Présentation
En anglaisRÉSUMÉ
Les métiers de menuisier ou de charpentier sont des professions à risque en raison de l’usage extensif de machines à bois stationnaires. Les accidents dans ce domaine sont critiques. L’utilisation d’un environnement virtuel de formation (EVF) permet de sécuriser les formations initiales et de limiter les risques d’accident du professionnel. Cet article présente d’abord les différents cas d’application d’un EVF pour la formation professionnelle et plus particulièrement pour la formation aux gestes professionnels. Puis la problématique liée à notre cas d’étude est plus particulièrement abordée, avec une présentation de la solution développée et mise en œuvre dans les centres de formation AFPA en France.
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Woodworking and carpentry are high-risk occupations owing to the extensive use of stationary wood-cutting machinery. Accidents or injuries are critical. Use of a Virtual Learning Environment (VLE) can help to secure motion skills and ensure safety of the worker. This article first presents VLE, with comparative examples and their application in motion skills learning. Specific requirements for wood-cutting machinery are developed, with presentation of our solution suite, developed in partnership with the French Vocational Institute (AFPA).
Auteur(s)
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L. DA DALTO : MIMBUS, Toulouse, France
-
J.P. ALEXANDRE : AFPA, Toulouse, France
INTRODUCTION
Les Environnements Virtuels pour la Formation (EVF) sont désormais des outils largement répandus tant dans le domaine de la recherche qu’à travers des solutions applicatives. Ils englobent un ensemble de technologies (réalité virtuelle, réalité augmentée, apprentissage à distance, système collaboratif) permettant la représentation virtuelle d’un environnement de travail. L’instrumentation de cet environnement permet l’analyse du comportement de l’apprenant et son évaluation en temps réel.
Ce concept a vu le jour en 1995 avec l’outil de formation à l’intervention sur le téléscope HUBBLE . Il s’est rapidement étendu à la formation dans d’autres domaines tels que la médecine , la défense ou l’industrie .
L’interaction de l’apprenant avec ces mondes virtuels et l’analyse intelligente de son comportement sont des éléments clés de l’efficacité d’un EVF. Les recherches récentes se concentrent d’ailleurs sur l’évaluation des bénéfices de ces nouveaux outils . Il a désormais été prouvé qu’un usage excessif de ces environnements virtuels pouvait se montrer inutile, voire pénalisant, pour l’acquisition des compétences. Dans leur ouvrage récent, les Pr Amadieu et Tricot dénombrent ces risques .
Si l’on considère l’ensemble des compétences nécessaires à l’acquisition d’un métier, seule une partie restreinte de celles-ci peuvent être traitées dans les EVF. De la même manière, leur apprentissage peut requérir une combinaison complexe de formation réelle et virtuelle (Blended Learning ou Apprentissage mixte). Plus récemment, la notion d’Environnement Virtuel pour la Formation Professionnelle (EVFP) a vu le jour, qui précise encore un peu plus le besoin de former à des compétences métiers très spécifiques, et la difficile adéquation de la technologie avec l’ergonomie . Nous continuerons malgré tout à utiliser le terme générique d’EVF dans la suite de cet article.
De manière générale, les critères ci-dessous sont des éléments favorables à la mise en place d’un EVF :
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nécessité de créer un environnement de travail impossible à mettre en place en centre de formation (grands espaces, environnements dangereux, peuplés, sonorisés...) ;
-
scénarisation complexe (situations variées et requérant une mise en place complexe) ;
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besoin d’un « voir au travers » ou d’informations ajoutées (un technicien va mieux intervenir sur un moteur s’il voit comment il fonctionne par transparence par exemple) ;
-
compétences évaluables et répétables (un geste « mécanique », une séquence d’actions « programmée »).
Cette liste non exhaustive permet malgré tout d’imaginer les limites et le champ d’action des EVF.
Dans le cas qui nous intéresse, il s’agit de former les opérateurs de Machines à bois stationnaires (MABS) à leur utilisation en sécurité. Il s’agit en particulier de développer la compétence motricielle liée à la manipulation des pièces de bois relativement aux outils de coupe. Nous avons conçu pour cela un EVF qui combine Réalité Augmentée et Retour d’Effort pour fournir une expérience suffisamment réaliste pour la formation. Cet outil, conçu par la Direction de l’ingénierie et de l’innovation pédagogique (DIIP) à l’AFPA et développé par MIMBUS en partenariat avec LIGHT & SHADOWS, a été mis en place dans deux centres de formation AFPA en 2014 pour y être expérimenté. Nous présenterons également ici les résultats de cette étude.
Domaine : Formation par la simulation réalité virtuelle et augmentée
Degré de diffusion de la technologie : Émergence
Technologies impliquées : Réalité augmentée, retour d’effort, IA pour la formation
Domaines d’application : Formation, évaluation, recrutement
Principaux acteurs français :
– Centres de compétence : CFA, AFPA, Lycées techniques
– Industriels : Grands comptes ayant une formation interne, fabricant de machines à bois
Autres acteurs dans le monde : Grand fabricant de machines à bois (Allemagne principalement), Ministère de l’Éducation, centres de formation au bois
Contact : [email protected] – http://www.wood-ed.com\table
MOTS-CLÉS
réalité virtuelle réalité augmentée sécurité formation virtuelle menuiserie retour d'effort
KEYWORDS
virtual reality | augmented reality | safety | virtual learning environment | wood cutting | force feedback
DOI (Digital Object Identifier)
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Présentation
1. EVF pour la formation aux gestes
Les EVF ont largement été utilisés pour la formation à des compétences exécutives (enchaînement de tâches simples pour atteindre un objectif). Dans ce cas, la précision du geste n’est pas essentielle, ce qui permet de développer des EVF assez rapidement et à moindres frais.
Mais la capture et l’analyse d’un geste professionnel requièrent des outils virtuels plus complexes (capteurs de mouvement, analyse du geste par rapport au geste référent), plus coûteux et qui sont, pendant longtemps, restés du domaine de la recherche. De plus, l’acceptation de tels outils virtuels dans des disciplines à forte expertise manuelle est, encore aujourd’hui, complexe. Cela requiert une redéfinition globale de la pédagogie impliquant l’ensemble des acteurs (formateurs, apprenants, concepteurs pédagogiques et techniques).
Le premier domaine d’application fut la formation au soudage en 1975 par la société LENCO. Bien que ce premier simulateur ait été très rudimentaire, il préfigurait déjà ce que pouvait amener l’usage d’un ordinateur à l’apprentissage d’un métier manuel. Il aura fallu attendre le début des années 2000 pour voir apparaître les premiers EVF pour le soudage, notamment CS WAVE développé en 2001 par l’AFPA et la société CS SI .
Il est, ici, intéressant de noter que ce domaine d’application a vu l’apparition de nombreux simulateurs. Par opposition aux EVF, les simulateurs tentent de reproduire l’environnement réel de travail le plus fidèlement possible. Cela requiert la prise en compte, non seulement des contraintes motricielles, mais également de l’ensemble de l’environnement de travail (réglage du poste, chaleur, éblouissement...). LINCOLN ELECTRIC a ainsi proposé une solution aboutie de simulateur pour la formation des soudeurs. Cette approche fait également, la plupart du temps, abstraction du suivi individuel de la formation et ne propose qu’une évaluation instantanée du travail réalisé sur le simulateur. Les simulateurs de ce type sont ainsi très efficaces pour l’évaluation...
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EVF pour la formation aux gestes
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - LOFTIN (R.B.), KENNEY (P.J.) - Training the hubble space telescope flight team. - IEEE Computer graphics and applications, vol. 15, n° 5, p. 31-37 (1995).
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(3) - BHAGAT (K.K.), LIOU (W.-K.), CHANG (C.-Y.) - A cost-effective interactive 3D virtual reality system applied to military live firing training. - Virtual Reality, 20(2), p. 127-140, avr. 2016.
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(4) - GARCÍA (A.), BOBADILLA (I.), FIGUEROA (G.), RAMÍREZ (M.), ROMÁN (J.) - Virtual reality training system for maintenance and operation of high-voltage overhead power lines. - Virtual Reality, 2016, 20, janv. 2016.
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(5) - BORSCI (S.), LAWSON (G.), JHA (B.), BURGES (M.), SALANITRI (D.) - Effectiveness of a multidevice 3D virtual environment application to train car service maintenance procedures. - Virtual Reality 2016, 20, janv. 2016.
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