Pionnier de la réalité étendue : TT PSC introduit la réalité augmentée dans le développement de produits R&D chez Hellma Materials

Résumé

Transition Technologies PSC (TT PSC) a collaboré avec Hellma Materials GmbH, un fabricant leader dans les cristaux synthétiques de haute qualité pour la microlithographie, l’optique, la technologie laser et la détection des rayonnements. Cette entreprise de taille moyenne possède des sites de production en Allemagne, en Suède et aux États-Unis, à partir desquels elle approvisionne des clients high-tech dans le monde entier.

Le projet de R&D s’inscrit dans le domaine d’activité des matériaux scintillants, où sont fabriqués des cristaux destinés à la détection des rayonnements radioactifs, Hellma Materials souhaite se développer afin de devenir un fournisseur de systèmes pour les appareils de détection des rayonnements. En se concentrant sur des solutions à haute valeur ajoutée, l’entreprise développe des appareils d’imagerie pour la mesure des rayonnements, appelés caméras gamma.

Le projet s’adresse au marché du démantèlement des centrales nucléaires, c’est-à-dire des centrales qui ont été mises à l’arrêt et qui doivent être démantelées. Parallèlement aux mesures de décontamination, des mesures de caractérisation radiologique sont effectuées qui nécessitent du personnel et du temps. Dans une centrale nucléaire, il faut généralement mesurer manuellement jusqu’à 800 000 mètres carrés de surface de bâtiment. Chaque endroit doit être contrôlé pour détecter toute contamination résiduelle. La caméra gamma de Hellma Materials rend ce travail beaucoup plus efficace. Les sources d’émissions radioactives peuvent ainsi être localisées de manière fiable, rapide et efficace.

En raison des rayonnements radioactifs, les centrales nucléaires sont soumises à la réglementation nucléaire même après leur fermeture.

• La mise à l’arrêt doit être validées par une procédure longue et complexe,
• Et même après leur mise à l’arrêt définitif, les centrales restent soumises à la surveillance des autorités de sûreté nucléaire.

Transition Technologies PSC a développé pour Hellma Materials une solution de visualisation basée sur la réalité augmentée (RA) qui visualise les sources de rayonnement et les superpose sous forme de contenu numérique aux bâtiments nucléaires. La radioactivité a été rendue visible. En tant que démonstration de preuve de concept, la solution a révélé le grand potentiel des technologies de RA pour une utilisation dans les installations nucléaires.

Défi commercial

Les données fournies par la caméra gamma sont des données brutes qui ne peuvent être interprétées en l‘état. Il s’agit d’indications directionnelles sur des objets radioactifs, similaires à celles fournies par un radar mais sans le rapport spatial direct avec l’environnement. Le plus grand défi consistait à rendre visibles les données de la caméra gamma afin de:

• afficher l’état radiologique des centrales nucléaires,
• planifier efficacement les mesures de démantèlement,
• diriger et optimiser les différentes étapes de démantèlement,
• vérifier rapidement le succès des mesures de décontamination,  
• réduire l’exposition des employés aux rayonnements,
• documenter de manière efficace et précise les résultats des mesures et les lieux de contamination pour les exigences internes et externes (par exemple, conformité, réglementation).

La solution : Assistance basée sur la réalité étendue (XR) avec réalité augmentée (RA)

Afin que la caméra gamma puisse donner un accès direct à la réalité invisible des rayonnements radioactifs, une étape supplémentaire était nécessaire : la solution XR basée sur la réalité augmentée. Elle comprenait les fonctions principales suivantes :

• Visualisation assistée par RA des rayonnements et des lieux d’émission.
• Base de données numérique : les informations pertinentes pour l’utilisateur étaient rendues visibles à la demande, superposées aux bâtiments et documentées de manière systématique.
• Intégration dans l’environnement de travail : la solution a été adaptée à l’environnement de travail dans la zone de contrôle des installations nucléaires.

Les prestations de Transition Technologies PSC dans le cadre du projet comprenaient:

• Intégration des données : les valeurs mesurées concernant les directions des rayonnements incidents ont été reprises de la caméra gamma et d’un logiciel existant.
• Modélisation RA : les rayons gamma ont été transférés dans un modèle numérique et extrapolés afin de calculer les points d’intersection des rayons avec le modèle. Les points d’intersection, représentant les points d’émission radioactifs potentiels, ont été marqués visuellement.
• Visualisation RA en temps réel : à l’aide d’un iPad, les utilisateurs peuvent voir les points d’émission directement dans leur environnement, avec des marquages de couleur indiquant l’intensité du rayonnement.
• Interfaces RA conviviales : des interactions intuitives permettaient d’obtenir immédiatement des informations détaillées sur les émissions (par exemple, activité, distance, radionucléides).
• Documentation et rapports : les résultats peuvent être enregistrés, stockés et intégrés dans des rapports de mesure numériques.

Principaux résultats et avantages pour Hellma Materials

L’introduction de la solution XR a entraîné des améliorations clairement mesurables:

• Création de valeur à partir des données : les informations brutes de la caméra gamma ont été converties en connaissances exploitables.
• Amélioration de la convivialité pour les utilisateurs de la caméra gamma.
• Gain de temps et réduction des coûts grâce à des mesures plus rapides et plus efficaces.

Avantages pour Hellma Materials

Avec le soutien de Transition Technologies PSC, Hellma Materials a pu faire progresser de manière décisive la transformation numérique de ses produits. La solution XR garantit:

• Une valeur ajoutée pour le produit : l’intégration de technologies numériques dans la caméra gamma a permis d’améliorer considérablement la valeur, la fonctionnalité et l’expérience client.
• Renforcement de la position innovante de Hellma Materials en tant que pionnier dans le domaine de la technologie de mesure nucléaire.

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