Un environnement minutieusement représenté, des éléments de voies au complet et géoréférencés, des scènes animées par le vent, la lumière ou les passagers : la dernière génération d’images de synthèse de nos simulateurs ferroviaires (trains, métros, tramway) atteint un niveau inédit de réalisme (jusqu’à 5 cm). De quoi soutenir la comparaison avec Flight Simulator… mais au niveau du sol.
Pourquoi produire des images de synthèse très réalistes dédiées à la formation des conducteurs de trains, de métros ou de tramways? « Pour la qualité d’immersion : il faut que les élèves y croient, répond Marc Toubin, de CORYS. Mais aussi pour le route learning : le réseau est si représentatif du terrain que le conducteur peut travailler les points de vigilance de sa ligne sans monter dans un vrai train. »
Osons le dire : nos techniciens et ingénieurs sont fiers de leurs images. Au point d’estimer qu’elles soutiennent la comparaison avec celles de Flight Simulator. Mais au niveau du sol : à chacun sa spécialité.
Un environnement minutieusement représenté
Au premier coup d’œil, c’est la représentation très réaliste de l’environnement qui frappe. Maisons, immeubles, routes, ponts, cours d’eau, collines, montagnes : rien ne manque et tout est ressemblant. « Un conducteur expérimenté à qui on projette une scène au hasard localise tout de suite le tronçon de voie où il se trouve» affirme Marc Toubin.
Quant au novice, il peut repérer des éléments caractéristiques et les associer à des phases importantes de conduite. Par exemple, une station-service sur sa gauche, à l’endroit précis où il doit ralentir avant une courbe. Il installe ainsi des automatismes qu’il pourra réutiliser quand il évoluera sur la ligne.
Cet ultra-réalisme est possible grâce à l’émergence de nouvelles technologies dans la capture d’images aériennes ou au sol. Elles peuvent placer quatre caméras sur un train qui circule à 110 km/h et filmer l’environnement à 360° en haute résolution ! « Le problème n’est plus l’acquisition de données: le défi consiste maintenant à traiter les données et à automatiser la reproduction du monde dans un environnement simulé. Le réalisme est accompagné d’une énorme quantité de données à extraire, l’algorithme et les processus de validation basés sur l’IA sont les technologies de base et le savoir-faire de CORYS, indispensables pour produire un tel niveau d’images de synthèse.»
Des scènes vivantes, animées et crédibles
Au-delà de la fidélité à l’environnement, les images de synthèse doivent être vivantes et animées. Qui aurait envie de croire à une ville sans piétons ni voitures, à un quai de gare sans passagers, à un paysage sans ombres ni lumière, à un ciel éternellement bleu ?
« C’est un élément-clé de l’immersion, insiste Marc Toubin. Il faut beaucoup de travail et de savoir-faire pour créer ce photoréalisme. Mais le résultat est frappant de vérité. »
Des exemples ? Sur nos simulateurs, le vent fait onduler le feuillage des arbres et soulève des nuages de poussière. Le soleil fait miroiter la surface des lacs et cours d’eau. Le soir, les façades des bâtiments se couvrent de multiples zones d’ombres (et non d’un noir uniforme !), les fenêtres s’éclairent et se nimbent d’un halo lumineux. Des voitures, camionnettes, deux-roues circulent dans les rues et sur les rocades qui jouxtent la voie.
Quand la pluie tombe, le pare-brise de la cabine reçoit des gouttes qui stagnent, s’écoulent ou s’effacent au passage de l’essuie-glace. À la sortie des tunnels, le conducteur est ébloui pendant quelques secondes.
Dans les gares, les quais peuvent être déserts ou bondés. Les voyageurs se tiennent à bonne distance des voies ou à l’inverse, trop près. Aux heures de pointe, ils s’agglutinent autour des portes selon le fameux effet « grappe ».
L’élève sur simulateur les voit se lever de leur siège à l’approche d’une gare, puis descendre du train et traverser le quai, comme s’il les suivait avec des caméras de surveillance. « Le module échange passagers de CORYS est le plus abouti du marché » annonce Marc Toubin.
Des éléments de réseau parfaitement géoréférencés
L’acquisition de données ne se limite pas à enregistrer le paysage environnant. Cela fournit aussi les données sur les éléments du réseau – voie, aiguillages, signaux, poteaux de caténaires, boîtiers électriques – en les géoréférançant à quelques centimètres près. De même, sont restitués les dimensions exactes des quais, les différents marqueurs au sol en fonction du nombre de voitures, etc.
Cet ultra-réalisme permet de former sur simulateur dans des conditions quasi identiques à une mise en situation. Approches de gares, freinages, arrêts, descentes et montées de voyageurs : tout est travaillé avec les mêmes repères dans l’espace que dans la cabine de conduite. Y compris pour les effets d’optique : « si un poteau de caténaire masque un signal sur quelques dizaines de mètres, nos images reproduisent ce masquage » illustre Marc Toubin.
L’acquisition et le traitement des données sont devenus si précis qu’il sera bientôt possible d’utiliser des bases de données partagées pour la simulation, l’ingénierie et la gestion des ressources.
La montée en puissance des lignes spécifiques
Les exploitants de réseaux ferroviaires ont pris conscience du potentiel pédagogique de ces images extraordinaires de vérité. De plus en plus, ils investissent dans le développement de lignes spécifiques. Et misent sur le simulateur pour effectuer l’essentiel du route learning ; la découverte de la ligne dans un vrai train vient en complément.
Le conducteur s’entraîne ainsi sous la pluie, le beau temps, la neige ou le brouillard. Il identifie les tronçons délicats et les retravaille, prend des repères visuels dans le paysage environnant, mémorise cette sortie de courbe à partir de laquelle il reprend de la vitesse, etc.
Pour répondre à ces nouvelles attentes, CORYS réalise des projets d’une complexité inédite. Dernier exemple en date : la livraison pour les trains de banlieue de Sydney (Australie) de 500 km de lignes spécifiques, avec 189 gares et 31 000 éléments de signalisation géoréférencés !
De plus, ce monde en 3D est facile à modifier. Pour les lignes de Brisbane (Australie), des mises à jour ont lieu deux fois par an : prise en compte des travaux sur la voie, ajout d’un bâtiment en construction… L’hyper-réalisme, c’est aussi ça : former les conducteurs sur des images qui bien que virtuelles, s’adaptent régulièrement pour rester fidèles au terrain.
