Conception et évaluation d’un outil d’apprentissage spatiale (maquette interactive imprimée en 3D) pour des enfants en déficience visuelle
Conception UX · Laboratoire de recherche "Cherchons Pour Voir"
Résumé
Au sein d’un laboratoire de recherche, j’ai conçu une maquette 3D innovante du quartier de la petite enfance de l’Institut des Jeunes Aveugles. Cet outil est spécifiquement destiné à aider les enfants malvoyants à renforcer leur perception et leur compréhension spatiale lors des séances de locomotion encadrées par leurs instructeurs. Grâce à une approche itérative et participative, j’ai collaboré étroitement avec un instructeur tout au long du processus pour développer un outil parfaitement adapté à ses besoins. Les tests utilisateurs et les entretiens ont révélé des améliorations significatives dans l’apprentissage spatial des enfants, une meilleure implication de leur part, ainsi qu’une réduction de la charge mentale pour l’instructeur lors des séances de locomotion.
Méthodes
Conception participative et itérative, entretiens, tests utilisateurs, recherche scientifique
Outils
Logiciel Fusion 3D, imprimante 3D, Bombonne de peinture
Contexte
Le laboratoire “Cherchons Pour Voir” se consacre à la recherche pour améliorer la vie des personnes non voyantes et malvoyantes en développant des technologies d’assistance innovantes. Une doctorante du laboratoire a conçu une maquette interactive en 3D imprimée, représentant la gare de Bordeaux. Cet outil est destiné aux instructeurs de locomotion pour aider les personnes déficientes visuelles à améliorer leur orientation spatiale du lieu grâce à une exploration tactile de la maquette lors de séances de locomotion. Les tests utilisateurs montrent que la maquette est à la fois utile, facilement utilisable et procure une grande satisfaction, tant chez les instructeurs que chez les élèves. Les élèves ont démontré un meilleur engagement et de meilleurs résultats lors des exercices d’orientation spatiale après l’utilisation de la maquette, qui présente l’avantage d’avoir un faible coût de production.
Challenge
Suite au succès du premier prototype, le laboratoire m’a confié la conception d’une maquette interactive 3D des quartiers de la petite enfance (0-6 ans) de l’Institut des Jeunes Aveugles de Toulouse. Ce projet vise à aider les jeunes enfants en déficience visuel à mieux appréhender leur environnement lors des séances de locomotion. La conception de ce second prototype vise également à valider l’efficacité l’outil dans un nouveau contexte et d’améliorer sa conception sur la base des nouveaux résultats obtenus.
Mon approche
Pour identifier les besoins des utilisateur
L’objectif de la maquette interactive était de servir de support lors des séances de locomotion entre l’instructeur et les jeunes enfants malvoyants, afin de faciliter leur apprentissage spatial d’un lieu. Pour cela, j’ai mené une recherche approfondie des publications scientifiques sur la déficience visuelle et ses implications. En complément, j’ai réalisé un entretien avec un instructeur de locomotion pour mieux cerner les besoins et les contraintes liés à cet handicap dans l’apprentissage spatial chez les jeunes enfants. Cet échange m’a également permis de comprendre les attentes des instructeurs pendant les séances de locomotion, afin de concevoir un outil adapté à leurs besoins.
Pour concevoir la maquette interactive
En me basant sur les besoins et contraintes identifiés, j’ai conçu un premier prototype de la maquette interactive, en étroite collaboration avec l’instructeur de locomotion. Ce prototype, validé par l’instructeur, intégrait les principales caractéristiques prévues pour la version finale, telles que les textures, les couleurs et les éléments représentés. Pour garantir son efficacité auprès des personnes malvoyantes, le prototype a également été testé par un membre de l’équipe de recherche atteint de cécité. Suite à ces retours, j’ai modélisé la version finale de la maquette, représentant fidèlement le quartier de la petite enfance, tout en intégrant les caractéristiques validées lors des tests.
Pour évaluer la maquette interactive
J’ai réalisé des tests utilisateurs en simulant une séance de locomotion entre un jeune enfant malvoyant et un instructeur, afin d’évaluer l’efficacité de la maquette dans l’apprentissage spatial d’un lieu. Au cours de ces tests, l’instructeur guidait l’enfant dans la reconnaissance des quartiers de la petite enfance de l’Institut des Jeunes Aveugles, un environnement déjà partiellement familier pour eux. Trois scénarios distincts ont été mis en place : dans le premier, l’enfant devait retrouver un lieu spécifique sur la maquette ; dans le second, il devait se déplacer d’un point A à un point B sur la maquette ; et dans le troisième, l’instructeur désignait un endroit que l’enfant devait atteindre physiquement. À l’issue des tests, un entretien avec l’enfant portait sur plusieurs aspects tels que l’utilisabilité, l’utilité, l’engagement, les émotions ressenties (positives et négatives), la fidélité de la maquette, et l’intention d’usage. Enfin, un entretien semi-directif avec l’instructeur a été mené pour recueillir son avis sur les performances attendues, l’effort perçu et ses intentions d’utilisation.
Utilisateurs ciblés
Instructeurs de Locomotion
Le prototype est conçu principalement pour les instructeurs de locomotion, qui sont responsables de guider les jeunes enfants déficients visuels lors des séances de locomotion. Il est essentiel que l’outil réponde à leurs besoins spécifiques pour qu’ils puissent mener les séances de manière efficace. Les instructeurs utilisent divers outils spécialisés, tels que les dessins en relief, les cartes aimantées et les modèles, pour enseigner aux déficients visuels à naviguer dans un lieu en particulier. Ces outils permettent d’acquérir des connaissances spatiales par le biais des modalités tactile et auditive, mais cet apprentissage a un coût cognitif élevé tant pour l’enfant que l’instructeur car il implique l’intégration de multiples champs perceptifs.
Jeunes Enfants en Déficience Visuelle
La déficience visuelle recouvre un large spectre de conditions, allant de la malvoyance à la cécité totale, et impacte fortement l’autonomie des personnes touchées, notamment en matière d’orientation et de mobilité. Une capacité réduite à se repérer dans l’espace peut mener à l’isolement social, d’où l’importance cruciale pour un enfant de développer une bonne connaissance spatiale lors des séances de locomotion avec un instructeur, afin de préserver son autonomie.
L’apprentissage spatial est particulièrement complexe pour les jeunes enfants déficients visuels (de 0 à 6 ans). En raison du niveau d’abstraction que requièrent les plans ou cartes, et du fait que leur sensibilité tactile est encore en développement, ils éprouvent souvent des difficultés à différencier des éléments ayant des formes ou textures similaires. De plus, leur capacité à se représenter mentalement des espaces, encore en formation, complique leur compréhension d’environnements qu’ils ne peuvent pas toucher dans leur intégralité, comme une pièce. Il est donc essentiel de concevoir une maquette simple et intuitive, capable de faciliter cet apprentissage spatial sans provoquer de surcharge cognitive.
La maquette intéractive
Conception finale
Caractéristiques principales
Les caractéristiques suivantes ont été testées et validées sur un premier prototype lors des tests utilisateurs avec des membres de l’équipe de recherche en déficience visuelle avant d’être intégré au prototype final. Un instructeur a également approuvé ces éléments, garantissant qu’ils répondent aux besoins pédagogiques et sont adaptés aux jeunes enfants.
- Modules assemblables : Trois pièces indépendantes (rez-de-chaussée, passerelle, 1er étage) permettent un apprentissage spatial progressif sans la complexité de la verticalité. Une fois les parties maîtrisées, elles peuvent être assemblées pour intégrer la verticalité, tout en facilitant le transport de l’outil.
- Éléments représentés : Les salles, couloirs, cours extérieures, zones inaccessibles, ascenseurs, escaliers, lavabos, porte-manteaux, paillassons, baies vitrées, et passerelle d’accès. Ces éléments aident l’instructeur et permettent à l’enfant de mieux se représenter les lieux.
- Textures et couleurs associées : Texture striée/verte pour les zones inaccessibles, rugueuse/rouge pour les salles, moquette pour les zones extérieures, blanc pour les escaliers, et lisse/noir pour les couloirs et murs. Ces associations facilitent l’orientation de l’enfant et le travail de l’instructeur.
Résultat des tests utilisateurs et entretiens
Les tests utilisateurs ont révélé que l’utilisation de la maquette pendant les séances de locomotion a rendu la représentation mentale et la perception de la verticalité des lieux moins abstraites pour les enfants en déficience visuelle. Selon l’instructeur, ce progrès est dû à l’intégration directe des expériences sensorielles lors de la manipulation de la maquette.
L’exploration de la maquette a permis aux enfants d’exercer leur capacité de représentation mentale et d’anticiper les trajets, facilitant ainsi le passage d’une perspective égocentrée à une vue d’ensemble. Comparée aux autres outils d’éducation spatiale, la maquette interactive s’est avérée plus ludique et intuitive pour les enfants, tout en demandant moins de charge mentale pour l’instructeur.
Cette maquette a montré de meilleur résultat par rapport à la maquette de Bordeaux grâce à la plus grande variété de caractéristique.
Réflexion à propos du projet
Perspectives d’Avenir
À l’avenir, d’autres maquettes 3D représentant des lieux importants pour les personnes malvoyantes pourraient être modélisées pour les aider davantage et itérer le processus de conception dans le but d’améliorer l’outil. À long terme, si l’efficacité de l’outil est confirmée, il serait intéressant d’intégrer cet outil parmi les outils d’éducation spatiale standardisée. Son faible cout de conception et ses effets sur l’apprentissage spatiale apporterait un atout supplémentaire par rapport aux outils déjà existants.
Leçons Apprises
Ce projet m’a offert l’opportunité de travailler dans le domaine de la recherche appliquée et de l’innovation, ce qui m’a exigé de suivre une méthodologie rigoureuse. J’ai également appris à concevoir un produit destiné à des personnes en situation de handicap, une expérience qui m’a sensibilisé aux contraintes spécifiques à prendre en compte lors de la conception pour cette population.