Projet CALLISTO – Simulations Architecturales Réalistes et Immersives

Arts et Métiers ParisTech et son Institut Image-Le2i-UMR CNRS 5158 proposent 2 sujets de thèse et un post-doc dans le cadre du projet CALLISTO labellisé par trois pôles de compétitivité Cap Digital, Advancity, Systematic et retenu par le ministère dans le cadre de l'appel à projet du FUI (Fonds Unique Interministériel) N°9.

Description générale du projet

Eléments clefs

Porteur du projet : Bouygues Bâtiment International

Acteurs du projet :

Partenaires industriels : 

• Immersion,
• Art Graphique et Patrimoine, 

EPIC (Etablissement Public à caractère industriel et commercial) : 

• Cité des Sciences et de l’Industrie,
• CSTB 

Partenaires laboratoires : 

• Lutin Users LAB-CNRS Paris 8,
• Arts et Métiers ParisTech,
• Centrale Paris 

Date début de projet : Mars 2010

Durée : 39 mois

D’une durée de plus de trois ans, ce projet vise à construire une salle de réalité virtuelle permettant de simuler la visite de l’intérieur d’un bâtiment en échelle réelle (échelle 1/1), en temps réel .Cette visite doit permettre aux utilisateurs de Callisto de pouvoir ressentir « au mieux » les mêmes sensations qu'ils auraient s'ils étaient en train de visiter le véritable ouvrage : la vue, l'ouïe, et si possible le touché.
L'aspect réel est un facteur primordial du projet car il faut absolument que les utilisateurs de Callisto aient confiance en ce qu'ils ressentent. Nous ne pouvons nous contenter d'un aspect « réaliste ». Il faut que les utilisateurs soient capables de prendre des décisions en toute connaissance de cause suite à ce qu'ils ont ressenti dans ce simulateur. Il faut aussi qu'ils soient capables de retrouver ces mêmes sensations dans l'ouvrage une fois ce dernier réalisé.
Les utilisateurs seront amenés à interagir avec leur environnement (changer un type de matériaux de finition, changer les caractéristiques acoustique d'un vitrage, changer les conditions d'éclairement extérieur et agir par conséquent sur l'éclairage intérieur, ...) et en percevoir immédiatement les conséquences (visuelles et auditives).

CALLISTO c'est aussi faire une salle de réalité virtuelle adaptée à l'architecture, une salle de réalité virtuelle qui renforce la sensation d'être dans le bâtiment que l'on visite : les dimensions de Callisto doivent permettre de ne pas ressentir de contrainte de volume restreint ni de contrainte de technique 'trop apparente' que donne les caves traditionnels. Il faut un grand espace et une continuité de l'écran (pas de rupture entre deux parties de l'écran). Les utilisateurs utilisant Callisto continuent à voir l'écran en tournant la tête. C'est a priori un écran en portion de sphère ou de tore qui correspondrait le mieux aux besoins exprimés.

Résumé des objectifs de Callisto

• Réaliser un écran courbe (portion de sphère ou de tore) de grande dimension (10m x5m) transparent au son. Ecran situé dans un espace ouvert au public qui devra par conséquent être facile à entretenir.
• Mettre en place un système acoustique correspondant à l'utilisation en immersion complète et en simple démonstration pour le grand public. Contribuer au développement et à la mise en oeuvre d'un système de rendu sonore 3D des résultats issus du simulateur physique acoustique des volumes complexes.
• Permettre la visite en temps réel, échelle 1/1 de bâtiments en cours d'étude ou bien existants: interagir avec cette maquette et la modifier en temps réel et géométrie constante, afin de prendre des décisions sans attendre la réalisation d'un témoin et faire ainsi l'économie du témoin.
• Réaliser un outil informatiques permettant l'intégration et l'interaction en temps réel avec la maquette 3D échelle 1/1.
• Réalisation d'un outil informatique permettant de gérer les variations de flux du modèle à l'échelle 1/1.
• Développer une méthode permettant de reconstruire les informations spectrales et spatiales 3D liées à la direction d'arrivée d'un champ sonore.
• Contribuer au développement d'un modèle temps réel de simulation physique de l'éclairage et la simulation physique de la lumière naturelle tenant compte des caractéristiques physique des matériaux.
• A partir des résultats et réalisation de la salle de réalité virtuelle, réaliser un prototype d'appareillage mobile à un coût modéré permettant lui aussi de visiter des maquettes virtuelles de bâtiments. Son coût facilitant une généralisation de l'accès à ces technologies aux PME actrices principales du secteur industriel de la construction.
• Contribuer à la mise en place, l'évolution, l'intégration des outils informatiques manquant pour l'utilisation des salles d'immersion dans le cadre des métiers de l'architecture et la construction.
• Mettre au point les méthodes optimales de réalisation de ces maquettes virtuelles photo réalistes à partir de la numérisation d'un bâtiment existant (rénovation) ou d'une maquette virtuelle (construction neuve) de mise au point de projet.
• Pouvoir piloter et intégrer les évolutions des technologies sur une même maquette de rendu, validant ainsi chacune des évolutions apportées par les outils de simulation.
• Rendre visible pour le grand public et les acteurs des métiers du bâtiment, l'utilisation et le développement de ces outils de haute technologie appliqués à l'architecture, la construction et le patrimoine.
• Permettre la visualisation des étapes algorithmiques de la fabrication d'une simulation à des fins de médiation technologique, de démonstration, d'explication et de compréhension des principes de la réalité virtuelle : d'interagir au niveau des modules de construction et de visualiser les résultats.
• Réaliser de nouvelles modalités ergonomiques et transparentes d'interactions 3D avec les maquettes numériques adaptées aux usages en architecture et à la médiation technologique.
• Gérer des flux de donnés importants et les faire passer d'une salle vers une autre.
• Développer les usages de la réalité virtuelle au service de la médiation culturelle, scientifique, technologique et de la pédagogie. En utilisant des outils ou des supports différents si nécessaire.

Le rôle d’Arts et Métiers ParisTech dans le projet CALLISTO SARI:

Arts et Métiers ParisTech va avoir un rôle dans l'aspect recherche du projet via deux thèses:

• L’une portant sur les Interfaces Homme Machine de la future salle ;
• l'autre sur la connexion entre les différentes salles de réalité virtuelle pour de l'ingénierie collaborative.

Arts et Métiers ParisTech a aussi un rôle de conseiller technique au vu de son expertise en réalité virtuelle. Le projet Callisto Sari a aussi pour volonté de concevoir des modèles réduits et portables de cette salle. A ce titre, le LITE joue le rôle de prototype de modèle réduit pour ce projet.  

Pour les différents sujets proposés

Responsables : Frédéric Mérienne ( Cette adresse email est protégée contre les robots des spammeurs, vous devez activer Javascript pour la voir. ) Christian Père ( Cette adresse email est protégée contre les robots des spammeurs, vous devez activer Javascript pour la voir. )

Laboratoire : Institut Image – Le2i (Laboratoire Electronique, Informatique et Image), UMR CNRS 5158, Arts et Métiers ParisTech, Université de Bourgogne

Équipe : Immersion Virtuelle

Domaine : Virtual Reality, Augmented Reality, Digital Mock-up

Information sur l'Institut Image : www.ai.cluny.ensam.fr et www.cluny.eu

Candidature : les candidatures sont à envoyer sur nos adresses mails avant le 1^er septembre 2010

Documents à nous fournir pour postuler :
Le tout par mail à Christian Père ( Cette adresse email est protégée contre les robots des spammeurs, vous devez activer Javascript pour la voir. ) et Frédéric Mérienne ( Cette adresse email est protégée contre les robots des spammeurs, vous devez activer Javascript pour la voir. )

• CV détaillé
• lettre de motivation
• lettres de recommandation (éventuellement)
• relevé de notes et classement des deux années de master pour les thèses
• mémoire de thèse pour le post doc