Utiliser des TP virtuels dans le domaine du numérique - projet DUNE Eole

Au sein du laboratoire CReSTIC (EA 3804) de l’université de Reims Champagne-Ardenne, depuis plus de 10 ans, des travaux sont menés afin de rendre accessible à tous et à distance, des ressources informatiques pour apprendre l’automatisme, l’administration des systèmes et réseaux ou bien encore la sécurité informatique.

Dans le cadre du projet DUNE Eole (ANR-16-DUNE-0001-EOLE, PIA 3), une action est menée pour permettre aux étudiants de réaliser des travaux pratiques dans le domaine du numérique, grâce à 2 outils : HOME I/O et RemoteLabz.

Que sont HOME I/O et RemoteLabz ?

En partenariat avec la société Real Games dans le cadre d’un partenariat scientifique et technique, la solution HOME I/O permet d’amener une maison « virtuelle » dans la classe en simulant le comportement dynamique d’une maison moderne. L’utilisateur se déplace dans cette maison sur le modèle des jeux vidéo FPS (first person shooter) et peut interagir avec les objets pilotables de la maison (interrupteurs, lumières, volets, radiateurs…) ou avec les paramètres environnementaux (température extérieure, taux d’humidité, géolocalisation…). HOME I/O offre aux apprenants, du collège à l’université, une immersion et une expérience inédite motivante pour découvrir, comprendre et apprendre la technologie et les sciences (automatique, informatique, numérique au sens large).

La solution RemoteLabz est spécialisée dans le contrôle d’environnement virtualisé, pour que les étudiants puissent se former, au travers d’un navigateur internet, à la pratique de l’administration système, à la configuration d’équipements réseaux et à la sécurité informatique. À la différence des environnements cloud comme Amazon, Google ou OVH, grâce au RemoteLabz, les étudiants peuvent automatiser le démarrage de scénario prédéfinis par un enseignant et reproduire à volonté des travaux pratiques.

A qui se destine ces solutions ?

Tout étudiant ou personne souhaitant s’initier ou se perfectionner à l’automatisme, à l’administration système et réseau et à la sécurité informatique. Pour l’instant, nous nous concentrons sur ces thèmes car il existe de fortes contraintes, durant leurs enseignements avec des équipements réels.

Quelles sont les contraintes que HOME I/O et RemoteLabz permettent de résoudre ?

Lors de travaux pratiques sur équipements réels, il est toujours difficile de permettre aux étudiants de voir l’impact d’une mauvaise configuration car cela pourrait être destructeur pour l’équipement. De plus, les étudiants n’ont pas toujours le temps de faire des multiples et différents tests pendant le temps imparti d’une séance de travaux pratiques. Les outils que nous développons ont montré leur intérêt pour l’apprentissage en facilitant par exemple la pédagogie par l’erreur et la classe inversée.

Plus précisément, quelles sont les avantages pour l’enseignant et pour l’étudiant d’utiliser les solutions HOME I/O et RemoteLabz ?

La solution HOME I/O permet à l’étudiant de s'initier et de s'entrainer à l’algorithmique et l'automatisation. De plus, grâce à son interfaçage direct avec Python 3.x et Scratch 2, via des blocs prédéfinis pour automatiser la maison virtuelle, HOME I/O est également adapté à l'enseignement de la technologie et des sciences du numérique au collège et au lycée. HOME I/O s’interface également facilement avec des composants logiciels ou matériels (Automates Programmables Industriels, objets connectés...). La solution HOME I/O s’adresse donc également à des enseignements universitaires techniques.

La solution RemoteLabz donne la possibilité d’automatiser le démarrage d’environnements virtuels préconfigurés par un enseignant afin de s’exercer à l’administration de système ou à la sécurité informatique. Un des principaux problèmes que les enseignants rencontrent lors de travaux pratiques en sécurité informatique notamment, c’est que les étudiants ne peuvent pas manipuler à leur guise car les effets peuvent être dramatique pour le réseau ou les ordinateurs qu’ils utilisent. Via la solution RemoteLabz, tous les types d’attaques peuvent être expérimentés et ainsi mettre en place des solutions de protection.

Ce travail a bénéficié d'une aide de l'état gérée par l'Agence Nationale de la Recherche au titre du programme d'Investissements d'avenir portant la référence ANR-16-DUNE-0001-EOLE.