OLARGE-TMS

Nous avons développé une solution logicielle permettant de simuler en 3D un opérateur évoluant dans son espace de travail. Cette solution, appelée OLARGE-TMS (Outil Logiciel d'Aide à la Réduction de GEstes pouvant conduire à des TMS) génère de manière automatique des mouvements réalistes et propose également des indicateurs pertinents qui pourront être utiles pour aider à la conception et à l'aménagement de poste de travail. Cet outil devant être simple, intuitif et rapide à utiliser, doit également être facilement paramétrable et modulaire [Hue V. 07a].

5.2.1 Logiciels utilisés

La solution choisie se décompose en deux parties principales : une partie calcul et une partie saisie des entrées - visualisation des résultats. Nous avons fait le choix de logiciels Open Source1 _{pour le développement de notre} application. Ainsi, les algorithmes de génération de mouvement ont été développés avec Scilab et la visualisation de notre solution logicielle a été développée avec GDHE.

Un logiciel de calcul numérique : Scilab2

Scilab est un logiciel de calcul numérique développé par des chercheurs de l'INRIA (Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique) et de l'ENPC (École Nationale des Ponts et Chaussées) depuis 1990. Distribué gratuitement et en open source, Scilab est une alternative gratuite aux autres programmes de calcul numérique, tel que Matlab distribué par The MathWorks3_{, pour les applications scientiques et d'ingénierie} (création du Scilab Consortium en 2003 auquel de nombreuses entreprises se sont jointes).

Scilab dispose de nombreuses fonctions mathématiques et ore la possibilité d'interagir avec des programmes de diérents langages (C, Fortran ...). Des structures de données avancées sont également disponibles (listes, polynômes, systèmes linéaires ...) ainsi que des outils de visualisation et d'interface avancés (graphiques 2D et 3D, boîtes de dialogue ...).

1_{licence de logiciel dont les principaux critères sont : une libre redistribution, un code source disponible et des travaux dérivés}

possibles

2_{http ://www.scilab.org/}

5.2.2 Structure de la solution logicielle

La structure de la solution logicielle se compose de trois parties [Hue V. 07b] (Fig. 5.22) :

 une partie de saisie des consignes d'entrées, sous GDHE, permettant d'insérer et de paramétrer un ou plusieurs mannequins, de saisir une ou plusieurs séquences de mouvements et d'insérer un environnement 3D,

 une phase de traitement des données d'entrées permettant la génération de mouvement humain (sous Scilab),

 une phase de visualisation des sorties, sous GDHE, proposant à l'utilisateur une animation 3D du manne- quin dans son espace de travail et des indicateurs.

A partir de cette structure de base en boucle ouverte, il est possible de boucler le système. Ainsi, l'analyse des données de sortie peut entraîner une modication des données d'entrée : par exemple, après une analyse posturale obtenue lors d'une première simulation, l'utilisateur peut décider de modier la posture initiale du mannequin pour tenter de diminuer le temps passé par certaines articulations dans des zones peu recommandées ou dangeureuses et donc améliorer les conditions de travail de l'opérateur ou bien l'utilisateur peut eectuer une étude d'atteignabilité ou d'encombrement d'un poste en modiant l'agencement du mobilier ou la séquence de mouvements.

Fig. 5.22  Structure de la solution logicielle OLARGE-TMS

Nous allons à présent détailler rapidement ces 3 parties de la solution logicielle. 5.2.2.1 Saisie des entrées

Mannequin

Il est possible d'insérer et de paramétrer un ou plusieurs mannequin. Ainsi, lors de l'insertion d'un mannequin, l'utilisateur devra saisir un nom, donner une taille et situer le mannequin dans l'espace 3D. Par la suite, l'uti- lisateur devra paramétrer le mannequin en le mettant dans une posture initiale soit à partir d'une bibliothèque de postures standards (debout, buste droit, penché ou tourné, ...) soit en pilotant directement les 23 DDL du mannequin (MGD). De plus, l'opérateur peut également modier les limites articulaires du mannequin. Toute cette paramétrisation du mannequin s'eectue à l'aide de diérentes fenêtres (Fig. 5.23).

Fig. 5.23  Fenêtres de paramétrage du mannequin : insertion, butées articulaires, modèle géométrique direct et postures standards

Séquence mouvements

L'utilisateur doit ensuite décrire intuitivement les tâches à eectuer par le mannequin. Pour cela, l'utilisateur doit indiquer pour chaque point à atteindre : les positions et orientations des mains, le type de prise (digitale ou palmaire), le poids dans chaque main (information utile pour le calcul des eorts statiques) et les stratégies d'orientation des main (pourcentage du mouvement à partir duquel la phase d'orientation s'enclenche).

Environnement 3D

Enn, s'il le désire, l'utilisateur peut insérer et positionner des objets dans l'environnement 3D de notre solution logicielle (Fig. 5.25). Pour cela, il peut soit insérer du mobilier existant à partir de bibliothèques, soit insérer du mobilier issu de chier CAO standards. Ainsi, un convertisseur de chiers STL (STereoLithography : extension utilisée par des logiciels CAO tels que AutoCad, Catia ou SolidWorks) en chier Tcl à été développé. A noter que la solution logicielle ne gère pas actuellement la détection de collision (entre le mannequin et l'environnement ou entre les diérents membres du mannequin).

Fig. 5.24  Fenêtre de saisie de la séquence de mouvement à simuler

Fig. 5.25  Exemple d'objets CAO insérés dans l'environnement 3D 5.2.2.2 Traitements des données

Pour un mannequin dans une posture initiale et une séquence de situations des mains, les algorithmes de génération automatique de mouvement produisent des postures, sans dépassement des limites articulaires, par utilisation des méthodes présentées au chapitre 4.

5.2.2.3 Visualisation des sorties

Au nal, notre solution logicielle propose une animation du mannequin en 3D avec visualisation des zones de confort établies par l'INRS (chapitre 1). De plus, l'utilisateur a accès aux diérents indicateurs (position et orientation, valeurs angulaires, vitesses angulaires, eorts statiques, pourcentage de temps passé par une articulation dans une zone non recommandée voire dangereuse) calculés lors du traitement des données et qui peuvent être par la suite analysés et exploités pour la modication du poste de travail étudié.