Développement d’une méthode de conception d’un outil de formation en réalité virtuelle pour la formation à l’intervention sur des incendies d’industrie à risque : prendre en compte les besoins des formateurs et des formés

Development of a method for designing a virtual reality training tool for intervention training on high-risk industrial fires : taking into account the needs of trainers and trainees

• Auteur / Autrice : Sarah Morelot
• Direction : Alain Garrigou, Bernard N'kaoua
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences cognitives et Ergonomie - Option Ergonomie
• Date : Soutenance le 17/12/2024
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sociétés, politique, santé publique (Talence, Gironde ; 2011-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Bordeaux population Health
• Jury : Président / Présidente : Valérie Saint Dizier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Alain Garrigou, Julien Nelson
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Allain, Catherine Delgoulet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Incendies -- Prévention

Réalité virtuelle

Mots clés libres

Évaluation

Environnement virtuel de formation

Conception centrée utilisateur

Formation à l’intervention incendie

Assessment

User-centered design

Fire training

Virtual training

Résumé

Cette thèse porte sur le développement d’une méthode de conception d’un outil de réalité virtuelle pour la formation incendie. L’incendie représente une catastrophe majeure dont le coût humain et matériel peut s’avérer extrêmement élevé. Depuis quelques années, les nouvelles technologies ont été mises au service du développement d’outils de lutte et de prévention toujours plus performants. Dans ce cadre, l’émergence de la réalité virtuelle offre de nouvelles perspectives d’amélioration de la formation incendie. Les progrès technologiques amènent à une digitalisation des parcours de formation professionnelle. Ces nouvelles technologies permettent de s’affranchir des contraintes du réel et ouvrent le champ des possibilités. Cependant, il est légitime de se demander comment ces technologies ont été pensées et développées du point de vue des objectifs pédagogiques et des processus d’apprentissage. En effet, ces technologies mobilisent parfois des logiques qui répondent plus à des enjeux marketing qu’à des logiques de développement des capacités d’agir des personnes formées. Or, travailler dans un nouvel univers de technologies numériques transforme radicalement le rapport aux situations de travail. Nos travaux de recherche se positionnent dans ce contexte de digitalisation du travail, de questionnements sur son impact dans l’activité de travail des utilisateurs (formateurs et formés) et des méthodes de conception d’environnement mobilisant la réalité virtuelle pour la formation incendie. Notre thèse a pour objectif l’élaboration d’une méthode de reconception d’un environnement virtuel pour la formation incendie. Pour cela, nous nous sommes inscrits dans une approche pluridisciplinaire mobilisant à la fois les méthodologies de l’ergonomie de l’activité et les méthodologies de conception d’outil numérique adapté aux utilisateurs proposés par les sciences cognitives. L’approche ergonomique nous a permis de mieux comprendre la situation de travail, ses déterminants, l’activité déployée et l’impact de l’introduction d’un outil numérique sur l’activité de travail et sur les travailleurs. En complément, le point de vue des sciences cognitives nous a permis d’avoir une meilleure connaissance des méthodes de conception de ce type d’outil numérique et d’avoir une meilleure compréhension de leurs caractéristiques et de leurs capacités à améliorer les apprentissages. Nos travaux ont mobilisé ces deux disciplines avec des méthodologies et des approches différentes et complémentaires. Notre souci de synthèse visait à répondre à la fois aux enjeux liés à ces situations spécifiques de travail (sécurité incendie), mais également à répondre aux enjeux liés aux caractéristiques des outils numériques et à leur capacité à favoriser l’évolution des compétences procédurales (apprentissages sensori-moteurs) et conceptuelles des formés, tout en tenant compte des besoins des formateurs pour animer leurs situations de formation afin que leur travail ne soit pas empêché par cet outil. En dépit des diversités d’approches pour la conception d’environnements virtuels, l’élaboration d’outils utiles, utilisables et acceptables par les deux utilisateurs finaux, demeure un défi majeur. Une méthode spécifique de co-conception a été élaborée, permettant d’articuler les résultats des analyses des situations de travail et de l’outil comme ressources pour la conception. Elle met particulièrement l’accent sur l’inclusion des utilisateurs dans la démarche, favorisant ainsi une approche participative. L’enjeu dans la conception des environnements virtuels de formation (EVF) réside dans la conception de trois éléments fondamentaux : le scénario de formation, l’interface comportementale et l’interface homme-machine. Cette méthodologie de co-conception vise à fournir une approche systématique pour la conception d’environnements virtuels afin qu’ils soient à la fois plus utiles, utilisables et acceptables.

This thesis deals with the development of a method for designing a virtual reality tool for fire training. Fire is a major catastrophe, and the human and material costs can be extremely high. In recent years, new technologies have been used to develop ever more effective firefighting and prevention tools. In this context, the emergence of virtual reality offers new prospects for improving fire training. Technological advances are leading to the digitization of professional training courses. These new technologies are freeing us from the constraints of the real world and opening a whole new world of possibilities. However, it is legitimate to ask how these technologies have been thought out and developed from the point of view of pedagogical objectives and learning processes. Indeed, these technologies sometimes mobilize logics that respond more to marketing issues than to the development of trainees' ability to act. And yet, working in a new world of digital technologies radically transforms our relationship with work situations. Our research work is positioned in this context of digitization of work, questions about its impact on users' work activities (trainers and trainees), and methods for designing environments using virtual reality for fire training. The aim of our thesis is to develop a method for redesigning a virtual environment for fire training. To achieve this, we adopted a multi-disciplinary approach, drawing on both activitybased ergonomics and cognitive science methodologies for designing user-friendly digital tools. The ergonomic approach enabled us to gain a better understanding of the work situation, its determinants, the activity deployed and the impact of the introduction of a digital tool on work activity and on workers. In addition, the cognitive science perspective has enabled us to gain a better understanding of the methods used to design this type of digital tool, as well as their characteristics and capacity to enhance learning. Our work has mobilized these two disciplines with different and complementary methodologies and approaches. Our concern for synthesis was to meet the challenges associated with these specific work situations (fire safety), but also to meet the challenges associated with the characteristics of digital tools and their ability to promote the development of procedural skills (sensory-motor learning) and conceptual skills of trainees, while taking into account the needs of trainers to lead their training situations so that their work is not hindered by this tool. Despite the diversity of approaches to designing virtual environments, developing useful tools that are usable and acceptable to both end-users remain a major challenge. A specific codesign method has been developed, enabling the results of work situation analyses and tools to be used as design resources. It places particular emphasis on including users in the process, thus promoting a participative approach. The challenge in designing virtual training environments (VTE) lies in the design of three fundamental elements: the training scenario, the behavioral interface and the man-machine interface. This co-design methodology aims to provide a systematic approach to designing virtual environments so that they are more useful, usable and acceptable.