Au sein de l’UFR MIM de l’Université de Lorraine, la promotion de Master 1ère année de Mécanique, s’est attelée à développer des ressources 3D en direction des apprenants. Ce projet s’inscrit dans la stratégie de l’UFR MIM de proposer des séquences pédagogiques fortement inspirées des jeux et environnements virtuels.
En groupes de 5 ou 6, les étudiants ont créé ces ressources 3D illustrant les TPs résistance des matériaux (photo-élasticité, treillis), les cours de mécanique du point (ressort, trajectoire). Ils ont aussi mis en œuvre une approche ludique du recyclage des déchets au sein de la cafétéria de l’UFR MIM. Ce dernier projet est une demande de l’UFR MIM afin d’améliorer le tri lors des temps de pause. L’objectif est de permettre aux étudiants d’expérimenter, manipuler et approfondir certaines notions de Mécanique, de simulation, d’analyse des contraintes ou encore en lien avec l’environnement, directement dans un monde interactif et ludique. A noter que ces ressources ont été réalisées intégralement par les étudiants en s’appuyant sur des logiciels connus des concepteurs de jeux vidéo : Blender et Unreal Engine.
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| Promotion 2025-2026 lors de la journée de restitution des projets à l’UFR MIM |
Tout d’abord deux des projets concernent des notions de Mécanique pour les étudiants de L1.
Le projet Ressort propose une expérience virtuelle interactive permettant d’explorer les notions de statique et de dynamique à travers l’étude d’un ressort. L’utilisateur peut interagir directement avec l’environnement, manipuler les objets et accéder à différentes aides intégrées afin de mieux comprendre l’expérience. La partie statique permet d’observer l’allongement du ressort en fonction de la masse et de sa raideur, tandis que la partie dynamique met en avant les oscillations et le comportement du système au cours du temps.
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| Illustration du cours sur les ressorts. Ressource pour les L1 SPI. |
La trajectoire est une notion importante pour les étudiants de L1 Mécanique. Ainsi, un jeu virtuel permet de valider les acquis des étudiants. A l’issue de cette phase, ils réalisent une simulation de la trajectoire d’un ballon de volley. Ainsi l’étudiant se met à la place du serveur et peut varier la puissance et l’angle du tir. Les étudiants réussiront-ils du premier coup un service smashé ? Attention au filet et à ne pas mettre trop de puissance sous peine de sortir du terrain.
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| Trajectoire d’un ballon de volley. Ressource pour les L1 SPI |
Après des ressources pour les L1 SPI, des travaux pratiques de RDM pour les L3 SPI ont été virtualisés : photo-élasticité et treillis.
La photo-élasticité est une méthode optique permettant de visualiser les contraintes appliquées sur un matériau. Sous l’effet d’efforts mécaniques, des franges colorées apparaissent, révélant les zones de contraintes internes normalement invisibles à l’œil nu. Lors de cette expérience 3D, l’apprenant peut ainsi manipuler les pièces, utiliser un polariscope interactif et observer les franges d’interférence associés au chargement appliqué aux éprouvettes. Une simulation numérique sur ABAQUS est aussi réalisée afin de comparer les résultats expérimentaux avec une modélisation virtuelle. Les fichiers ABAQUS sont mis à disposition des étudiants sur la plateforme des ressources de l’Université « Arche.univ-lorraine.fr ».
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| Illustration du jeu dédié à la photo-élasticité. Laboratoire virtuel utilisé par les L3 SPI |
En second, l’étude des treillis est découpée en trois modules interactifs : Cremona, Branchement et Treillis. Le module Cremona permet de s’entraîner à déterminer la nature des efforts dans chaque barre du treillis à l’aide de l’épure de Cremona. Cette méthode graphique permet entre autres de définir la charge du vérin à ne pas dépasser. Attention au flambement des barres Le module Branchement permet de s’entraîner à brancher des jauges de déformation en quart de pont, demi-pont et pont complet. L’étudiant peut s’exercer en autonomie sans attendre la validation par le professeur. Enfin, le module Treillis permet de visualiser les déformations de la structure en faisant varier les charges et les configurations appliquées.
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| Déformation d’un treillis sous chargement. Ressource pour les L3 SPI |
Pour finir, recycler est une attitude citoyenne. Afin de sensibiliser les usagers du bâtiment de l’UFR MIM au recyclage des déchets, une expérience immersive est proposée au joueur qui se voit confier la tâche de placer dix objets présents à la cafétéria dans la poubelle prévue à cet effet. L’usager doit faire un sens faute et donc bien faire la différence entre les 4 poubelles possibles. Sinon, gare à la sanction et à la perte de vie.
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| Recyclage des déchets à l’UFR MIM. Diffusion à tous les usagers du bâtiment. |
Au final, les étudiants ont développé 5 mondes 3D qui permettent aux apprenants d’acquérir des compétences d’une façon originale, digitale, immersive. Le point fort est la disponibilité à tout moment des ressources, ce qui fait que l’apprenant peut les utiliser quand il le souhaite. Ces projets ont permis d’acquérir des compétences supplémentaires en conception, en programmation et en organisation de projets. On espère que ce travail vous a plu et donc votez pour ce projet.
Pour finir, dans un avenir proche, une fois testées par la future promotion d’étudiants 26-27, les ressources seront déposées sur un serveur de l’Université. Il sera alors possible de les tester en demandant un accès pour les télécharger.
