Conception et mise en œuvre d’un didacticiel
professionnel
N. Boutros1, I.Vial2, B. David1, M.Dubois2 , D. R. Kouabenan2
1Laboratoire ICTT, Ecole Centrale de Lyon, B.P.163
69131 Ecully Cedex, FRANCE
Tel: ++33 (0)4.72.18.64.43; Fax: ++33 (0)4.78.33.16.15
e-mail: Nicole.Boutros@ec-lyon.fr
2ERIHST, Laboratoire de Psychologie Sociale, Bâtiment Sciences Humaines et Mathématiques, Université Pierre-Mendes France, BP 47
38040 Grenoble Cedex 9, France

Résumé : La conception de didacticiels (outils interactifs de formation) constitue un cas très intéressant pour la conception et la mise en œuvre de logiciels interactifs. Le cadre d’étude est un projet régional Rhône-Alpes sur le recyclage des produits manufacturiers, qui réunit trois laboratoires (LAG-INPG, ICTT-ECL, ERIHST-UPMG) dans une démarche pluridisciplinaire (informatique, automatique, comportement humain). L’article présenté ici propose une application sur l’élaboration d’un didacticiel de désassemblage de produits électroménagers. Ce travail réunit les deux approches : informatique et sciences cognitives dont la complémentarité est évidente et la collaboration très enrichissante.

1. Introduction

Le recyclage des produits industriels et en particulier des produits électroménagers en fin de vie est un problème d’actualité à l’échelle mondiale. Le projet “ RESTER PROPRE ” (REcherches Socio-TEchniques pour le Recyclage de PROduits manufacturés Par Revalorisation) s’attache à la problématique du recyclage “ noble ” des produits électroménagers en fin de vie qui vise, en plus de la revalorisation énergétique classique des déchets, la récupération, la réparation et la réutilisation des produits en fin de vie ou de certaines de leurs pièces et composants en bon état. 

Pour mettre en œuvre ce processus de recyclage noble, une plate-forme coopérative et semi-automatisée (REX) de récupération et réparation des produits électroménagers est en cours de conception (David, Boutros, Saïkali, 1999).  Au sein de cette plate-forme, il est possible d’envisager plusieurs configurations de désassemblage: semi-automatique, entièrement automatique ou entièrement manuelle. 
Une première expérience des processus du désassemblage manuel (sur un type donné de produit) a été acquise grâce à l’un des partenaires du projet, l’entreprise “ ENVIE Dauphiné ”. Cette entreprise a pour but la réinsertion professionnelle de personnes ayant de faibles qualifications ou étant sans emplois depuis longtemps. Cette réinsertion est rendue possible grâce à l’apprentissage, dans les ateliers d’ENVIE, des techniques de démontages et de réparations de produits électroménagers usagés.
Dans les ateliers d’ENVIE, l’apprentissage est en général assuré par un chef d’atelier ou à l’aide d’un support vidéo décrivant le processus de démontage de certains appareils (Pyronnet, 1997). Dans le but d’optimiser cet apprentissage et de fournir aux apprenants un support informationnel efficace et 

accessible pendant leur travail dans l’atelier (et non seulement en phase d’apprentissage), nous avons orienté une partie de nos travaux dans le projet sur l’élaboration d’un didacticiel multimédia pour l’apprentissage du processus de démontage d’un appareil d’un type donné, ainsi que d’un générateur automatique de didacticiels pour assurer l’apprentissage contextualisé de différents éléments d’une gamme de produits.
Ces travaux sont menés conjointement par deux laboratoires impliqués dans le projet (ERHIST et ICTT) et couvrent deux aspects complémentaires : 
•	l’étude des meilleures conditions d’apprentissage en dégageant un modèle de dialogues exploitant de façon appropriée la multimodalité pour l’apprentissage et proposant une ergonomie du didacticiel, 
•	l’étude du support informatique facilitant la conception et la réalisation du didacticiel dans une démarche de “ famille ” pour proposer des didacticiels contextualisés à chaque produit de famille (gamme de produits). Une démarche de type SGIU-UIMS est mise en œuvre, avec un générateur qui assure la contextualisation.
2. Didacticiel
A partir des données sur les processus de démontage qui ont été collectées dans les ateliers d’ENVIE (Konan, 1998), une première maquette du didacticiel a été réalisée à l’aide de “ToolBook Instructor II ”. Elle sert à la validation auprès des utilisateurs potentiels des choix de présentation et d’interaction. Nous donnons ci-après les bases d’organisation de ce didacticiel. 
2.1 Définitions
Un processus de démontage est décomposé en activités. Une activité concerne l’extraction d’un composant de l’appareil à démonter. Une activité se décompose à son tour en opérations, qui sont des manipulations effectuées par un opérateur dans le but de réaliser l’activité. En général, chaque opération est liée à un outil.
2.2  Modes d’apprentissage
Le didacticiel est conçu de façon à permettre à l’utilisateur d’accéder aux informations de diverses manières en fonction de son niveau de connaissances ou des informations qu’il souhaite acquérir. Deux modes d’apprentissage sont :
•	Apprentissage séquentiel : ce mode est dédié aux opérateurs de désassemblage “ novices ”. Dans ce mode, l’utilisateur examine les écrans des activités de démontage l’un à la suite de l’autre, selon l’ordre dans lequel elles sont réalisées dans le processus de désassemblage. L’apprenant est donc contraint de consulter séquentiellement les activités mais peut toutefois revenir à tout instant sur celles qu’il a déjà consultées, à l’aide d’une barre indiquant sa progression dans le processus. Un profil est créé pour chaque nouvel utilisateur, qui lui permet de quitter le didacticiel à tout moment et de reprendre ensuite son parcours à l’endroit où il l’avait arrêté. 
•	Apprentissage libre (ou sélectif) : ce deuxième mode est réservé aux opérateurs de désassemblage “ expérimentés ”. Il leur permet de choisir librement une activité parmi la liste d’activités proposée et consulter l’écran contenant la description de cette activité de démontage. Ce mode d’apprentissage est utile dans le cas où l’utilisateur a besoin d’une information ou de la façon de démonter un certain composant d’un appareil donné. Dans ce cas le didacticiel joue plus le rôle d’un support informationnel que d’un support d’apprentissage.
2.3 Structure du didacticiel
Le didacticiel se décompose en cinq modules principaux :
1. 	le module “ principal ”, il contient la présentation du didacticiel et la description des activités qui composent le processus de désassemblage.
2. 	le module “ lexique ” qui contient la description des pièces de l’appareil à démonter.
3. 	le module “ outils ” qui contient la description des outils utilisés pour le démontage.
4. 	le module “ aide ” dans lequel se trouve l’aide sur la façon d’utiliser le didacticiel et sur son interface graphique.
5. 	le module “ vidéo ” qui regroupe des séquences vidéo sur les activités de démontage.
A partir du module “ principal ”, il est possible de consulter les autres modules.
2.4 Structure des écrans
Chaque élément des modules est représenté par un écran. Les écrans partagent une structure commune, composée d’un contenu, de boutons de navigation, d’un bouton vers le module “ aide ” et naturellement d’un bouton qui permet de fermer le module. 
Dans ce qui suit nous ne décrivons en détail que la structure de l’écran d’activité qui est le plus important.
Un écran d’activité contient :
•	le titre de l’activité qui est “ le démontage d’un composant donné ”
•	un suite d’opérations qui décrivent l’activité , ces opérations contiennent des liens qui sont soit des noms de pièces soit des noms d’outils. Ces liens permettent d’ouvrir dans une fenêtre le module “ lexique ” ou “ outil ” à l’élément correspondant.
•	des boutons de navigation permettant :
Communs aux deux modes d ‘apprentissage
•	de revenir au menu principal
•	de revenir à l’activité précédente
•	d’accéder à l’activité suivante
Spécifiques au mode séquentiel
•	de revenir à l’écran précédent 
Spécifiques au mode libre
•	d’accéder à l’écran présentant la liste des activités
•	des boutons fonctionnels permettant de :
•	ouvrir le module “ aide ” dans une fenêtre
•	ouvrir le module “ Lexique ” dans une fenêtre
•	ouvrir le module “ Outils ” dans une fenêtre. 
•	fermer et de sortir du didacticiel
•	une barre de progression, disponible uniquement dans le mode séquentiel, qui indique le parcours de l’apprenant dans le processus de désassemblage. Cette barre représente sous forme d’icônes les activités du processus. Il est possible de revenir sur les activités déjà consultées en cliquant sur l’icône correspondante. La barre justifie la présence du bouton écran précédent.
La structure, l’organisation spatiale et visuelle, et la dynamique d’interaction (séquencement et modalité) font objet d’une étude poussée s’appuyant sur des tests d’acceptabilité avec des utilisateurs. Le but étant d’aboutir à un modèle de dialogues approprié.
2.5 Multimodalité et capacités cognitives
La présentation des informations multimodales du didacticiel doit être étudiée pour offrir aux utilisateurs un outil qui soit adapté à leurs capacités cognitives. Nous nous intéressons à l’effet sur la qualité de l’apprentissage de l’agencement entre différents média (image, texte et son) présentés en référence mutuelle. Les études expérimentales permettront d’aboutir à des conclusions concernant la pertinence à utiliser pour la réalisation du didacticiel tel ou tel mode de présentation en fonction des caractéristiques du message transmis et des utilisateurs. Ces expériences comparent l’effet sur l’apprentissage de plusieurs modes de présentation de l’information verbale en référence à une image toujours identique. Deux caractéristiques de l’information verbale nous intéressent :

•	Le mode de consultation séquentiel ou libre. L’étude de ce mode de consultation de l’information verbale teste l’effet de l’activité de l’utilisateur dans le traitement des informations. La consultation séquentielle correspond à une présentation automatique dans laquelle l’information verbale est découpée en plusieurs parties et est présentée partie par partie que ce soit sous modalité auditive ou visuelle. La présentation libre permet à l’utilisateur d’obtenir l’information verbale qu’il souhaite en cliquant sur l’icône correspondant (rôle actif).

•	La modalité auditive ou visuelle de présentation de l’information verbale. Nous voulons vérifier si l'utilisation du médium auditif pour la présentation d'une explication verbale en relation avec une image favorise l'apprentissage par rapport à l'utilisation du texte en référence à cette même image. Nous nous basons sur les résultats de Mousavi, Low & Sweller (1995) selon lesquels la présentation d’informations auditives en référence à une image diminue l’effet de l’attention partagée et par conséquent la charge cognitive. 
Ces modes de présentation sont testés en fonction de deux aspects : 
•	Le contenu du message transmis (descriptif ou procédural). Le didacticiel comporte des informations procédurales et des informations descriptives. Les informations descriptives concernent les composants et le fonctionnement du système et les informations procédurales décrivent l’action que doit effectuer l’individu sur le système. Il est donc important de vérifier si il existe des effets du mode de présentation en fonction du contenu informationnel (descriptif ou procédural). En effet, (Bieger & Glock, 1984, 1985) ont observé un effet d’interaction entre le contenu informationnel (procédural ou non) et le mode de présentation (imagé ou textuel). De même, Bétrancourt & Bisseret (1998) ont obtenu des résultats différents pour un même mode de présentation d’informations figuratives et textuelles selon que le contenu est descriptif ou procédural. Le fait, par exemple, d’expliquer le fonctionnement d’un système ou de donner des instructions par rapport à la procédure que doit effectuer le sujet sur le système n’impliquerait pas le même traitement par le sujet des informations imagées et verbales. 
•	Le niveau de qualification des utilisateurs (haut ou faible). Nous comparons les résultats des expériences des sujets de faible niveau de qualification (CAP) à des sujets de haut niveau de qualification (Université).
Les Variables Indépendantes (VI) inter-sujets que nous manipulons dans nos expériences sont :
•	La modalité de présentation (auditive ou visuelle,
•	Le mode de consultation (séquentiel ou libre)
•	Le niveau de qualification des utilisateurs (haut ou faible)
Nous réalisons deux expériences. Dans une première expérience, nous testons l'effet de ces trois VI pour un contenu descriptif, dans ce cas, nous proposons aux sujets un test de compréhension pour évaluer l'apprentissage. Dans une seconde expérience, nous testons également ces trois VI pour un contenu procédural, le test étant une activité réelle de démontage.
Les résultats obtenus à ces expériences permettront d’affiner la présentation du didacticiel.
3. Générateur de didacticiel
Le nombre élevé de type d’appareils pouvant être traité par notre plate-forme et la diversité de leurs marques et des variantes font qu’il est évidemment inconcevable d’élaborer un didacticiel spécialisé pour chacun des produits à démonter. Par ailleurs, on ne peut se contenter non plus d’avoir seulement un didacticiel par type d’appareil et de négliger les spécificités propres à chaque variante puisque par définition, notre didacticiel se veut être un support informationnel complet et efficace.
Dans la plate-forme, l’ensemble des données techniques concernant les appareils usagés est géré par un Système de Gestion de Données Techniques. Ces données techniques concernent toutes les informations relatives à un produit donné : les nomenclatures, gammes automatiques et manuelles de démontages, les plans CAO, etc..
Pour résoudre le problème de la construction des didacticiels lié à la diversité des produits, nous avons mis en place l’approche SGIU-UIMS, qui s’appuie sur un modèle de dialogues (dont l’élaboration est décrite dans le paragraphe précédent), sur une architecture logicielle d’accueil et sur un ensemble d’outils dont un générateur de didacticiels. 
Le principe de fonctionnement du générateur est le suivant : quand l’utilisateur sélectionne un type d’appareil qui se trouve dans le SGDT, le générateur extrait du SGDT les informations contextuelles au type de produit et finalise le modèle d’affichage prédéfini.

Figure 1- Fonctionnement du générateur
Le générateur est composé de trois parties principales : une interface graphique permettant à un utilisateur de sélectionner un modèle d’appareil, un module de connexion au SGDT qui permet de lui acheminer les requêtes et de récupérer les données, et enfin un moteur, qui construit le didacticiel en se basant sur un modèle générique.
Une attention particulière est consacrée à la dimension multimédia. Dans un premier temps notre didacticiel comporte des séquences vidéo d’opérations réelles de démontage. Cette approche est toutefois trop lourde quant à la réalisation de ces séquences pour toutes les opérations sur toutes les versions des produits. Il faut donc trouver une manière plus souple, plus efficace et facilement évolutive pour prendre en compte des nouveaux produits. Ceci passe par la virtualisation des opérations. En effet, nous nous orientons vers la prise en compte de la simulation des opérations. Les séquences vidéo seront donc, à terme, des séquences issues des opérations effectuées par un opérateur virtuel (mannequin) sur des produits et des pièces virtuels. Ces séquences seront élaborées par le logiciel RobCAD dont l’utilisation apporte plus de souplesse dans la réalisation de séquences et ce pour plusieurs raisons. En effet, il est par exemple possible d’utiliser des fonctions de zoom, de choix de plans et de prises de vues qui permettent de visualiser une même séquence sous différents aspects, ce qui n’est pas possible avec un film vidéo. De plus, si l’aspect d’une pièce change dans un appareil, sans remettre en cause le processus de désassemblage, la modification est automatiquement répercutée sur la séquence virtuelle puisqu’elle se base sur les plans CAO représentant les pièces démontées.
4. Conclusion
Le didacticiel présenté dans cet article n’en est encore qu’à l’état de maquette, dans sa première version. Il reste à y apporter des améliorations, tant au niveau du modèle d’interaction (résultats de l’étude d’Isolde VIAL sur la multimodialité) que du système support (comme par exemple un module d’évaluation des connaissances de l’apprenant).

Cette recherche est en partie financée par la Région Rhône-Alpes.
Bibliographie
[Bieger & Glock, 1984] Bieger, G.R., & Glock, M.D. (1984). The information content of picture-text instructions. Journal of Experimental Education, 53, 68-76.
[Bieger & Glock, 1985] Bieger, G.R., & Glock, M.D (1985). Comprehending spatial and contextual information in picture-text instructions. Journal of Experimental Education, 54, 181-188.
[Bétrancourt & Bisseret, 1998] Bétrancourt, M. & Bisseret, A. (1998). Integrating textual and pictorial information via pop-op windows: an experimental study. Behaviour & Information Technology, 5, 263-273.
 [David, 1999] David B. , Boutros N. , Saïkali K. (1999), Conception orientée recyclage des produits manufacturiers. 3° Congrès International de Génie Industriel. Montréal, Canada. 
[Konan 1998] Konan L. (1998), “ Analyse de travail dans une entreprise d’insertion : Essai de conception d’une méthodologie de recueil et d’analyse de procédures de travail implicites lors du démontage d’appareils électroménagers ”, Mémoire de Maîtrise en psychologie, Université Pierre Mendès-France, Grenoble.
[Mousavi, Low & Sweller, 1995] Mousavi, S. Y., Low, R. & Sweller, J. (1995). Reducing cognitive load by mixing auditory and visual presentation modes. Journal of Education Psychology, 87 (2), 319-334.
[Pyronnet, 1997] Pyronnet, J. (1997), “ Analyse de travail dans une entreprise d’insertion : Identification des stratégies opératoires et élaboration d’un support audiovisuel, pour une activité de démontage d’appareils électroménagers usagés ”, Mémoire de Maîtrise en psychologie, Université Pierre Mendès-France, Grenoble.