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Innovation pédagogique dans le cadre de l'usine numérique: Apport des Serious Games et des objets connectés pour la formation et l'innovation dans l'industrie du futur

Sujet proposé par
Directeur de thèse:
Doctorant: Hamza ABED
Unité de recherche UMR 7606 Laboratoire d'informatique de Paris 6

Domaine: Sciences et technologies de l'information et de la communication

Projet

Le sujet de Thèse proposé s’insère dans les études menées actuellement sur la mise en œuvre et la formation des acteurs dans le domaine de l’Usine Numérique. L’objectif dans ce domaine est d’accompagner les entreprises industrielles (plus particulièrement les PME/PMI) à s’adapter aux changements technologiques dans le cadre du développement de nouveaux produits et plus généralement à soutenir l’innovation et la compétitivité de celles-ci. Dans ce contexte, les entreprises industrielles sont en évolution constante. Pour cela, elles ont besoin de techniciens et d’ingénieurs qui puissent se former en s’adaptant à ces nouveaux outils technologiques qui sont mis à leur disposition (outils de simulation, environnements collaboratifs, impression 3D, interfaces tactiles, réalité augmentée, réseaux sociaux, objets connectés, robotique pédagogique, serious games, etc.).

Finalement, la caractéristique de l’Usine Numérique du futur est qu’elle doit constamment tester, expérimenter, valider puis intégrer l’arrivée permanente et rapide de nouvelles technologies ou modalités issues de différents domaines d’innovation. Ces nouvelles technologies peuvent avoir un impact sur les produits (e.g. les systèmes mécatroniques) ou sur les pratiques (mobilité, cloud, etc.). De fait, ces technologies numériques deviennent rapidement accessibles aux entreprises sans qu’une phase de réflexion, de test ou d’évaluation sur le moyen terme ne soit prévue. De plus, les acteurs doivent ainsi: soit être déjà formés à ces technologies, soit avoir les moyens de rapidement se former. Tout cela se révèle de plus en plus complexe et coûteux pour les entreprises sans en garantir la pérennité ou les retours financiers.

Dans ce contexte, l ‘AIP Primeca est une structure mutualisée qui fédère des ressources pour la formation initiale des ses établissement membres (Universités, IUT, Ecoles d’ingénieurs). De plus, grâce à son réseau de partenaires industriels, l’AIP est sollicité, pour son expertise, dans le domaine de la formation tout au long de vie et a déjà initié des projets innovants en terme d’apprentissage pour les sciences de l’ingénieur.

Enjeux

Ce travail de thèse se situe dans le cadre des activités d’innovation pédagogique pour les futurs élèves techniciens ou ingénieurs. L’objectif de cette thèse est d’étudier les différentes typologies d’innovations qui existent, les moyens de formation (innovants, immersifs, motivants, collaboratifs, grande échelle, long-life learning), et les langages/formalismes associés afin de proposer un dispositif méthodologique permettant de mettre en œuvre et de faire interagir rapidement un ensemble d’outils des formations adaptés à l’usage de nouvelles technologies. Parmi les pistes de recherche envisagées, on peut par exemple citer l’exploitation d’un environnement de jeu sérieux en réalités alternées (mélangeant le virtuel et le réel). En complément, l’accent sera mis sur le contexte spécifique de l’apprentissage (vers les entreprises) notamment par les usages (présentiel / distanciel) pour les formations initiales et les formations tout au long de la vie.

La seconde partie de la thèse consistera à mettre à l’épreuve ces solutions soit sur de nouveaux scénarios innovants, soit sur ceux déjà produits dans l’équipe et mettre en œuvre ces outils dans le prototype d’un environnement 3D multi-joueurs générique disponible au laboratoire et d’expérimenter en situation dite écologique (c’est à dire réelle) au sein de l’AIP Primeca RAO.

Globalement, il s’agit donc de proposer et mettre en place un dispositif permettant à la fois de tester et valider rapidement l’arrivée et l’impact potentiel de ces nouvelles technologies et de proposer le cas échéant de courtes sessions de formation avec expérimentation. Les tests et expérimentations mis en place à l’AIP Primeca depuis maintenant plusieurs années permettent d’envisager une approche méthodologique moins empirique. Il est ainsi envisageable de s’appuyer à la fois d’un point de vue logistique sur des salles/enceintes spécifiques dédiées à cela et sur un point de vue technique et logiciel, de bénéficier de l’expérience sur les environnements (métiers, collaboratifs, simulation, jeux sérieux, etc.) et des outils technologiques mis en place (tables tactiles, montages électroniques type arduino, etc.). La question qui sous-tend ce projet de thèse est: comment concevoir des scénarios de formation pour les entreprises qui intègrent des technologies innovantes?

Ouverture à l'international

Le sujet proposé est général et mène sur des recherches qui sont de toute manière internationales. Des échanges avec d'autres laboratoires situés dans d’autres pays sont envisagés: lors du montage, des contacts ont déjà été pris avec la Tunisie avec différents cadres imaginés dont l’université Virtuelle de Tunis, l’université de Sfax et plus généralement dans e-OMED (Espace Numérique Ouvert pour la Méditerranée).

Remarques additionnelles

Sujet prévu en cotutelle avec l'université de Sfax et l'ENIS avec un financement AIP -Primeca Rhône Alpes Ouest.