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Enquête | Innovation

Quand la réalité virtuelle augmente l'enseignement

Géraldine Dauvergne  |  Publié le

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Dispositif V-Station de 3D immersive conçu par le laboratoire Virtualiteach
Conçu par le laboratoire Virtualiteach, le dispositif V-Station avec écran en 3D permet aux élèves d'explorer des notions de physique. // © Clarte

L'Oculus Rift et les Google Cardboard débarquent en France. De la visite virtuelle d’un campus à de nouvelles pratiques pédagogiques, lycées, grandes écoles et universités commencent à tester les possibilités offertes par ces outils innovants. Tour d'horizon des précurseurs français prêts à surfer sur la vague de la 3D immersive et de la réalité augmentée.

Des vidéos qui s'animent sur les pages, emmenant le lecteur au cœur d'un tournoi de rugby ou au Japon ; des personnages en 3D qui surgissent du papier... Thibault Portigliatti, élève de deuxième année à l'Ensta ParisTech, a conçu l'édition 2014 de la plaquette des élèves de l'Ensta ParisTech en y introduisant, pour la première fois, des éléments de réalité augmentée. Cette technologie issue des jeux vidéo permet, grâce à une tablette ou des lunettes, d'ajouter des informations virtuelles et numériques au réel. "La plaquette alpha de l'école, conçue avec la direction du développement et de la communication de l'Ensta, est envoyée aux admissibles du concours Mines-Ponts, explique Thibault Portigliatti. Il faut qu'elle soit le plus attirante possible, car beaucoup choisissent leur école à partir de ces plaquettes."

En trois mois, Thibault Portigliatti a conçu l'application pour smartphone qui permet de lire ces extensions virtuelles. "Les développements de réalité augmentée sont assez proches à réaliser de ceux d'un film d'animation. Il faut écrire un scénario, concevoir les modèles statiques des personnages, puis les mettre en mouvement. Enfin, on les intègre à la vie de l'utilisateur réel." L'application accompagnant la plaquette des élèves de l'Ensta 2014 a été téléchargée 505 fois, sur Androïd ou iOS, et la version papier envoyée à 2.374 admissibles du concours. "Ceux qui ont réussi à faire fonctionner l'application ont été impressionnés", se réjouit Thibault Portigliatti.

La réalité virtuelle permet d'explorer de nouvelles façons d'apprendre, et de travailler sur la mémoire kinesthésique.
(T. Lopez)

Jamais sans mon Oculus Rift !

Benjamin Rethmel, responsable des admissions internationales à Audencia Nantes, ne se déplace plus sans son Oculus Rift. Encore en version beta, ce casque de réalité virtuelle est distribué à certains professionnels dans le cadre de kits de devéloppement. Il permet à Audencia de faire voyager les étudiants, qui arpentent les salons internationaux à des milliers de kilomètres, jusque sur le campus nantais, grâce à la 3D immersive. "Les étudiants à l'autre bout du monde veulent absolument visiter l'école avant de se décider, mais ils ne peuvent pas toujours se déplacer. Avec l'Oculus Rift, il leur suffit de tourner la tête pour se déplacer dans la ville et l'école", explique Benjamin Rethmel.

Cette visite immersive a été conçue par la société américaine YouVisit. L'attrait de la nouveauté marche à plein. "Certains étudiants viennent sur notre stand attirés par cette technologie, et finissent par poser des questions sur les programmes aussi", constate Benjamin Rethmel.

Un autre casque de réalité virtuelle, beaucoup moins coûteux, pourrait rejoindre l'Oculus Rift dans la valise de Benjamin Rethmel : le Google Cardboard. Ce casque en carton, à fabriquer soi-même, dans lequel on glisse son smartphone, permettra sous peu à tout un chacun de faire une visite du campus. "Nous en commanderons de grandes quantités pour les distribuer à nos partenaires et futurs étudiants, afin qu'ils les emportent et partagent leur expérience avec d'autres."

Certains jeunes ont besoin de pratique pour appréhender les concepts ou les ordres de grandeur, et la réalité virtuelle va les aider.
(D. Dréau)

un pouvoir d'attraction auprès des jeunes

Aide à l'orientation, la réalité virtuelle pourrait aussi révolutionner les manières d'enseigner. Implanté à Laval en Mayenne, le centre de recherche et développement Clarte conçoit des dispositifs matériels et logiciels de 3D immersive destinés aux élèves des lycées professionnels et technologiques. Le tout dans le cadre du laboratoire Virtualiteach, l'un des lauréats de l'appel à projets en e-éducation du ministère de l'Éducation nationale. Une dizaine de lycées pilotes testent les innovations du centre de recherche. "La réalité virtuelle permet d'explorer de nouvelles façons d'apprendre, et de travailler sur la mémoire kinesthésique, la mémoire du ressenti, explique Thomas Lopez, chef du projet Virtualiteach chez Clarte. Elle a un autre atout : son côté attractif pour les élèves."

Trois dispositifs ont été conçus par Clarte. La V-Station, composée d'un écran 3D incliné et d'un bras à retour d'effort, permet aux élèves d'explorer des notions de cours : la chaîne d'énergie, la résistance des matériaux en flexion, les forces de frottement statique... Plus lourd, le V-Screen se compose d'un écran reconfigurable de 2 mètres sur 3, d'un vidéoprojecteur stéréoscopique et de lunettes 3D associées. Il permet aux élèves de la série STI2D architecture et construction de visualiser et d'interagir sur un environnement virtuel à taille réelle, issu de maquettes numériques. "Les élèves circulent dans les bâtiments qu'ils ont conçus, ils y ajoutent du mobilier, des luminaires, l'accessibilité aux personnes handicapées, ou jugent de l'impact de l'ensoleillement", détaille Thomas Lopez.

Le dernier système immersif à 360 degrés est composé d'un casque de réalité virtuelle, du type Oculus Rift, d'un casque audio et de manettes. "Ce système est très adapté à la formation aux gestes professionnels, par exemple pour les métiers du bois ou de la charpente, précise Thomas Lopez. Il est utilisé par les enseignants pour simuler des chantiers en hauteur, dans une nacelle à 12 mètres du sol, par exemple, afin d'habituer leurs élèves à ces sensations, en toute sécurité." Les prototypes actuels sont coûteux, et parfois fragiles. "L'arrivée sur le marché de l'Oculus Rift, dont le prix s'élèvera à 200 ou 300 €, va démocratiser rapidement leur usage", prédit Thomas Lopez. Un modèle économique permettant à davantage d'établissements d'accéder à ces technologies est actuellement à l'étude.

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La VStation, un outil de réalité virtuelle développé par le centre de recherche Clarte - ©Clarte

un enseignant animateur

Le lycée Aristide-Briand à Saint-Nazaire (Loire-Atlantique) fait partie des établissements partenaires du projet Virtualiteach. Les élèves de la série STI2D ont commencé à utiliser voilà quelques semaines les équipements reçus fin décembre. Les premiers travaux pratiques ont beaucoup motivé les élèves, l'aspect ludique et l'attrait de la nouveauté fonctionnant à plein.

"Les séquences que nous testons portent sur des notions difficiles des enseignements transversaux, telles que l'énergie, l'écoulement des fluides ou le génie mécanique, explique Daniel Dréau, chef de travaux au lycée Aristide-Briand. Certains jeunes ont besoin de pratique pour appréhender les concepts ou les ordres de grandeur, et la réalité virtuelle va les aider. D'autres, plus à l'aise dans l'approche par modèles, n'ont pas vraiment besoin de cet outil. Mais l'enseignant peut avec la réalité virtuelle se permettre une pédagogie différenciée, qui prend en considération l'ensemble des jeunes d'une classe, et les difficultés propres à chacun."

La place de l'enseignant au milieu de la classe évolue sensiblement. "Ce n'est plus le professeur qui injecte les notions ; il est animateur, il organise la mise en situation de l'élève, observe ses réactions, répond à ses questions", analyse Daniel Dréau.

En marge du projet Virtualiteach, les professeurs de technologie et de mathématiques du lycée Aristide-Briand expérimentent aussi la réalité augmentée. "À l'aide de lunettes ou d'une tablette tactile, les élèves peuvent visualiser une figure géométrique réelle telle qu'un cube en verre, explique Daniel Dréau. Les paramètres mathématiques apparaissent alors (angles, centre de gravité...)."

La réalité augmentée est enfin utilisée dans le cadre de la STS (section de techniciens supérieurs) aéronautique. La visualisation d'un avion ou d'un réacteur avec les équipements adéquats permet de faire apparaître des informations supplémentaires sur l'objet, comme la nature et la provenance des matériaux, les procédés d'assemblage, la puissance, la date de création, la société conceptrice, la durée de vie programmée ou le programme de maintenance nécessaire. Les possibilités offertes par la réalité virtuelle n'ont pas fini de se multiplier...

Géraldine Dauvergne  |  Publié le

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