Nouveau laboratoire en 3D à l’UdeS : révolutionner l’enseignement et la recherche universitaires

La Faculté des sciences de l’Université de Sherbrooke lance son laboratoire de visualisation immersive (3D), un environnement virtuel en temps réel aux multiples possibilités innovatrices en recherche et développement multidisciplinaires. En plus d’offrir la visualisation immersive de scènes dynamiques, il permet une représentation spatiale de phénomènes en médecine, en ingénierie, en histoire, en psychologie, en éducation et en marketing, entre autres.

Fruit de plus de cinq années de travail d’une équipe dirigée par les professeurs Djemel Ziou, du Département d’informatique, et André Dieter Bandrauk, du Département de chimie, le laboratoire propose une voûte de quatre écrans fixes et un système passif stéréoscopique qui affichent jusqu’à 120 images par seconde en temps réel. «Il s’agit de la première expérience canadienne en interaction 3D réelle. Pour ce faire, la voûte est connectée à une grappe de calcul en temps réel de 5200 cœurs du super ordinateur Mammouth et à une unité de stockage ultrarapide de type SAN», précise le professeur Ziou.

Fonctionnement à la fine pointe de la technologie

Grâce à la création, au traitement et à la gestion poussés de l’image (résolution, textures, couleurs) et éventuellement du son, toute cette technologie suggère un environnement virtuel qui produit une confusion chez l’utilisateur, le laissant croire à un monde réel. Aussi appelée sentiment de présence, cette sensation entraîne un comportement réel de la part de l’utilisateur. La voûte assure la cohérence entre le contenu et la conscience de l’espace du corps, puis exploite le sentiment de présence, la présence elle-même et le comportement.

Le laboratoire de visualisation immersive se présente ainsi comme l’une des technologies les plus prometteuses en vue de renforcer les capacités d’innovation. Ce projet unique favorise l’émergence de nouveaux procédés à des échelles allant du microscopique au macroscopique et constitue un moteur non négligeable de développement économique et scientifique. «Ce laboratoire a le potentiel de mener à des avancées majeures. La seule limite de la voûte pour le moment est l’imagination», précise le professeur Ziou.

Possibilités infinies

Le laboratoire a d’abord été mis sur pied pour obtenir une meilleure compréhension de toute dynamique relative aux processus moléculaires. En d’autres termes, le professeur Bandrauk et son équipe cherchent à contrôler les électrons dans les réactions chimiques. Jusqu’à présent, ils utilisent des méthodes numériques qui permettent de simuler ce que fait l’électron dans les molécules. «La voûte permettra de rendre ces simulations dynamiques et ainsi de voir ce que fait l’électron à l’échelle de l’attoseconde (un milliardième de milliardième de seconde)», se réjouit le chimiste.

D’autre part, les recherches mèneront au développement de prototypes favorisant des applications directes dans de nombreux secteurs d’activité, tels l’enseignement et l’apprentissage, l’analyse du comportement, la visualisation scientifique et la visite de sites historiques disparus.

«Pour un historien, l’intérêt d’avoir accès à la voûte immersive est de pouvoir éviter la reconstruction coûteuse en dur, pièce par pièce, des lieux historiques disparus», précise l’historien Léon Robichaud, professeur à la Faculté des lettres et sciences humaines. La voûte lui permettra plutôt de recréer ces lieux virtuellement en vue de les explorer du point de vue méthodologique pour comprendre la construction des bâtiments et du point de vue des simulations pour comprendre les interactions des gens avec le milieu.

Le chirurgien orthopédiste D^r François Cabana, professeur à la Faculté de médecine et des sciences de la santé, utilise quant à lui l’immersion dans un environnement virtuel d’enseignement où il pourra présenter un os sous toutes ses facettes. Le professeur Bandrauk salue cette pratique : «Grâce à la voûte, on va révolutionner l’enseignement universitaire, car les étudiants pourront atteindre un niveau de compréhension beaucoup plus profond. Cette nouvelle technologie permettra de révolutionner l’enseignement scientifique», souligne-t-il.

«En somme, la voûte permet à l’humain d’apprendre sur lui (son comportement dans une situation donnée, son histoire, etc.) et sur son univers. Le développement des applications mentionnées reposent sur une approche de recherche multidisciplinaire incluant notamment l’imagerie, l’informatique, la chimie», conclut le professeur Ziou.

Le laboratoire de visualisation immersive s’insère dans le projet d’Infrastructure de MOdélisation MOléculaire et Visualisation Interactive (i-MOVI) de la Faculté des sciences, projet financé par la Fondation canadienne pour l’innovation (FCI) et appuyé par la Défense nationale et par BRP.