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EnglishRÉSUMÉ
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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L. DA DALTO : MIMBUS, Toulouse, France
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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...) ;
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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) ;
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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
DOI (Digital Object Identifier)
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5. Expérimentation
L’EVF que nous présentons repose d’abord sur un travail de modélisation du geste dont il a ensuite fallu valider la pertinence comme ressource à visée multimodale : l’expérimentation qualitative dans deux centres de formation AFPA.
Nous avons mené, en entreprises et en centres de formation, une analyse du geste à visée didactique. En situation réelle de travail, à partir de consignes verbales identiques pour quatre types d’acteurs : apprenant, formateur, salarié et salarié expert, nous avons réalisé le tournage de 16 films qui ont été analysés au travers d’entretiens de confrontation croisée. Le matériau recueilli a été exploité au sein de l’équipe projet jusqu’à l'obtention du consensus sur l’ensemble des scénarios embarqués dans la conception du prototype. Ce travail a été réalisé au sein d’une petite communauté professionnelle composée de cinq formateurs assistés d’un ingénieur de formation et d’une étudiante en master des sciences de l’éducation qui a soutenu son mémoire sur le sujet.
Après mise au point et recettage des prototypes, nous sommes entrés dans une phase d’expérimentation qualitative. Le premier noyau logiciel avait été réceptionné à Chartres en juin 2014, il traitait des opérations de débit ; le second noyau logiciel traitant des opérations d’usinage l’a été en octobre suivant à Bordeaux. À cette date, les deux prototypes étant mis à niveau en débit et usinage, nous avons mené les phases d’expérimentation avec cinq formateurs (autres que ceux du groupe projet) et cinq apprenants sur les deux sites du 27 octobre au 13 novembre 2014.
Avec les formateurs, nous avons abordé deux sujets : le réalisme des situations virtuelles proposées et l’apport nouveau dans le suivi de l’apprenant. Le réalisme de la situation virtuelle n’est que relatif et ne s’évalue qu’au regard des objectifs poursuivis. S’agissant ici de permettre les apprentissages en sécurité, les formateurs du groupe test ont reconnu que l’objectif est atteint grâce au traitement du Retour d’Effort qui permet la prise en compte de la dureté du matériau. C’est sur ce point, reconnu comme déterminant, que va pouvoir s’opérer l’adhésion des autres formateurs du même champ professionnel.
L’outil de suivi de l’apprenant proposé par l’EVF...
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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).
-
(2) - BRITO (D.C.), SANDOVAL (O.R.) - Prototype of a virtual training system for arthroscopic surgery. - International Review of Automatic Control 8(3), p. 228-232, mai 2015,.
-
(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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