Rencontre-débat de 16 h 00 à 18 h 00
Les simulateurs en formation
Intervenants :
Monsieur Philippe CORNU - Commandant à l’Armée de l’Air
Monsieur Jacques HERVO - AFT - IFTIM
Monsieur Daniel MELLET - Réalisation d’un mémoire sur les simulateurs
Monsieur Pierre SIMOENS - EDF-GDF
Animation : Nicolas RICOUR - PRAXISA
L’électronique et l’informatique ont permis des avancées spectaculaires dans le domaine de la simulation et de l’interactivité. On peut aujourd’hui simuler non plus seulement le fonctionnement d’une machine mais le comportement d’un système homme-machine. La machine simulée réagit aux actions comme une machine réelle, seules les conséquences de ces réactions sont inhibées.
Lors de cette rencontre ont été présentées diverses expériences d’utilisation de simulateurs dans le cadre de formations techniques, de l’intérêt ainsi que de l’apport pédagogique des simulateurs, et enfin des recherches prospectives réalisées dans ce domaine.
M. Philippe CORNU a débuté la séance par une présentation des simulateurs en usage dans l’Armée de l’Air, et plus particulièrement le simulateur de vol sur M2000. Chaque base dispose de son propre simulateur adapté aux entraînements requis pour un type de mission bien précis. C’est un investissement considérable quand on sait qu’une base regroupe seulement deux ou trois escadrons - à savoir une cinquantaine de pilotes -, et que le coût d’un simulateur représente 1 fois ½ le coût d’un avion de combat. Il faut cependant noter que le coût de ces dispositifs s’est stabilisé alors que parallèlement leurs performances techniques et leur efficacité pédagogique se sont considérablement améliorées.
Il existe à présent des simulateurs de missions complets permettant de maîtriser toutes les procédures de vol et de faire face à toutes les éventualités, y compris le crash. Une attention particulière a été portée à la restitution sensorielle dans la cabine de formation : celle-ci est fixe, l’accent ayant été mis sur le visuel, mais une combinaison anti-jet restitue la pression endurée par l’apprenant pendant le vol et en fonction de ses actions ... si bien qu’il n’est pas rare de constater une accélération de la respiration chez le pilote !
L’instructeur se situe sur un pupitre extérieur, d’où il peut analyser la position de l’avion, les réactions du pilote, mais aussi piloter la cible et injecter des pannes. En cas d’erreur, il peut geler l’action en cours pour expliquer la source et les conséquences de cette mauvaise estimation de la situation, puis mettre en retour-arrière la séquence afin de permettre au pilote de corriger un mauvais réflexe, en cas de panne par exemple.
Six phases de formation ont été détaillées dont trois intervenant avant le premier vol : la première est une phase d’instruction théorique en 9 séances de plus d’une heure, qui forment aux procédures normales ou de secours et à la navigation ; la deuxième phase, en 7 séances, forme plus spécifiquement aux manœuvres de combats et au vol sans visibilité ; la troisième phase, en 40 séances, permet de s’entraîner à l’utilisation de systèmes d’armes, radars, missiles et armements conventionnels. L’apprenant qui a passé ces trois phases est alors considéré comme un pilote opérationnel, il peut se spécialiser dans un type de mission comme par exemple la pénétration nucléaire. Au cours de sa carrière, chaque pilote doit suivre régulièrement des stages d’entraînement au combat et aux pannes. Enfin, il doit suivre une série de séances en escadron opérationnel pour se préparer à une mission réelle et spécifique qu’on lui attribuera à un moment donné ; le simulateur permet alors de mettre au point des tactiques individuelles complexes.
En réponse à une question du public, M. CORNU nous apprend que les instructeurs sont rarement des pilotes, mais sont par contre des spécialistes des procédures. Il faut savoir que les pilotes ne sont amenés, tout au long de leur carrière, à ne tirer qu’un ou deux missiles en moyenne, et que leur travail consiste précisément à se préparer à ce moment, en acquérant le geste, les réflexes et la rapidité d’analyse de la situation qui sont nécessaires à la réussite de la mission.
Il note également que la lacune essentielle de ce système de formation sur simulateur est la difficulté à analyser les résultats. Les appareils sont ultra sophistiqués mais les outils d’analyse sont pauvres. Et comment évaluer en effet une multitude d’informations capitales, concentrées en quelques centièmes de secondes, faites d’intuition, de connaissances, d’expériences et de réflexes ? Il faut s’orienter vers une analyse plus scientifique des réactions de l’apprenant.
Enfin, en dépit de la haute technicité des logiciels maîtrisant dans la seconde des informations précises dont l’apprenant ne dispose pas, celui-ci finit toujours par trouver la faille du simulateur pour le dominer. Ceci prouve bien que la machine ne peut, pour l’instant, remplacer l’homme dans certaines situations. Mais l’instructeur est là pour contrebalancer les faiblesses du dispositif et, face au pilote expérimenté, introduira des paramètres différents et imprévus pour le pilote.
Pour conclure, M. CORNU note que l’investissement de l’Armée de l’Air dans ce type d’outil de formation est en pleine expansion : fin 1998, le Centre d’entraînement aux combats sera rénové et comptera 10 éléments pilotés, 30 automates et 100 sites sol-air, avec des études et entraînements tactiques complexes. Et bientôt également sera mis en place un réseau des simulateurs et entraîneurs.
M. HERVO, du département conduite et Sécurité pour véhicules poids-lourds de l’AFT-IFTIM, présente TRACS, un simulateur pour la formation des conducteurs de véhicules poids lourds. Comment est née l’idée ? Un consortium de partenaires européens se met en place dès 1994 : Renault est le chef de file du projet, et s’entoure de AFT-IFTIM, organisme français leader européen de la formation transport et logistique, de AUTOSIM, fabricant norvégien de simulateurs, de PROSOLVIA CLARUS, leader en logiciels de réalité virtuelle, de THOMSON Training and Simulation, première entreprise européenne de construction de simulateurs, et enfin de V.T. en L., organisme hollandais de formation en transport et logistique. L’objectif des ces six institutions est de mettre au point un simulateur complet avec une excellente restitution du mouvement et des sens, ce qui ne s’était encore jamais vu dans ce domaine. Double défi technologique et pédagogique, TRACS permet l’apprentissage et/ou le perfectionnement de la conduite à travers un programme de formation interactif, ainsi que l’évaluation la plus objective possible des conducteurs.
Le simulateur reconstitue l’environnement de la cabine du poids lourd, avec les commandes du tableau de bord intégralement actives et modélisées sur les caractéristiques spécifiques de ce type de véhicule (moteur, transmission, train arrière, pédales ...). La cabine est placée sur des vérins mécaniques qui restituent les mouvements résultant de la conduite de l’apprenant. Un générateur d’images virtuelles très réalistes place l’apprenant en situation et dans des contextes de conduite divers, où il est amené à surpasser des situations périlleuses - et rares, fort heureusement. On a veillé à offrir une visualisation de large champ frontal, avec rétrovision à gauche et à droite afin de couvrir la totalité du champ de vision du conducteur avec un angle de 230° environ. Un générateur sonore, fonctionnant à partir d’enregistrements, achève de placer le conducteur en situation quasi réelle.
Outre la performance technologique, on a tenu à encadrer efficacement l’apprenant. Chaque leçon de conduite entend former et évaluer le conducteur dans une situation adaptée à sa progression. Les conseils et informations sont donnés avant le démarrage de chaque exercice. A la fin de chacun d’eux, l’apprenant, par une simple pression d’une touche, a accès à son évaluation qui lui permet de passer à un exercice plus difficile si le bilan est bon, ou à un exercice similaire si le bilan est négatif. En cas d’erreur grave, la séance est gelée et l’apprenant peut visionner l’accident occasionné selon différents angles de vue ( d’en haut, du conducteur en face, de derrière ...). Il est assisté par un formateur à l’extérieur de la cabine : celui-ci peut intervenir quand la zone de sécurité autour du véhicule a été franchie, mais surtout il délivre un " debriefing " après chaque séance, étape essentielle et obligatoire pour passer au niveau suivant, et reste maître de la pédagogie puisqu’il lui revient de créer l’exercice, en choisissant le type de véhicule, son centre de gravité, les conditions atmosphériques, le trafic ... Pour simuler le trafic, 32 mobiles sont à sa disposition allant du piéton au cycliste, qui sont généralement censés respecter les règles, sauf si le formateur en décide autrement.
Le coût d’un tel simulateur est élevé : environ 3 millions de Francs, alors qu’il faut compter 1,2 millions pour l’achat d’un véhicule articulé. Il n’en existe d’ailleurs qu’un seul exemplaire pour l’instant ; on ne peut y former qu’un seul élève à la fois, assisté d’un formateur, ce qui ne constitue aucun changement par rapport à la formation classique sur poids lourd. Par contre 12 postes informatiques fonctionnent en même temps qui donnent accès aux connaissances théoriques essentielles et permettent ainsi un roulement des apprenants sur une même séance. Les résultats sont plutôt positifs : il a semblé aux apprenants que la formation était à la fois meilleure et plus rapide, et de nombreux contrats sont en cours de signature. Plus qu’un intérêt économique, c’est donc l’intérêt pédagogique qui a été mis en avant.
M. SIMOENS d’EDF GDF intervient à un niveau plus théorique pour souligner la nécessaire ambiguïté des simulateurs. Afin que l’écran ne fasse pas écran, il faut que l’apprenant se projette dans la réalité et en même temps reste " à côté d’elle " pour que cela puisse fonctionner. Tout est dans la proximité, être à côté d’une situation de travail réelle ... Cela permet de regarder le travail d’une manière différente, on découvre de nouvelles choses à partir du moment où l’on n’est plus totalement dedans. Ainsi, le simulateur d’EDF GDF fait appel à la réalité virtuelle pour faire visiter un robinet. La technologie créatrice de réalité virtuelle permet d’enrichir la vision de l’apprenant : par un simple clic de la souris, il peut rendre transparent tel ou tel organe qui en cache d’autres, dès que l’on clique sur les pièces gênantes, les noms apparaissent (souvent l’apprenant de l’ancienne école était incapable de nommer les différentes pièces sur lesquelles il travaillait), enfin certaines opérations simples mais longues, comme le démontage du robinet, sont réalisées dans la seconde par simple clic ...
Le formateur stimule l’apprentissage en lançant aux apprenants le défi de trouver la panne et de la réparer. Car le souci premier est désormais d’arriver à se mettre en situation pédagogique avec ces nouveaux outils efficaces et rapides, mais auxquels les équipes pédagogiques ne sont pas toujours correctement ou suffisamment préparées.
La démarche d’encadrement passe alors par de nouveaux impératifs. Premièrement, il faut maîtriser la découverte en fonction du rythme du groupe. Deuxièmement, il faut s’immerger dans le contexte et faire apparaître l’invisible et l’abstrait : par exemple, pour montrer les efforts mécaniques supportés par les pièces, le logiciel fera désormais apparaître des calcules et utilise des vecteurs qui marquent tout déplacement et toute pression. La formation devient donc initiation au conceptuel, et la rupture théorie/mécanique ou abstrait/concret peut être surmontée en dépit des résistances de la plupart des apprenants. Troisièmement, il faut créer une dynamique de groupe, en utilisant par exemple la vidéo.
En conclusion, M. SIMOENS souligne le coût trop élevé de ce type de formation pour les lycées techniques. Dans ces conditions, il faudra se demander jusqu'à quel point l’image de synthèse peut être simplifiée pour alléger le coût du dispositif. On peut parfaitement imaginer de charger des séquences 3D sur PC avec tutorat à distance, les images ne seraient pas tout à fait fixes, ce qui est peut-être suffisant ...
Enfin, M. Daniel MELLET, qui réalise un mémoire sur les simulateurs en formation, insiste sur la nécessité de créer des modèles plus conceptuels qui seraient alors transposables et moins onéreux. Ce qui est intéressant dans ces appareils de simulation, c’est que la réalité virtuelle montrée reflète la compréhension limitée qu’on a d’un phénomène et que l’on a l’intention de transmettre. Mais le réel est davantage constitué de ce que l’on a pu percevoir par nos différents sens. Là où la réalité virtuelle peut aller plus loin, c’est dans la présentation de situation vue sous d’autres angles qu’une personne, dans une situation donnée, n’aura pas l’occasion de voir : par exemple la vision d’un accident de poids lourd vu d’en haut, ou peut-être l’intérieur d’un robinet ... Il n’y a plus de limite dans la représentation.
Il faut évoquer aussi l’expérience d’une université du Sud Californien qui est particulièrement intéressante : Son simulateur de compartiment de guerre consiste en un casque de visualisation de la salle des machines. La personne peut faire appel à tout moment à un tuteur virtuel qui apparaît dès qu’elle pose une question. Cela permet d’introduire des éléments pédagogiques en plus de la recréation virtuelle de la réalité.
L’assemblée conclut la rencontre sur un consensus : on est en train de dépasser l’approche purement technologique de la formation sur simulateur, un travail interdisciplinaire se met en place et ceci est une constatation positive et encourageante. L’ombre au tableau reste le formateur lui-même, dont on n’assure pas la formation convenablement, alors qu’il a un rôle essentiel dans la coordination et dans le décodage des informations et progrès de l’apprenant. Le pédagogue doit donner de la voix et se faire entendre pour que la part des relations humaines ne soit pas totalement occultée au profit du progrès technologique.
Rédaction : FFFOD