Développé par l’Institut Image des Arts et Métiers (laboratoire LISPEN), le projet Silva Numerica apporte une réponse opérationnelle aux besoins d’enseignement et de formation professionnelle par le développement d’une plateforme de réalité virtuelle pour des apprentissages systémiques complexes appliqués à un environnement forestier. Ce logiciel fait partie des 22 lauréats nationaux désignés par le gouvernement en 2016 dans le cadre de l’action « E-FRAN » du PIA pour le développement de territoires éducatifs d’innovation numérique.

Les défis à relever

Ce projet vise tout d’abord à concevoir un environnement virtuel éducatif (EVE) lui-même évolutif simulant un environnement forestier (essences, topographies…). L’objectif est d’étudier sa plus-value pédagogique pour enseigner-apprendre à des collégiens, lycéens et étudiants de la filière forêt-bois, les savoirs liés à la compréhension et la gestion d’un écosystème vivant (gestion des peuplements forestiers et des chantiers forestiers…). En effet, l’utilisation d’un EVE peut les aider à construire des représentations systémiques et dynamiques de ces espaces forestiers ainsi que des conséquences des choix et des interventions de l’homme sur ces écosystèmes vivants et complexes.

Les apports de l’Institut Image

EVE – Evolutive Virtual Environnent

Le laboratoire LISPEN a développé un module d’animation comportementale permettant de modéliser un environnement virtuel en représentant les entités et les relations qui le composent, et de les faire « vivre » en leur appliquant des contrôleurs individuels ou collectifs reproduisant les règles d’évolution du système.

EDEN

Sur la base du module EVE, AMVALOR a développé un modèle d’évolution d’un écosystème forestier éducatif en relation avec les partenaires du projet (CFPPA Chateaufarine de Besançon, CFPPA de Velet, Lycée Granvelle de Dannemarie-sur-Crête, Collège Jean-Jaurès de Saint-Vit, laboratoire Eduter Recherche d’AgroSup Dijon).

Le sol, les couches herbacées et arbustives, une dizaine d’essences d’arbres feuillus et résineux, l’humidité, la lumière interagissent pour permettre aux enseignants de confronter les apprenants à différents scénarii pélagiques développés par les partenaires du projet.

Modélisation géométrique et visuelle

AMVALOR a également produit une bibliothèque d’éléments graphiques pour permettre la visualisation du modèle numérique dans des dispositifs d’immersion virtuelle. A partir d’une collection de primitives géométriques et visuelles, l’application doit être capable de donner forme à l’environnement en composant chaque entité : détails du sol, troncs, écorces, branches, feuilles mais aussi maladies, défauts, interactions lumineuses, saisons, le tout en temps réel et en respectant la cohérence temporelle lors de l’évolution du système.

Intégration

Les bibliothèques développées par l’Institut Image ont été intégrées par la société Shine Research au sein d’un atelier logiciel destiné aux collèges, lycées et centres de formation professionnelle de la filière de la Forêt et du Bois. Différentes expérimentations sont en cours d’évaluation.

AMVALOR a également développé une application spécifique pour permettre au LEAD (laboratoire d’étude de l’apprentissage et du développement) de l’Université de Bourgogne de conduire des études sur l’efficacité des systèmes de réalité virtuelle pour l’enseignement.

 

Le budget

Sur la période 2016-2020, Silva Numerica a mobilisé un budget de 2,4 millions d’euros, dont 1,3 million d’euros de subventions. Le programme a pour financeurs l’État via la Banque des Territoires (Caisse des Dépôts), ainsi que les ministères de l’Agriculture et de l’Éducation nationale, l’Union européenne (fonds Feder), le conseil régional de Bourgogne-Franche-Comté, Grand Besançon Métropole, la Mutualité sociale agricole (MSA), le Crédit agricole, AMVALOR (Arts et Métiers), et Shine Research.

 

Opération soutenue par la Région Bourgogne-Franche-Comté, l’Union Européenne et l’État dans le cadre du volet e-Fran du Programme d’investissements d’avenir, opéré par la Caisse des Dépots.