Lancé en 2021 et coordonné par Arts et Métiers, le projet Jenii (Jumeaux d’enseignement numériques immersifs et interactifs) arrive à son terme. À l’occasion d’un colloque de clôture, les établissements porteurs du dispositif – Arts et Métiers, le CEA, le CNAM et le CESI – en collaboration avec les associations des edtech, ont présenté ses avancées. L’idée ? Explorer d’autres méthodes d’apprentissage en utilisant les jumeaux numériques et les environnements virtuels immersifs. Sélectionné par l’appel à manifestation d’intérêt (AMI) « Démonstrateurs numériques dans l’enseignement supérieur » (DemoES), lancé dans le cadre du 4e Programme d’investissements d’avenir (PIA), Jenii propose de former des futurs ingénieurs aux outils de fabrication qu’ils seront amenés à rencontrer lors de leurs carrières. Pendant quatre ans, les travaux de recherche menés par les partenaires ont abouti à la constitution d’une boîte à outils comprenant une plateforme de conception de jumeaux numériques, une plateforme de diffusion, un campus virtuel immersif, ainsi que des guides proposant des scénarios pédagogiques efficaces

A cela s’ajoutent des retours d’expérience ainsi que des exemples concrets de jumeaux numériques de systèmes industriels réels.  A l’arrivée, le dispositif a fait émerger 15 jumeaux un peu partout en France, via un budget total de 14 millions d’euros, avec une subvention de 9,5 millions d’euros allouée par l’ANR (agence nationale de la recherche). Ils sont actuellement répartis sur les différents campus des établissements partenaires de l’école nationale des Arts et Métiers avec des thématiques propres aux bassins industriels locaux : forge, usinage, déroulage bois, fonderie, usine flexible, fabrication additive, turbo machine, laboratoire de chimie, avion léger, voiture électrique, construction et démantèlement d’installations nucléaires. 

Tester des systèmes industriels en évitant les risques

Le projet vise avant tout à concevoir et animer des expériences d’apprentissage immersives, interactives et personnalisées, permettant aux étudiants d’explorer, d’interagir et d’apprendre à partir de systèmes virtuels au sein d’un environnement contrôlé et sécurisé. L’objectif est de créer dans un environnement virtuel une expérience d’interaction aussi proche que possible de celle que l’on aurait dans le monde réel. A la clé, divers avantages, tels que la possibilité d’expérimenter, de tester et d’optimiser des systèmes sans avoir besoin de manipuler physiquement des objets réels, ce qui peut être coûteux, risqué ou complexe.

 Le jumeau impression 3D sur le campus Arts et Métiers d’Aix-en-Provence; (Crédit: Arts et Métiers)

Parmi les réalisations, un jumeau de déroulage du bois pour Avenir formation Forêt Bois a été porté par les Arts et Métiers pour CMQE Forêt Bois. L’objectif : faire découvrir le procédé de dérouleuse en tant que première étape de transformation du bas via un jumeau qui réalise des modèles virtuels des placages et des produits techniques. De son côté, le jumeau usinage du campus de l’Ensam à Cluny aide les apprenants a comprendre l’effet physique des paramètres et permet la simulation en prédictions et le suivi en réel. A l’Ensam d’Angers, le but était de passer d’une cellule industrielle de fonderie immersive mais lourde à un jumeau automatisé, connecté et accessible à tous partout. Une cinquantaine d’étudiants se sont confrontés à structurer une scénarisation de coulage de pièces avec des projets en 2A et 3A.

Au Cesi, un jumeau unité flexible de production est également issu du projet Jenii. L’intention était de donner accès a la plateforme technologique UFP de Rouen aux 26 campus de l’école d’ingénieurs, avec de nouvelles modalités pédagogiques. Celle-ci intégrait des systèmes de co-robotiques et couvrait deux zones principales : un atelier d’assemblage avec des postes manuels et une ligne de production automatisée. A l’arrivée près de 4 000 étudiants, enseignants et chercheurs du Cesi ont pu avoir accès à un environnement immersif pédagogique. On peut également citer le jumeau impression 3D sur le campus Arts et Métiers d’Aix-en-Provence, l’atelier virtuel de voiture électrique, d’avion léger ou de réacteur nucléaire équipant le Cnam.

Une déclinaison à l’échelle européenne

A terme, l’école nationale supérieure d’Arts et Métiers envisage de prolonger son projet  par des initiatives européennes, notamment via la Virtual Skills Academy et au sein des établissements eux-mêmes, avec des projets en formation initiale et continue. Des réflexions sont également engagées pour faire entrer des jumeaux numériques dans les parcours pédagogiques des lycéens et des étudiants en BTS. Enfin, des pistes ont été évoquées pour que ces environnements soient aussi accessibles aux personnes handicapées.