Le recours à la réalité augmentée en soutien à l’apprentissage

En 2021, quand le projet a été mis sur pied, peu de preuves attestaient encore de l’utilité réelle de la RA en formation professionnelle.

L’impact de la réalité augmentée (RA) ne s’est pas fait attendre dans l’industrie, où les effets ont été notables : cette nouvelle technologie y a optimisé les procédés de fabrication tout en réduisant le nombre d’erreurs d’origine humaine (Masood et Egger, 2019 ; Palmarini et al., 2018). Dans le domaine de l’éducation également, les répercussions de la RA ont été significatives (Akçayır et Akçayır, 2017 ; Bacca et al., 2014 ; Garzón et al., 2019). Les possibilités de déploiement y sont nombreuses (Craig, 2013), et les méta-analyses confortent l’idée selon laquelle il s’agirait d’une technologie plus apte à encourager l’apprentissage que les méthodes traditionnelles (Bödding et al., 2025 ; Chang et al., 2022 ; Garzón et Acevedo, 2019).

Nous nous référerons, dans cet article, à la RA utilisée par le biais d’un casque, et plus spécifiquement au modèle Microsoft HoloLens 2. Dans le cadre du projet intitulé « Combiner RA et vidéos interactives : utilisation de technologies interactives pour soutenir l’apprentissage procédural dans la formation professionnelle initiale », qui a vu le jour grâce à un financement du SEFRI, nous avons tenté de poser un regard critique sur le déploiement de la RA tout en examinant son efficacité au travers de différentes études expérimentales.

Le projet a été découpé en trois phases :

1. Durant la première phase, nous avons cherché à déterminer quel était le métier le plus susceptible de profiter de cette nouvelle technologie en procédant à une étude basée sur des entretiens (Candido et al., 2023).
2. Durant la deuxième phase, nous avons cherché à connaître les conditions nécessaires au déploiement efficace de la RA dans un exercice très simple, à savoir le pliage d’un t-shirt suivant une technique précise. Une nouvelle forme de signalisation visuelle a été testée à cette occasion (Candido et al., 2026).
3. La troisième phase a consisté à développer, en s’appuyant sur les études réalisées préalablement, une application d’aide à la représentation spatiale (Martín-Gutiérrez et al., 2010, 2015 ; Piri et Çagıltay, 2023).

Phase préparatoire du projet : l’étude menée à partir d’entretiens

En 2021, quand le projet a été mis sur pied, peu de preuves attestaient encore de l’utilité réelle de la RA en formation professionnelle. Afin de combler cette lacune, nous avons dans un premier temps réalisé une étude basée sur des entretiens menés auprès de septante experts et expertes du Tessin et de la Suisse alémanique, dont des personnes enseignant et dispensant des formations dans des cours interentreprises et en entreprise. Les résultats obtenus ont été sans appel : quelle que soit la fonction exercée, les personnes interrogées étaient convaincues que la RA pouvait soutenir l’apprentissage, en particulier pour les activités nécessitant de se représenter des objets en trois dimensions ou la forme prise par un objet après avoir été plié (Candido et al., 2023). Ont alors été identifiés deux métiers qui, plus que les autres, seraient susceptibles de profiter des avantages offerts par la RA sur le plan technique : l’installation en chauffage, d’une part, et l’installation d’équipements sanitaires et de ferblanterie d’autre part.

Étude préparatoire sur le design pédagogique de l’application : la trilogie du t-shirt

Cette première étape passée, nous avons procédé à plusieurs tests. A ainsi été vérifié si les connaissances dont on dispose sur l’apprentissage multimédia pouvaient s’appliquer à l’utilisation de la RA également. Nous avons aussi cherché à savoir si de nouvelles solutions étaient susceptibles d’améliorer les possibilités techniques particulières offertes par l’apprentissage multimédia. Ces tests ont été réalisés à partir d’un exercice simple, à savoir le pliage d’un t-shirt selon une méthode que les gens connaissent peu. Il a pour cela fallu suivre des instructions précises tout en réalisant des mouvements particuliers dans la pièce où étaient réalisés les tests.

Utilisée au moyen de que l’on appelle un visiocasque ou casque immersif, la RA a permis d’afficher les instructions de l’exercice directement sur le t-shirt plutôt que dans un manuel ou une vidéo. Dans une première sous-étude (Candido et al., 2025), nous avons comparé l’effet qu’ont eu les instructions transmises par RA par rapport à celles communiquées au format vidéo. Dans cette dernière, les personnes soumises au test découvraient les instructions de pliage du t-shirt dans un film qu’elles pouvaient au besoin mettre sur pause pour réaliser les différentes opérations de pliage étape par étape – une méthode qui les a contraintes à détourner leur attention du t-shirt à plusieurs reprises pour se concentrer sur la vidéo, et inversement. La RA, quant à elle, permet au contraire de montrer directement sur le t-shirt quelle partie du tissu il faut désormais manipuler. En affichant diverses animations dans l’espace, elle guide la personne réalisant l’exercice jusqu’à la fin de l’opération de pliage (figure 1 ; pour la réalité augmentée, la vidéo de démonstration est également disponible).

Figure 1. Différences dans l’affichage des instructions entre les vidéos et la réalité augmentée (RA).

Ainsi, la RA peut être d’une grande aide pour réaliser une opération. Cela peut toutefois avoir pour conséquence un problème bien connu des personnes utilisant Google Maps.

Ainsi, la RA peut être d’une grande aide pour réaliser une opération. Cela peut toutefois avoir pour conséquence un problème bien connu des personnes utilisant Google Maps, à savoir le fait que certes, ce dernier nous aide à éviter les embouteillages et à arriver à destination en temps voulu en nous proposant des trajets alternatifs, mais essaye-t-on de refaire le même trajet sans assistance GPS, il devient impossible de se rappeler du chemin. La littérature scientifique parle de « dilemme de l’assistance » pour désigner ce phénomène qui montre la grande difficulté qu’il y a à trouver le niveau adéquat d’assistance technologique ; car si cette assistance est trop grande, alors la personne n’apprendra que de manière superficielle (Koedinger et Aleven, 2007).

Cet aspect a été exploré par l’introduction d’un deuxième élément : nous avons procédé à une comparaison entre, d’une part, les personnes qui voyaient uniquement le déroulé de l’opération à réaliser, et, d’autre part, celles qui voyaient également apparaître des informations sur les erreurs fréquemment commises. Dans le deuxième cas, le système (qu’il s’agisse de la RA ou de la vidéo) montrait aux personnes réalisant l’opération de pliage que des erreurs étaient susceptibles d’être faites, et exposait les conséquences de ces erreurs. L’idée sous-jacente : comme évoqué précédemment, nous savions que la RA pouvait grandement aider les personnes apprenantes à réaliser des tâches mais qu’il était aussi fort probable que ces dernières délèguent la quasi-totalité de l’exercice à réaliser à l’outil et n’apprennent donc pas véritablement. En renseignant les personnes sur les erreurs qu’elles sont susceptibles de commettre et qu’il convient par conséquent d’éviter, l’on pourrait toutefois renforcer leur vigilance. Ainsi appréhendée, la réalité augmentée pourrait venir soutenir efficacement l’apprentissage du pliage d’un t-shirt. Pour cette raison, deux facteurs étudiés ont été prévus par le plan de recherche, à savoir un facteur de nature technologique, d’une part (la RA vs la vidéo), et un facteur de nature pédagogique, d’autre part (affichage ou non d’informations relatives aux erreurs fréquemment commises).

En fin de compte, les résultats obtenus ont témoigné d’un effet inattendu : les résultats de l’apprentissage se sont révélés être moins bons lorsque l’on avait recouru à la RA. Une différence à imputer à la surcharge cognitive des apprenants et apprenantes. Pour une analyse approfondie des résultats liés à la charge cognitive externe ainsi qu’à ses répercussions sur les résultats d’apprentissage, nous renvoyons nos lecteurs et lectrices à l’article déjà publié sur le sujet (Candido et al., 2025), qui portait exclusivement sur le fait qu’en recourant à la RA – une technologie innovante que la quasi-totalité des personnes testées utilisait pour la première fois –, l’on avait fortement distrait les individus, avec pour conséquence que ceux-ci avaient consacré moins d’attention à leur apprentissage et avaient donc obtenu de moins bons résultats que les personnes ayant regardé la vidéo.

Pour le dire autrement, la mention des erreurs pouvant être commises lors de l’opération a augmenté la précision d’exécution de l’exercice, c’est-à-dire le pliage du t-shirt.

Mais le résultat le plus intéressant concerne la façon dont les deux facteurs étudiés ont interagi entre eux (figure 2) : pour les personnes ayant appris à plier le t-shirt en regardant une vidéo, les indications relatives aux erreurs susceptibles d’être commises n’ont pas été très utiles (les deux colonnes vertes sont de la même taille) puisqu’une certaine attention était de toute façon requise pour apprendre à réaliser l’opération. Avec la RA, par contre, la méthode pédagogique explicite (apprendre à connaître les erreurs susceptibles d’être commises) a eu un impact significatif sur le succès de l’apprentissage. Pour le dire autrement, la mention des erreurs pouvant être commises lors de l’opération a augmenté la précision d’exécution de l’exercice, c’est-à-dire le pliage du t-shirt – un constat valable également lorsqu’il a été proposé de réaliser des exercices de transfert sur des t-shirts de différentes tailles ou disposés différemment, en particulier avec la RA. Ce qu’il faut comprendre ici, c’est que même si les différences apparues ne sont pas significatives sur le plan statistique, la réalité augmentée semble, d’un point de vue descriptif, être plus indiquée que les vidéos pour renseigner sur les erreurs. Le potentiel offert par la RA paraît donc ici évident, même s’il convient d’opter pour la bonne approche pédagogique afin d’exploiter ce potentiel.

Figure 2. Interaction entre la technologie déployée et l’approche pédagogique.

La deuxième sous-étude réalisée (Candido et al., 2026a) a cherché à savoir si certains des principes de la didactique multimédia pouvaient s’appliquer à la RA. Les résultats obtenus concordent entièrement avec les enseignements de la littérature scientifique sur d’autres technologies (Ginns, 2005 ; Noetel et al., 2022), ainsi le fait que le recours à l’oral plutôt qu’à l’écrit pour fournir les instructions réduit considérablement la charge cognitive tout en améliorant les performances des personnes apprenantes.

La troisième sous-étude (Candido et al., 2026b) a consisté à introduire une nouvelle méthode de transmission des informations. Nous avons pour cela recouru à une fonctionnalité technique offerte par certains outils immersifs : le suivi des mains. Cette fonctionnalité permet au système de savoir où se trouvent les mains de la personne et utilise l’information ainsi obtenue pour lui donner des instructions plus précises. Dans notre cas, les personnes testées dont les mains n’étaient pas correctement placées sur le t-shirt ne recevaient par exemple pas d’informations sur la poursuite de l’opération ; à la place, le système leur demandait de faire davantage attention au positionnement de leurs mains. Il s’agit là d’une forme de retour indirect qui s’est révélée être extrêmement efficace.

Phase de mise en œuvre : un travail réalisé sur place avec les personnes formées

Après avoir rassemblé des informations sur la façon de concevoir efficacement une application de soutien à l’apprentissage basée sur la RA, nous nous sommes tournés vers la pratique et avons travaillé avec des installateurs et installatrices sanitaires. Une coopération qui s’est traduite par la création d’une application tenant compte des difficultés que rencontrent les personnes apprenantes au moment de transposer leurs dessins en deux dimensions dans la pièce sur le chantier.

Le fonctionnement de l’application est illustré dans la figure 3. Les personnes formées peuvent utiliser des conduits virtuels mis à leur disposition dans l’espace que l’on voit à gauche tout en visualisant le projet qui leur a été donné par leur formateur ou formatrice sous la forme d’un dessin technique et dont les titres apparaissent sur fond bleu. Dans le même temps, les apprenantes et apprenants peuvent visualiser en direct, dans des aperçus signalés par la couleur verte, la façon dont leurs conduits virtuels apparaissent dans un dessin en deux dimensions une fois posés, ce qui les aide à mieux comprendre le lien qu’entretiennent une représentation en deux dimensions et les conduits placés dans la scène et de comparer le résultat avec l’exercice donné.

Figure 3. L’interface utilisateur de l’application.

Les performances des personnes formées en dessin technique se sont nettement améliorées, et leur motivation était également très élevée.

L’application développée dans le cadre de ce projet nous a permis de réaliser trois collectes de données. Une étude pilote a d’abord été menée auprès d’un groupe restreint d’apprenants et apprenantes en vue de tester la facilité d’utilisation et l’efficacité de l’application. Puis, nous avons réalisé deux études longitudinales d’une durée respective d’un mois et demi environ au cours desquelles l’application a été utilisée par les personnes participantes pendant quatre sessions de quarante-cinq minutes chacune. Au vu des résultats très positifs obtenus, nous avons ensuite élargi le groupe cible (avec l’aide du consortium de BeLearn) au-delà du cadre formel initialement prévu par le premier projet. Les analyses préliminaires réalisées dans le cadre de ce travail sont venues confirmer les résultats de la première étude longitudinale : les performances des personnes formées en dessin technique se sont nettement améliorées, et leur motivation était également très élevée. Un résultat qui a conduit les écoles ayant participé au projet – à savoir le Centro Professionale Tecnico de Locarno (CPT), l’École professionnelle commerciale de Coire (GB) et l’École professionnelle gibb de Berne (gibb) – à continuer à utiliser l’application.

Littérature

• Akçayır, M., & Akçayır, G. (2017). Advantages and challenges associated with augmented reality for education: A systematic review of the literature. Educational Research Review, 20, 1–11.
• Bacca, J., Baldiris, S., Fabregat, R., Graf, S., & Kinshuk. (2014). Augmented reality trends in education: A systematic review of research and applications. Educational Technology & Society, 17(4), 133–149.
• Bödding, R., Schriek, S. A., & Maier, G. W. (2025). A systematic review and meta-analysis of mixed reality in vocational education and training: Examining behavioral, cognitive, and affective training outcomes and possible moderators. Virtual Reality, 29, 44.
• Candido, V., Cattaneo, A., & Petko, D. (2025). Exploring multimedia principles and learning from errors in augmented reality and video. Learning and Instruction, 101, Article 102244.
• Candido, V., Cattaneo, A., & Petko, D. (2026a). No news is good news: Testing modality and redundancy in immersive augmented reality. Journal of Computer Assisted Learning, 42(1).
• Candido, V., Cattaneo, A., & Petko, D. (2026b). Enhancing procedural learning through refined signaling in immersive augmented reality. Paper submitted for publication.
• Candido, V., Raemy, P., Amenduni, F., & Cattaneo, A. (2023). Could vocational education benefit from augmented reality and hypervideo technologies? An exploratory interview study. International Journal for Research in Vocational Education and Training, 10(2), 138–167.
• Chang, H.-Y., Binali, T., Liang, J.-C., Chiou, G.-L., Cheng, K.-H., Lee, S. W.-Y., & Tsai, C.-C. (2022). Ten years of augmented reality in education: A meta-analysis of (quasi-) experimental studies to investigate the impact. Computers & Education, 191, Article 104641.
• Craig, A. B. (2013). Understanding augmented reality: Concepts and applications. Morgan Kaufmann.
• Garzón, J., & Acevedo, J. (2019). Meta-analysis of the impact of augmented reality on students’ learning gains. Educational Research Review, 27, 244–260.
• Garzón, J., Pavón, J., & Baldiris, S. (2019). Systematic review and meta-analysis of augmented reality in educational settings. Virtual Reality, 23(4), 447–459.
• Ginns, P. (2005). Meta-analysis of the modality effect. Learning and Instruction, 15(4), 313–331.
• Koedinger, K. R., & Aleven, V. (2007). Exploring the assistance dilemma in experiments with cognitive tutors. Educational Psychology Review, 19(3), 239–264.
• Martín-Gutiérrez, J., Saorín, J. L., Contero, M., Alcañiz, M., Pérez-López, D. C., & Ortega, M. (2010). Design and validation of an augmented book for spatial abilities development in engineering students. Computers & Graphics, 34(1), 77–91.
• Martín-Gutiérrez, J., Contero, M., & Alcañiz, M. (2015). Augmented reality to training spatial skills. Procedia Computer Science, 77, 33–39.
• Masood, T., & Egger, J. (2019). Augmented reality in support of Industry 4.0—Implementation challenges and success factors. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 58, 181–195.
• Noetel, M., Griffith, S., Delaney, O., Harris, N. R., Sanders, T., Parker, P., del Pozo Cruz, B., & Lonsdale, C. (2022). Multimedia design for learning: An overview of reviews with meta-meta-analysis. Review of Educational Research, 92(3), 413–454.
• Palmarini, R., Erkoyuncu, J. A., Roy, R., & Torabmostaedi, H. (2018). A systematic review of augmented reality applications in maintenance. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 49, 215–228.
• Piri, Z., & Çagıltay, K. (2023). Can 3-dimensional visualization enhance mental rotation ability? A systematic review. International Journal of Human–Computer Interaction, 40(14), 3683–3698.

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