matière d'analyse et de visualisation de données », traduit Guy-Alexandre Grandin. La demande est d'ailleurs déjà là auprès des clients d'Engie. « Notre système est duplicable à n'importe quel autre équipement industriel susceptible d'être concerné, si tant est qu'il soit équipé ou s'équipe de suffisamment de capteurs connectés », nuance-t-il.