L’image vidéo numérisée dans l’apprentissage.
Le cas de la vidéo à la demande.
Florent PASQUIER – 9 avril 1996

INTRODUCTION

Une enquête approfondie sur l'utilisation des nouvelles technologies dans le secteur de l'éducation et de la formation, par l'étude de l'existant, des expériences en cours et l'analyse de données qualitatives et quantitatives nous a amené à plusieurs réflexions de fond.

Nous avons pu identifier trois besoins de base des enseignants et des apprenants, auxquels doit pouvoir répondre de façon générale tout dispositif à vocation de transmission et d'acquisition des connaissances.

Ces trois besoins sont les suivants :

1.    rechercher l’information pour s’en servir,

2.    la communiquer et en discuter en groupe,

3.    construire et hiérarchiser le savoir qui en découle.

Un bon exemple qui permette d’illustrer ces besoins se trouve chez un média qui soit  consultable aussi bien au niveau local qu’à distance, axé sur un serveur de vidéo numérisée et qui puisse permette également de faire de la visio-communication, toujours dans un but de formation. C’est ce que nous allons présenter dans ces quelques pages.

Ces systèmes ont généralement l'avantage de reposer sur des circulations de flux par câbles (téléphonie-informatique-vidéo) tels qu'ils existent dans les bâtiments neufs ou rénovés, pour permettre de mettre en oeuvre des dispositifs pédagogiques et techniques qui sont encore le plus souvent d'utilisation réduite ou au pire inexistants. Il s'agit donc d'exploiter enfin les potentialités, avec les outils appropriés.

De nouvelles procédures pédagogiques sont ainsi testées, et permettent de faire progresser la recherche sur les réseaux audiovisuels numériques, de même que cela a été fait avec les réseaux informatiques, dont on s'aperçoit aujourd'hui qu'ils sont devenus incontournables pour une transmission et une acquisition optimales des connaissances.

CONTEXTE DE MISE EN PLACE

Le rapprochement des techniques de l'audiovisuel, de l'informatique et des télécommunications s'exerce dans tous les espaces sociaux publics et privés de la vie, permettant un double rôle et d'instruments interactifs de communication mondiaux, et de transmission de données de toute nature.

DESCRIPTIF DU MARCHE DES NOUVELLES TECHNOLOGIE

Il se vend aujourd'hui dans le monde plus d'ordinateurs que de voitures. Le marché des ordinateurs personnels multimédia a quadruplé en 1994, en dépassant la barre des 10 millions d'unités vendues. Seuls trois pour cent des foyers français sont équipés en micro multimédia, mais cette part devrait se monter à 25 % en 1997 (source "Le monde de l'Education").

Le nombre de services en ligne -téléservices- en 1994 était de 5 000 (hors Minitel) et leur chiffre d'affaires de 13 milliards de dollars. En Europe il atteindra 12 milliards d'écus en 1996. Ces produits procurent des avantages extraordinaires ; la technologie s'améliore sans cesse et sert de nouvelles utilisations.

Il faut se préparer au mode de relation on-line en créant ses propres serveurs et en adaptant les contenus, en les rendant multimédias et interactifs, tout en restant ouvert sur l'extérieur. Cette création nouvelle à partir de l'existant sera le point fort et le principal caractère des nouveaux médias.

Les marchés recherchent leur équilibre. Les atouts d'une intégration des produits multimédias et des services en ligne dans les pratiques de transmission et d'acquisition des connaissances sont en train d’être démontrés. Les usages qui ne se sont pas encore généralisés dépassent les stades de tests et d'expérimentations.

LES NOUVELLES TECHNOLOGIES EDUCATIVES

En 1994, le Ministère de l’Education Supérieure a consacré 5 % de son budget à l'EAD et à la formation professionnelle continue, soit 4,17 milliards de francs.

Le chiffre d'affaires du télé-enseignement qui était de 398 millions de francs en 1993, passera de 1 330 à 2 962 M.F. en 2000 et de 2 418 à 6 079 en 2005 selon les hypothèses basses et hautes du rapport Breton.

En France, 700 000 élèves suivent des cours par correspondance, soit moins de 5 % des actifs totaux en formation.

L'Education  A Distance est peu structurée en France pour des raisons qui tiennent tant à des rigidités institutionnelles qu'à des difficultés financières et à l'absence d'une autorité motrice reconnue de tous. On dénombre quand même 24 Centres de Télé-enseignement Universitaires financés  par des crédits spécifiques du Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche, pour un total général en 1992 de 47 M.F.

Les moteurs du marché sont une meilleure connaissance des outils et de leurs possibilités, la prolifération de l'offre de contenu, l'attraction des apprenants...

CONCLUSION TRANSITOIRE

La société contemporaine se place dorénavant sous le triple signe de l'image, du numérique et de l'immédiat.

Historiquement, la succession des modes de connaissance, d'expression et de gestion de nos systèmes sociaux par les moyens de l'oralité, de l'écriture et de l'informatique ne s'est pas opérée par substitution mais par complexification. Les nouvelles techniques nous font percevoir le monde tant dans ses aspects empiriques que transcendantaux, car le vivant, le social et même les processus cognitifs et communicationnels peuvent se concevoir à l'aide d'une grille de lecture informatique, telle que l'expose la Cybernétique par exemple.

L'emploi des Nouvelles Technologies Educatives a donc plus qu'un simple rôle de préparation et de socialisation : c'est une initiation qui fera la différence entre mode comportemental "in" ou "out", entre vivre et survivre... d'où sa nécessaire intégration et dans l'enseignement en tant que discipline, et dans un usage pédagogique pour l'enseignant et les élèves.

A l'heure actuelle, de nombreux acteurs de la vie économique et de la recherche développent des environnements de formation utilisant des supports modernes : réseaux câblés, vidéo à la demande, bases de données, programmes multimédia. Les recherches en cours se penchent plutôt sur un affranchissement des contraintes de lieux et d'espace pour permettre des parcours propres à chaque élève selon les concepts d'apprentissage personnalisé ou d'enseignement sur mesure, qui paraissent les mieux adaptés à l'évolution rapide des environnements professionnels et des contraintes des sociétés modernes.

Cette accumulation de changements quantitatifs, dès qu'il aura atteint un certain degré, conduira à des changements qualitatifs fondamentaux dont les premiers signes apparaissent déjà et que nous devrons apprendre à décoder, comme ceux d'une société "neuromimétique"...

PREMIER EXEMPLE :

UN MEDIA NUMERIQUE DE DIFFUSION PROGRAMME OU A LA DEMANDE DE VIDEO NUMERISES (VOD)

A. Le contenu et la méthode pédagogique :

Tous les cas de figure peuvent se trouver représentés, le média s'adaptant à l'existant.

B. Difficultés rencontrées par les dispositifs actuels :

Pour diverses raisons (engorgement, absence, cours aux mêmes horaires, déplacements...) il arrive que des étudiants ne peuvent voir des documents pédagogiques vidéos nécessaires à leurs études. Pour ceux-ci, une solution comportant la possibilité de visionner les films à la demande permet de ne pas les pénaliser dans leur apprentissage et leur chance de réussite aux examens.

C. Spécifications à la création d’un tel serveur et à son utilisation :

Disposer d'un corpus de films ou de vidéo et en proposer une consultation en boucle à la demande. Proposer un téléchargement en local (laboratoires associés à l'opération) et à distance pour l'ensemble du corpus. Ce dispositif peut s'organiser comme média complémentaire à une solution de visioconférence traditionnelle, afin de permettre une préparation des échanges, un stockage de ceux-ci permettant de les revoir et les analyser. On pourra également constituer une Vidéothèque numérique pour des documents authentiques (journal télévisé) et/ou d'accompagnement (production Greta, Universités...) permettant ainsi en local et à distance d'orienter la visioconférence sur tel ou tel sujet connu, ou à connaître, selon les sollicitations des participants avant, pendant ou après l'échange.

D. La numérisation des films :

A défaut de films existants déjà sous forme numérique (MPEG, MJPEG), il faudra choisir un format, un taux de compression, un système de réduction du bruit...

E. Avantages du système :

La programmation en boucle peut être entièrement automatisée dans le choix de la diffusion des films, en local ou à distance. Pas de nécessité d'un "opérateur" présent physiquement pour la maintenance de la salle et des cassettes et la surveillance du système.

Pas d'usure des bandes ni du dispositif.

Dans le cas de la diffusion par des centres de formations clients de la série, le transfert des films peut se faire par réseau (Renater, satellite, câble, RNIS...) et éviter ainsi une forte manutention : copie des cassettes, expédition, réception, installation.

Si on fait une comparaison sur 5 ans la solution numérique est moins onéreuse que la solution magnétoscope à commande manuelle ou par une centrale infrarouge. Elle offre une souplesse d'utilisation et une capacité de réaction bien supérieures.

L'ARCHITECTURE DU SYSTEME DE DIFFUSION DE VIDEO A LA DEMANDE

Le système se décompose en plusieurs niveaux ou étapes successives : stockage, transmission, lecture ; en local (à la demande ou sur poste individuel) et à distance (autre site client de vidéos).

A/ Le Site Principal se compose :

1) D'un serveur des vidéos numérisées :

C'est un système de stockage des vidéos numérisées sur bande ou tour de CD-Rom. Il peut être équipé spécifiquement pour trois types de liaisons :

            a) directement avec le réseau informatique local (permettant un téléchargement puis une lecture directe sur n'importe quel disque dur du site et augmentant ainsi le potentiel des utilisateurs, avec cependant les contraintes suivantes : place disponible vraisemblablement limitée à un ou deux films en même temps pour l'utilisateur final, extensions audiovisuelles nécessaires -baffles, carte de décompression MPEG-),

            b) à Renater (pour les centres de formation lointains désireux de se procurer la série vidéo),

            c) au réseau RNIS (jusqu'à des particuliers ou des centres non reliés à Renater/Internet).

La rapidité de la transmission des films se fera selon les capacités du réseau considéré et selon le nombre des demandes à chaque instant qui peuvent provoquer plus ou moins d'encombrement.

2) D'une ou plusieurs bornes locales de vidéo numérique en boucle et à la demande :

Elles permettent de jouer les films stockés sur le serveur, une fois qu'elles les ont chargées sur le disque, d'une capacité standard de 4 gigas maximum, soit trois heures de vidéo MPEG1.

Elles permettent de faire un panachage entre de la vidéo à la demande et une programmation en boucle imposée sur 4 postes de consultation simultanés à partir d'un seul PC. Le dispositif peut être reproduit en plusieurs endroits du campus. Elles s'alimenteront auprès du Serveur du Campus via le réseau interne.

Précision : parmi les quatre sorties permettant de faire de la vidéo à la demande (VOD) en temps réel ou en programmation imposée par les responsables pédagogiques, une ou plusieurs sorties peuvent être "démultipliées" sur plusieurs postes de visualisation. Chacun de ceux-ci diffusant strictement les mêmes images bien entendu. Ceci permet de couvrir des salles plus grandes ou éloignées, si nécessaire.

Afin de conserver ses performances, chaque borne de VOD doit être considérée comme un terminal de lecture sui generis, et non comme un serveur distant possible ni un poste de travail bureautique ou autre.

B/ Les autres sites

Cela concerne les autres installations du système, éloignées géographiquement.

Les Centres importants reproduisent à leur échelle l'architecture du site principal : un serveur pour la réception locale et le stockage des films numérisés (sur bande par exemple), permettant ensuite une distribution sur le site sur les micro-ordinateurs ou sur une ou plusieurs bornes de vidéo à la demande.

Les petits utilisateurs se contenteront d'une acquisition directe sur leur poste micro habituel.

Contraintes : disponibilité du Serveur National et du réseau en fonction des demandes. Les commandes auront avantage à s'exécuter durant la nuit pour être reçues au matin.

A défaut d'une transmission par réseaux, les films peuvent être envoyés puis stockés sur support CD-Rom dans certains cas.

C/ Aspects divers, questions

Chaque demande de transfert vers le Serveur Campus et vers le Serveur National est traitée par un logiciel de gestion et de sécurité qui s'assurera des autorisations nécessaires en fonction de la politique éditoriale décidée (possibilité de téléchargement que si le demandeur est à jour de son abonnement). Il peut en être de même pour toute demande locale depuis un ordinateur individuel.

Une architecture telle que celle-ci est complètement anti-centralisatrice. Elle correspond à une intelligence répartie et garantie de plus une surveillance sur l'usage et l'utilisation des données proposées, qui seraient autrement susceptibles d'être piratées ou détériorées.

Ce système autorise un accès démocratisé au savoir et aux contenus, en permettant à toute personne correctement équipée et disposant des autorisations nécessaires de pouvoir participer à l'acte d'apprentissage et de bénéficier des contenus de façon élargie, souple, à l'écart des contingences de lieux (éloignement) et de temps (heures d'ouverture). Il sera ensuite du ressort décisionnaire des sites clients de choisir le mode d'accès qu'ils proposeront à leurs étudiants aux données ainsi rapatriées. Chacun des maillons de la chaîne conserve donc une autonomie et une responsabilité qui lui est propre. Ils fonctionnent indépendamment les uns des autres, même en cas de panne, dysfonctionnement ou d'erreur pour certains de ces maillons.

VISIOCONFERENCE

Une autre fonction permise est la visioconférence, qui offre différentes possibilités au regard des équipements :

Visioconférence niveau 1: interne au Campus

Visioconférence niveau 2 : du Campus vers le monde extérieur

Visioconférence niveau 3 : du monde extérieur vers le Campus

(ICI, NOUS POUVONS INTRODUIRE DES SCHEMAS DESCRIPTIFS).

II/ DEUXIEME EXEMPLE :

TECHNIMAGE, UN LOGICIEL DE COMMANDE POUR LA DISTRIBUTION D'IMAGES

Les fonctions d'IB2 Technimage permettent la  distribution  d'images sur des moniteurs ou des téléviseurs :

IB2 Technimage permet :

- Le choix  d'un programme

- La réservation puis le pilotage d'un équipement analogique ou numérique délivrant des images.

Ces fonctions peuvent être demandée à partir d'un poste informatique sous OS/2 ou Windows à l'aide d'un interface utilisateur : "télécommande informatisée".

L'architecture modulaire (librairie de fonctions logicielles) permet  le développement d'applications de pilotage du système de distribution vidéo.

Les équipements pilotés sont :

- Le système centralisé de commutation de sources d'images

- Des équipements de stockage d'images : machines tournantes (magnétoscope, ..) ou serveurs d'images numérisées.

Ces fonctions de commande sont mises en oeuvre dans une architecture communiquante en réseau supportant les protocoles les plus répandus : NETBIOS (Lan Server), IPX/SPX (NOVELL) ..

L'ensemble des droits d'accès des utilisateurs est paramétrable dans une base de données d'administration.

Le Logiciel Technimage comprend :

1) Un noyau fournissant les fonctions de communication entre les modules d'interface : ce noyau fonctionne sur un serveur dans un environnement OS/2 version 2.1.

2) Des modules interfaces systèmes assurant la communication entre le noyau et les équipements ou la base des données d'administration :

Système(s) de commutation de sources : Tonna Visicable V+ ou V++

Equipements de stockage d'image : magnétoscope

Base SQL  des données d'administration : DB2/2, DBase (bases disposant d'un driver ODBC)

3) Une application prête à l'emploi (mettant en oeuvre les fonctions logicielles décrites précédemment) permettant, à partir d'un poste informatique :

Le choix  d'un programme : l'utilisateur clique dans une fenêtre sur l’icône du programme qu'il souhaite regarder.

Le contrôle d'une source de type "magnétoscope" :

• Contrôle de l'accès unique à un magnétoscope (non partageable à un instant donné)
• Pilotage du magnétoscope

4) Une application de gestion des données d'administration

D'autres domaines d'applications sont aussi possibles, pouvant s'exercer notamment dans les champs suivants :

• la visioconférence
• de façon générale le partage de ressources (type CD-Rom).

DE L’UTILITE DE CES MEDIAS

ATOUTS PEDAGOGIQUES DE LA VIDEO NUMERISEE

Atouts

Le serveur vidéo. Il peut permettre selon les besoins de se raccorder à des serveurs existants, en se comportant lui-même comme un serveur accessible par les réseaux traditionnels.

Le cas du document authentique. Le professeur qui souhaite montrer des émissions et non un document pédagogique sur un pays et ses habitants à ses étudiants évite ainsi les stéréotypes que véhiculent les images utilisées habituellement.

Le travail des enseignants

Il se trouve "mutualisé" et valorisé d'un point de vue éditorial, en s'insérant dans des bourses de ressources pédagogiques.

La démarche de tous se structure en la somme des opérations locales, qui permettent une vision à long terme.

Avantages de la mise en réseau de communication

Condition d'études. Répartition des apprenants en petits groupes de travail plus efficaces.

Répartition du savoir. Par la multiplication des sites, la densité du réseau. Permettre de la vidéo numérique à la demande et du partage de ressources.

Synergie. A terme, intégrer les pôles de recherche et d'enseignement européens.

Validation des acquis : des formations qualifiantes

Sous certaines conditions pédagogiques et administratives, le média peut servir à dispenser une formation diplomante.

ATOUTS PEDAGOGIQUES DE LA VISIOPHONIE :

Les enseignants débutants

Ceux qui débutent dans leur carrière ou qui sont encore en situation de stage peuvent être suivis par des enseignants plus chevronnés et bénéficier ensuite de leurs conseils.

L'interactivité : un dialogue en temps réel.

Aménagement du territoire : un média d'accès distant permet de rompre l'isolement des lieux ruraux et offre l'égalité d'accès aux ressources.

Atouts financiers

La vidéo numérisée

Elle évite une surmultiplication des supports analogiques avec leurs contraintes : stockage, manipulation, mise à jour...

Rentabilité économique

Le système éducatif peut réutiliser les travaux des enseignants qui ont été "mutualisés".

Répartition des coûts

En partageant les locaux et les machines avec d'autres organismes (centre ressource).

QUESTIONS IMPORTANTES

DE TELS OUTILS SONT-ILS ESSENTIELS ?

En langue, le son est-il un vecteur suffisant d'apprentissage ?

Réponse : tout dépend de l'objectif visé par l'enseignant. S'il s'agit d'obtenir le TOEFL, oui. S'il s'agit plutôt de donner une culture plus approfondie à l'étudiant et le former sur plusieurs plans (linguistique, culturel, social...), non.

UN SERVEUR LOCAL VAUT-IL LA PEINE D'ETRE REALISE A L'HEURE DU ON-LINE, DE LA VISIOCONFERENCE ET DES SERVEURS WEB ?

Oui, si il est compatible et qu'il utilise au mieux ces techniques, car il permet alors d'intégrer des ressources externes aux petits établissements qui s'essouffleraient s'ils étaient en système fermé. Les données rapatriées et stockées peuvent ensuite resservir immédiatement, sans passer par les aléas d'interruption sur les grandes distances, d'occupation des voies de transmissions...

Inversement, cela permet de créer une image de marque de l'institution vers l'extérieur.

Pour les utilisations de la visioconférence, être connecté sur un serveur permet d'enregistrer les documents d'accompagnement et tout ou partie de ce qui s'est dit et passé pendant les échanges.

Coût de transmission

Actuellement, les messageries transitant par les paliers audiotel 3614 ou 3615 équivalent pour l'utilisateur à 1 ou 2 unités de taxation téléphonique (22 francs de l'heure en 1994, tarif Télétel 2). Pour le téléchargement de programmes et la visiophonie, tout dépend des voies empruntées (câble, hertzien, satellite, réseaux...).

Exemple du RNIS en janvier 1995. L'accès de base 2B+D alloue à la vidéo un canal de 64 kbits/seconde, après numérisation et compression. L'autre canal de capacité équivalente transmet la parole, les supports de cours, les données nécessaires à l'interactivité.