Recherche et réalité virtuelle : le CIREVE ouvre la voie

Publié par UNICAEN Normandie, le 1 mai 2016   1.1k

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L’utilisation de dispositifs de réalité virtuelle s’est fortement développée durant ces vingt dernières années, s’imposant aujourd’hui dans de nombreuses disciplines de la recherche. La réalité virtuelle constitue en effet un nouveau paradigme d’expérimentation, ouvrant des horizons prometteurs. Le Centre interdisciplinaire de réalité virtuelle · CIREVE de l’université de Caen Normandie dispose d’un savoir-faire, de compétences et d’équipements uniques offrant de multiples perspectives aux équipes de recherche.

À l’université de Caen Normandie, l’activité de réalité virtuelle est menée depuis 1994 – année où ont été engagés de vastes travaux de modélisation numérique de la Rome antique au IVe siècle après J.-C. Le plan relief de Paul Bigot conservé à la MRSH de Caen, communément appelé « Plan de Rome », a inspiré ce projet de réalisation d’une maquette virtuelle entièrement interactive. Cette entreprise, aux objectifs tant scientifiques que pédagogiques, ouvre alors la voie aux usages de la réalité virtuelle au service de la recherche. C’est en 2006 qu’est créé le CIREVE afin de promouvoir l’utilisation de la réalité virtuelle dans tous les domaines de la recherche et afin de mutualiser les équipements et les compétences. Reconnu pour ses bonnes pratiques en matière de modélisation d’environnements virtuels, le CIREVE est membre du consortium 3D labellisé par la Très grande infrastructure de recherche TGIR · Huma-Num. La rigueur scientifique de la démarche du CIREVE et le respect des reconstitutions au plus près des connaissances incitent de nombreuses équipes de recherche à faire désormais appel à la réalité virtuelle.

Reconstitution, immersion, interaction

En 2016 s’ouvre une nouvelle phase pour l’université de Caen Normandie : la mise en service de la salle de réalité virtuelle vient renforcer l’expertise du CIREVE. Les écrans de verre fabriqués en Suisse puis traités aux États-Unis ont été livrés et installés en décembre dernier. 10 mètres sur 3 mètres sur les longs côtés, 5 mètres sur 3 mètres sur le petit côté, une surface de projection de 290 m²… La toute nouvelle salle de réalité virtuelle n’a aucun équivalent en France. Un bâtiment a été spécifiquement construit en extension de la MRSH pour accueillir ces équipements de pointe ainsi qu’un amphithéâtre de 150 places équipé pour visualiser les expérimentations en temps réel.

La réalité virtuelle consiste à immerger un utilisateur dans un univers réel, disparu ou imaginaire reconstitué à l’aide d’images de synthèse. L’utilisateur évolue librement dans un environnement virtuel avec lequel il pourra interagir naturellement grâce à la reconnaissance de mouvement. Déambuler dans une représentation en trois dimensions, « saisir » un objet, déplacer son regard à 360°... La réalité virtuelle offre de multiples possibilités en proposant une mise en situation poussée au sein d’environnements reconstitués au plus près des conditions réelles. Quatre modes de navigation et de vision en environnement virtuel sont proposés : en déplacement réel dans l’espace ; au moyen de lunettes stéréoscopiques et d’un système de capteurs infrarouges capturant les mouvements de la tête ; au moyen d’un joystick ; ou sur un tapis de marche.

Des scènes de la vie courante peuvent ainsi être recréées pour les besoins des chercheurs en neuropsychologie, informatique, sciences de l’éducation, littérature, histoire… Les films 3D, les visites interactives et les applications en réalité augmentée réalisés sur mesure permettront aux chercheurs de reconstituer des patrimoines disparus, d’analyser des comportements humains, de concevoir des outils, ou encore d’expérimenter des hypothèses.  

Une technologie de pointe au service de projets pluridisciplinaires

La salle de réalité virtuelle offre désormais de nouvelles perspectives aux dix équipes de recherche regroupées autour du CIREVE. Et la promesse du développement de projets pluridisciplinaires. « Comprendre pourquoi les personnes âgées chutent, simuler des conduites en état d’ébriété ou de forte fatigue, décrypter les mouvements d’un sportif de haut niveau ou encore recréer un espace détruit : la réalité virtuelle intéresse une pluralité de domaines », souligne Philippe Fleury, directeur du CIREVE depuis 2006. Près de 365 enseignants-chercheurs, chercheurs et ingénieurs sont réunis autour du CIREVE dont l’activité scientifique est structurée autour de trois axes de recherche : représentation, expérimentation, création d’outils.

Restitution virtuelle de la Rome antique

La restitution de la Rome antique, projet innovant et pionnier engagé dans les années 1990 par l’équipe « Plan de Rome » aujourd’hui intégré au laboratoire ERLIS (EA 4254), contribue à la mise en valeur du plan-relief de Paul Bigot. L’analyse rigoureuse des sources anciennes a permis la reconstitution d’un patrimoine ancien avec la plus grande fiabilité possible. La réalité virtuelle se révèle être un formidable outil de visualisation pour rendre accessible au plus grand nombre l’architecture et l’urbanisme du IVe siècle après J.-C. Les « Nocturnes du Plan de Rome », présentées par Sophie Madeleine, ingénieure de recherche en analyse de sources anciennes au CIREVE et Philippe Fleury, professeur de latin, sont l’occasion de découvrir les rues et les monuments de la Rome antique. Et chaque année, ce sont près de 3 000 scolaires qui profitent de visites guidées interactives lors des « Jeudis du Plan de Rome ».

Le Mémorial de Caen virtuel

Parmi les réalisations du CIREVE figure également la reconstitution virtuelle des espaces muséographiques du Mémorial de Caen, mise au point dans le cadre des travaux sur la mémoire des intentions – mémoire dite prospective – de l’équipe du Professeur Francis Eustache de l’UMR 1077 NIMH. Des expérimentations sont ainsi menées dans le cadre de situations proches de la réalité au cours desquelles les sujets se déplacent librement au gré de leurs propres intentions et d’intentions apprises antérieurement. Le mémorial virtuel est également mis à la disposition de l’EQUIPEX Matrice qui vise à étudier l’impact cognitif et émotionnel d’événements liés à la mémoire historique sur un échantillon de visiteurs du Mémorial de Caen.

Étude de la locomotion

La salle de réalité virtuelle dispose également d’un tapis roulant avec retour de force respectant les reliefs du terrain et s’adaptant à l’allure du marcheur. Un harnais est en cours de construction afin d’optimiser les conditions de sécurité. Ces équipements s’avèrent particulièrement propices aux études menées par le laboratoire COMETE (UMR 1075) sur les troubles de l’oreille interne. Comprendre les mécanismes de l’équilibre peut non seulement permettre de déceler des marqueurs de risque de chute et de maladies neurodégénératives mais également d’apporter des réponses et des solutions. La réalité virtuelle devient ainsi outil de diagnostic précoce et d’aide à la réhabilitation. La salle va prochainement recevoir une habilitation médicale pour permettre à des équipes de médecins de mener des expérimentations. Car le CIREVE aspire en effet à mettre la salle de réalité virtuelle à disposition de laboratoires, d’entreprises et d’organismes extérieurs à UNICAEN pour des projets de recherche scientifiques ou industriels, avec possibilité de prestations de service pour les développements informatiques et infographiques.

Étude du geste sportif

La salle de réalité virtuelle permet également au Centre d’études sport et actions motrices (CESAMS · EA 4260) de s’intéresser au geste sportif : il s’agit ainsi de recréer des situations proches de celles vécues sur les terrains afin de comprendre la décomposition des mouvements du sportif de haut niveau, améliorer les qualités d’anticipation et de réaction ou encore de rééduquer les sportifs blessés.

Développement d'applications en réalité augmentée

Autres réalisations du CIREVE, le Panthéon virtuel et L’université de Caen avant les flammes, deux applications en réalité augmentée librement téléchargeables sur tablettes et smartphone Android. Développée dans le cadre des cérémonies du 70e anniversaire du Débarquement, l’application L’université de Caen avant les flammes redonne vie à l’ancienne université située en centre-ville, avant les terribles bombardements de juillet 1944. Elle offre la possibilité, à l’aide d’un plan, de visualiser l’extérieur du bâtiment, de circuler dans la cour intérieure, et de parcourir les rues qui l’entourent. Des photographies et des textes explicatifs complètent ce dispositif désormais proposée par l’office de tourisme de la ville de Caen. Un projet de mobilier urbain dit « intelligent », exploite une autre application du CIREVE, la Place de la République de Caen en 1936, en partenariat avec la ville de Caen et l’association Cadomus, est actuellement en phase de test.

Renforcer le lien entre recherche et nouvelles technologies, développer des projets innovants, organiser des rencontres scientifiques, s’ouvrir sur le monde privé, accueillir des chercheurs du monde entier, mener des actions de valorisation vers le grand public… Ces nouveaux équipements de pointe offrent l’opportunité à l’université de Caen Normandie de s’affirmer comme un véritable pôle d’excellence en matière de réalité virtuelle.


Article à retrouver dans le journal de la recherche de l'université de Caen Normandie Prisme n°3 (mai 2016)