Métaphores d'interaction pour la formation dans des environnements virtuels immersif : application à Meca 3D

Interaction metaphors for training in interactive virtual environments : application to meca 3D

• Auteur / Autrice : Nicolas Muller
• Direction : Jean-Pierre Jessel, Pierre Lagarrigue
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique et télécommunications
• Date : Soutenance le 27/08/2019
• Etablissement(s) : Toulouse 3
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, informatique et télécommunications (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Recherche en Informatique de Toulouse (1995-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Jeux sérieux

Génie mécanique

Réalité virtuelle

Mots clés libres

Réalité virtuelle

IHM

Jeux sérieux

Virtual reality

HCI

Serious games

Résumé

La thèse présentée dans ce manuscrit propose un cadre méthodologique pour l'élaboration et la validation d'un outil de formation au génie mécanique en réalité virtuelle. Elle s'inscrit dans les avancées récentes du domaine de la réalité virtuelle et s'intègre à la recherche sur les environnements virtuels pour l'apprentissage humain. Les travaux présentés se focalisent en particulier sur les modalités d'interaction spécifiques à mettre en oeuvre pour permettre à un opérateur de se former virtuellement à l'utilisation de machines-outils. L'application de ces recherches donne lieu à la réalisation d'un prototype dans lequel les principaux résultats y sont illustrés et décrits à travers les étapes suivantes : la préparation d'un scénario pédagogique, les choix techniques et ergonomiques guidant le développement de l'application, la mise en place d'un environnement virtuel immersif et interactif pour l'apprentissage, et enfin la validation d'une telle application. Les expérimentations menées avec des enseignants et des étudiants en génie mécanique ont mis en évidence un grand intérêt pour l'outil proposé de la part des enseignants et ont permis de valider l'approche utilisée suivant les facteurs de succès des jeux d'apprentissages : utilisabilité, acceptabilité et utilité.

The thesis presented in this manuscript offers a methodological framework used to design, implement and validate a virtual learning environment for mechanical engineering. It takes advantage of the recent advances in the domain of virtual reality to build upon existing research in the field of virtual environments for learning. This work is focused on specific interaction modalities leveraged in a virtual training for teaching learners to operate actual machine tools. Application of this research leads to the development of a prototype in which the primary findings are illustrated and described through the following steps : preparation of a pedagogical scenario, technical and ergonomic choices guiding the implementation of the application, design of an immersive and interactive virtual environment for learning, and finally the validation of such an application. Experimentation with teachers and student in the field of mechanical engineering brought to light the genuine interest from the teachers or the tool they tested and allowed us to validate our approach upon the success factors for learning game : usability, acceptability and utility.