Réalité virtuelle, augmentée ou étendue : le glossaire des technologies et de l’apprentissage immersif

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Réalité virtuelle, augmentée ou étendue : le glossaire des technologies et de l’apprentissage immersif

L’apprentissage immersif a son jargon, ses concepts. Et puisque cette discipline émergente s’appuie sur des nouvelles technologies, certains termes méritent bien quelques éclaircissements. Voici donc un petit glossaire pour mieux comprendre l’immersive learning. 

Apprentissage immersif (immersive learning)

Pas si évident que cela de trouver LA définition de l’immersive learning. Néanmoins, toutes les versions que nous avons pu consulter s’accordent sur un principe de base : la simulation de situations réelles ou fictives dans lesquelles sont plongés les apprenants. 

Ces environnements virtuels sont conçus pour que les utilisateurs puissent acquérir et mettre en action des compétences pratiques avec un maximum d’efficacité dans le monde réel. 

Parmi les bénéfices les plus souvent cités concernant l’immersive learning, on peut citer : 

  • Pas de source de distraction : plongé dans un environnement virtuel contrôlé, les utilisateurs conservent toute leur concentration, jusqu’au bout du process d’apprentissage,
  • Une stimulation sensorielle et émotionnelle qui favorise l’implication des apprenants,
  • Un engagement et une motivation accrus pour les apprenants,
  • Une personnalisation de l’apprentissage, permettant aux utilisateurs d’apprendre à leur rythme et de répéter autant de fois qu’ils le souhaitent, jusqu’à ce qu’ils soient rodés,
  • Une sécurité totale des apprenants, lorsqu’il s’agit notamment de simuler des situations dangereuses, stressantes, etc.
  • Au final une mémorisation augmentée et accélérée.

Même si les disciplines partagent certains principes, l’apprentissage immersif ne doit pas être confondu avec d’autres formes de pédagogie active (rendre l’apprenant acteur de ses apprentissages) telles que l’apprentissage expérientiel ou le learning-by-doing, lesquelles ne reposent pas forcément sur l’utilisation d’outils technologiques.

Concernant l’apprentissage immersif, « ce n’est pas la technologie qui est importante ; ce qui compte ce sont les principes de conception qui vont permettre aux apprenants de pratiquer en contexte, d’appliquer leurs connaissances et d’améliorer leurs compétences et habiletés, » explique pourtant Koreen Olbrish Pagano, auteur de « Immersive Learning: Designing for Authentic Practice ». Parmi ces grands principes, on trouve ainsi certains facteurs garantissant l’immersion des utilisateurs : le réalisme des environnements et le sentiment de présence de l’apprenant dans l’environnement simulé. 

Quoiqu’il en soit, les dispositifs d’immersive learning s’appuient quasi-systématiquement sur l’utilisation de diverses technologies immersives telles que la réalité virtuelle, la réalité augmentée ou mixte, la vidéo 3D et/ou 360°, etc.

Réalités virtuelle, augmentée, mixte, étendue : définition des technologies immersives

C’est en 1986 que le terme RV (Réalité Virtuelle) aurait été introduit pour la première fois par Jaron Lanier, comme « une technologie qui utilise les ordinateurs pour créer des réalités synthétisées, partageables par plusieurs personnes, que nous pourrions appréhender par les cinq sens et avec lesquelles nous pouvons interagir, le tout par l’intermédiaire d’artefacts informatisés »*.
Depuis, différentes définitions divisent les chercheurs, suivant qu’elles se basent sur la finalité de la RV, ses applications, ses fonctions, ses bases techniques ou même encore la définition que l’on donne au mot « virtuel »… 

Les contours de la réalité virtuelle peuvent apparaître encore plus flous lorsque l’on examine la définition d’autres protagonistes tels que Gartner : « La réalité virtuelle fournit un environnement 3D généré par ordinateur (incluant des images de synthèse comme de la vidéo à 360°) qui immerge l’utilisateur et répond à ses actions de manière naturelle, généralement via des casques immersifs [immersive head-mounted displays]… »

La réalité augmentée (RA ou AR en version anglophone) peut quant à elle être définie comme une expérience interactive d’une situation réelle dont certains éléments sont enrichis par des informations virtuelles générées par ordinateur via diverses modalités sensorielles (visuelles, auditives, haptiques, etc.). En clair, la RA obéit à 3 grands principes : 

  • La combinaison d’environnements réels et virtuels en temps réel (sans scène pré-calculée)
  • Une interaction en temps réel avec l’utilisateur et le monde réel : une modification dans le monde réel entraîne un ajustement de la couche numérique,
  • Un enregistrement 3D précis des objets virtuels et réels

Entre l’immersion dans un univers recréé de toutes pièces (Réalité Virtuelle) et l’augmentation d’environnements ou le réel reste prépondérant (Réalité augmentée), se sont développé de nombreux autres concepts immersifs, que Paul Milgram a proposé d’unifier en 1994 à travers un « continuum » linéaire allant du réel au virtuel (cf. l’illustration ci-dessous).

Source : https://www.augmented-reality.fr/cest-quoi-la-realite-augmentee/

C’est donc le concept de Réalité mixte qui regroupe les technologies qui utilisent l’environnement réel pour y superposer une couche d’éléments virtuels. Selon le degré de virtualisation, on parlera alors de Réalité augmentée ou de virtualité augmentée (univers majoritairement virtuel, agrémenté d’éléments réels).

Vous pourrez aussi entendre parler de XR (pour eXtended reality ou réalité étendue). Ce concept relativement récent peut être vu comme une volonté d’englober toutes les technologies immersives et de remplacer toutes les lettres accrochées au terme Réalité (VR/AR/MR)… ou de proposer une approche plus globale, centrée sur l’usage. « Si on peut parler de l’ensemble des technologies utilisées comme des “technologies immersives”, l’eXtended Reality en est le coté “usage” et décrit toutes les possibilités de cette perception étendue que nous avons du monde, » explique-t-on sur le site de l’Association Francophone de Promotion de la Réalité Augmentée (https://www.augmented-reality.fr/).
Chez Accenture*, qui a beaucoup communiqué sur ce concept, on propose ainsi la définition suivante :
« Via les réalités virtuelle et augmentée, la réalité étendue est la première technologie qui permet de « relocaliser » les personnes dans le temps et l’espace – et d’abolir la distance ». 

Vidéo : l’immersion 3D et/ou à 360°

Peut-on faire de l’immersive learning avec de la vidéo ? Oui, à condition de maximiser son potentiel immersif ! Concrètement, cela concerne donc la vidéo 360°, 3D et/ou filmée à la première personne. On peut aussi combiner vidéo et réalité virtuelle, comme c’est le cas avec les tutoriels conçus par Revinax. 

Si la vidéo n’offre pas encore le même niveau d’interactivité que la réalité virtuelle (comme se déplacer dans l’environnement), elle apporte d’autres atouts spécifiques : 

  • L’expérience proposée est issue du réel, garantissant un bon impact sensoriel et émotionnel, et donc un apprentissage plus efficace
  • Une sensation d’immersion renforcée par l’utilisation de la 3D avec ou sans effet panoramique (vidéo 360°),
  • L’expérience immersive est plus simple, rapide et moins coûteuse à concevoir avec de la vidéo qu’en réalité virtuelle (temps et coût de conception/reconstitution d’un environnement en images de synthèse).

La présence

Concernant l’apprentissage immersif, la présence décrit tout simplement l’impression, pour l’utilisateur plongé dans un environnement immersif « d’être là ». Cette conceptualisation de présence emprunte à de multiples domaines (communication, informatique, psychologie, etc.) et s’avère particulièrement dépendante de la stimulation sensorielle : plus un dispositif d’immersive learning stimule un grand nombre de sens, plus il peut générer un fort sentiment de présence

Quant aux effets psychologiques de cette présence, ces derniers sont nombreux et particulièrement intéressants : l’enthousiasme, l’engagement, la performance dans l’apprentissage et l’exécution de tâches, la persuasion, la mémorisation, etc. 

Le flow, ou « l’état de grâce » de l’apprentissage

Le flow est un état mental qu’une personne atteint lorsqu’elle est complètement absorbée par une activité, au maximum de sa concentration, pleinement engagée et satisfaite dans son accomplissement. Bref, c’est un véritable « état de grâce » pour l’apprentissage : « C'est une immersion totale, employant les émotions au service de la performance et de l'apprentissage. Dans le flow, les émotions ne sont pas seulement contenues et canalisées, mais en pleine coordination avec la tâche s'accomplissant ». 

C’est cet état que l’immersive learning vise à induire (sous réserve de proposer une expérience suffisamment fluide, engageante, réaliste et… immersive) pour démultiplier l’efficacité de l’apprentissage, que ce soit la mémorisation de gestes techniques ou la sensibilisation à des situations dangereuses, etc. 

Réalisme vs crédibilité

Le réalisme des dispositifs d’apprentissage immersif est-il une condition sine qua non à leur succès ? Pas forcément ! Dans certains cas, il semble qu’il vaille mieux se focaliser sur une autre notion : la crédibilité. L’enjeu étant alors de concevoir un environnement et des éléments suffisamment suggestifs pour que l’utilisateur les transpose facilement dans ce qu’il connaît ou vit dans la réalité.

« Selon les objectifs et les thématiques de formation, la crédibilité primera sur le réalisme, » explique-t-on chez Ildi. « Ainsi dans l’acquisition de softskills, la crédibilité de la situation et de l’expérience est déterminante ».

A l’inverse, lorsqu’il s’agit de former des opérateurs au maniement de matériels ou d’équipements, à l’exécution de gestes ou procédés complexes, le réalisme des objets et des situations devient nécessaire à une transposition optimale des compétences en situation réelle de travail. Dans ce contexte, la vidéo – en tant que capture fiable et exhaustive de la réalité – est l’outil le plus efficace. Toute autre technique, par son côté artificiel, engendre des risques de perte d’engagement de l’utilisateur.

1ère ou 3e personne : une question de point de vue

L’immersion dans un environnement virtuel peut se faire selon deux types de points de vue : 

A la troisième personne : l’utilisateur peut voir son avatar dans l’environnement virtuel. Ce point de vue est généralement utilisé dans des situations impliquant des actions collectives/collaboratives.

A la première personne (vue subjective) : l’utilisateur voit la situation comme s’il la vivait réellement. Un point de vue particulièrement impliquant et très efficace lorsqu’il s’agit d’acquérir des gestes techniques ou des procédés à reproduire dans la réalité. Comme indiqué dans notre article Première personne et apprentissage, l’utilisation de la vue subjective facilite l’apprentissage par imitation (avec un angle idéal) en sollicitant nos neurones miroirs. Déchargé du travail de transposition/changement de perspective, notre cerveau assimile plus rapidement et avec plus de fiabilité l’exécution d’une tâche manuelle.

DOF (Degrees Of Freedom)

Les DOF sont les degrés de liberté en réalité virtuelle, c’est-à-dire les types de mouvements qui peuvent être détectés et interprétés par le système de réalité virtuelle que vous utilisez. Aujourd’hui on peut distinguer 2 catégories de casques VR :

  • Les casques VR à 3 DOF (ainsi que les carboards) interprètent uniquement les 3 axes de mouvement de la tête (pencher la tête droite/gauche et avant/arrière et tourner la tête gauche/droite). Ces appareils offrent ainsi une expérience principalement axée sur la perception et l’observation d’un environnement à 360°, avec des interactions avec des objets relativement limitées.
  • Les casques à 6 DOF détectent 3 types de mouvement supplémentaires, à savoir les déplacements suivant les 3 dimensions (avant/arrière, droite/gauche, haut/bas). Ce sont évidemment les équipements qui offrent potentiellement les expériences les plus immersives, mais qui nécessitent aussi un environnement et des supports compatibles.

FOV (Field of View)

La largeur de champ de vision (FOV) fait partie des caractéristiques techniques qu’il est bon d’examiner lorsque vous souhaitez vous équiper de casques VR. Exprimée en degrés, la FOV indique la largeur du champ visible par l’utilisateur avec le casque. Sachant que le champ de vision de l’œil humain est d’environ 200 degrés, la plupart des casques VR proposent un FOV d’environ 100 degrés. Certains équipements atteignent toutefois des valeurs nettement supérieures.

Haptique

Ce terme désigne la simulation du toucher en donnant à l’utilisateur la sensation de pression (ou retour de force). Cette simulation est le plus souvent utilisée via des gants spécifiquement conçus à cet effet, dans des jeux en réalité virtuelle ou des logiciels qui requièrent des interactions avec des objets.

Quel matériel pour l’immersive learning ? : 

Au-delà de la conception des expériences d’apprentissage immersif se pose la question de leur diffusion et notamment du type d’appareils qu’utiliseront vos apprenants. Aujourd’hui, sur ce domaine, le choix est large, mais hétérogène en matière de coût et surtout de capacités techniques. On peut distinguer différents types d’appareils susceptibles de diffuser vos formations immersives. A vous de déterminer celle qui convient le mieux à votre situation… Pourquoi pas en vous appuyant sur les conseils de spécialistes comme Revinax : 

Les casques VR filaires avec capteurs de mouvements représentent le haut de gamme. Reliés à un ordinateur, leur puissance permet de proposer des expériences les plus immersives (souvent entièrement réalisées en images de synthèse).

Les casques VR autonomes, comme leur nom l’indique, proposent une solution tout-en-un pour vivre vos expériences immersives. Il s’agit certainement de la famille d’équipements qui connait le développement le plus rapide. Avec une grande diversité en termes de performances, de caractéristiques techniques (FOV, DOF, définition d’écran, etc.)

Les cardboards/casques pour smartphones. Ces dispositifs utilisent la puissance et le gyroscope interne des smartphones pour dispenser une expérience immersive de qualité certes plus limitée que les casques VR, mais à un coût sans équivalent. Ils permettent en outre de diffuser la formation en -quasiment – toutes circonstances.

Les tablettes & smartphones, via une application dédiée. Forcément moins immersifs que les systèmes présentés ci-dessus, ces appareils permettent toutefois d’envisager une diffusion très large des capsules de formation.

Ressources :
Interactions 3D en Réalité Virtuelle – Etat de l’art – Octobre 2009 – Techniques et Sciences Informatiques - Nassima Ouramdane — Samir Otmane — Malik Mallem - Laboratoire IBISC CNRS FRE 3190

Accenture Technology Vision 2018 – Tech Trends Report
https://www.accenture.com/_acnmedia/Accenture/next-gen-7/tech-vision-2018/pdf/Accenture-TechVision-2018-Tech-Trends-Report.pdf

A propos de l'auteur

Philippe Guilbert
Journaliste en presse professionnelle & économique / Consultant marketing et transformation digitale

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