Methodological Study of the Implementation of Augmented Reality Solutions for Training and Operational Assistance in Mechanical Engineering

L’étude porte sur l’intégration méthodologique de solutions de réalité augmentée (RA) pour la formation et l’assistance opératoire en génie mécanique, dans un contexte marqué par la digitalisation industrielle et l’avènement de l’Industrie 4.0. La pertinence croissante des technologies immersives, notamment la RA et la réalité mixte, réside dans leur capacité à enrichir la perception en superposant des informations numériques spatialisées à l’environnement réel. L’étude présentée ici cible le déploiement de dispositifs de RA sur des cas d’usage concrets en génie mécanique, suivi de l’évaluation quantitative de leur valeur ajoutée.La démarche consiste à concevoir, instrumenter et évaluer trois dispositifs progressifs : un poste d’assemblage didactique intégrant des technologies de l’Industrie 4.0, des supports d’instructions en réalité mixte pour des machines de complexité incrémentale, et un outil d'assistance au serrage au couple avancé pour la traçabilité et la validation automatique. Les évaluations, fondées sur des indicateurs objectifs et subjectifs, permettent de caractériser les apports et les limites de la RA selon le type de tâche et le contexte d’usage.Trois problématiques majeures structurent les investigations : la notoriété et l’utilisabilité de la RA, l’autonomisation des apprenants face à des machines complexes, et la fiabilité des opérations répétitives à forte exigence visuelle. L’expérimentation valide la faisabilité d’un guidage en RA avec un taux de réussite maximal et une bonne acceptabilité. L’analyse a également été étendue à une situation industrielle plus complexe.La comparaison entre différents supports d’instructions (RA, vidéo, papier) sur une tâche technique met en évidence que les supports RA et vidéo offrent des performances supérieures au support papier sur tous les critères d’évaluation. L’analyse corrélative entre les indicateurs de performance et le profil des utilisateurs permet d’affiner l’interprétation des résultats, mettant en lumière l’influence du profil sur la performance des dispositifs.La problématique de la fiabilité des opérations, adressée par un dispositif de serrage assisté par RA intégrant une clé dynamométrique connectée suivie en 6 degrés de liberté, montre une réduction du temps d’exécution, une diminution de la charge de travail et l’élimination des erreurs de séquence et de localisation.Les travaux mettent en évidence que l’apport de la RA n’est pas homogène : il se révèle significatif pour des tâches complexes et contextualisées, alors qu’il reste limité pour des opérations simples ou familières. L’intégration d’objets connectés et d’intelligence artificielle pour le traitement d’image permet de valoriser la convergence entre monde réel et numérique, dans la logique du jumeau numérique, offrant ainsi une assistance contextualisée et adaptative.Il est ainsi proposé que la RA, conçue comme interface d’un écosystème numérique avancé, constitue un levier crédible pour la fiabilisation et l’optimisation des opérations et de la formation en génie mécanique.