Cette thèse s’inscrit dans le domaine de l’ingénierie des Environnements Virtuels pour l’Apprentissage Humain (EVAH) et a été financée par le projet ANR JEN.lab. Les jeux épistémiques numériques (JEN) sont une catégorie des jeux sérieux dédiés à la résolution de problèmes complexes, pluridisciplinaires et non-déterministes. L’objectif de ces JEN est de proposer des situations d’apprentissage authentiques du point de vue des interactions qu’elles permettent, les apprenants pouvant alors construire et ancrer des connaissances dans leur contexte d’usage.
La première partie de la thèse est consacrée à une méthodologie permettant de concevoir des JEN aux interactions enrichies sur le plan spatial, temporel et social, nommés jeux épistémiques numériques pervasifs (JENP). Des expérimentations ont été menées en milieu écologique et ont montré un apport pédagogique par une augmentation de l’engagement des apprenants. La conception des prototypes expérimentés a mis en évidence que le développement informatique des interactions immersives d’un EVAH demeure actuellement réservé à des spécialistes en Réalité Mixte ou Virtuelle (RMV).
Ainsi la seconde partie de la thèse a été dédiée à la proposition d’un environnement de développement nommé MIREDGE pouvant être utilisé par des développeurs non spécialistes en interactions immersives. Une interface de programmation visuelle permet aux développeurs de modéliser des interactions sans connaissance spécifique en RMV par réutilisation de blocs. Les principaux blocs sont destinés à représenter visuellement une fonctionnalité ou un algorithme d’un périphérique de RMV. Des blocs logiques permettent aux développeurs d’établir un algorithme d’une interaction particulière par composition. Enfin d’autres blocs permettent de relier le nouvel algorithme à d’autres méthodes existantes dans le projet où l’interaction sera intégrée. Des expérimentations ont permis d’évaluer l’efficacité et l’efficience de MIREDGE pour le profil des développeurs RMV ainsi que celui des développeurs non-initiés à la RMV.
Les deux profils de développeurs sont complémentaires dans MIREDGE, les premiers proposant de nouveaux blocs d’interactions à l’ensemble de la communauté, les seconds, en plus grand nombre, pouvant mener à un assemblage optimal. Les développeurs RMV ayant une nécessité à poursuivre leur algorithme au-delà de la programmation visuelle, MIREDGE permet une génération automatique de code fournissant le script correspondant et totalement rééditable dans leur moteur de jeu. L’approche MIREDGE, dans son ensemble, s’inscrit dans une architecture logicielle permettant le partage rapide d’interactions selon un méta-modèle. Son indépendance logicielle permet de garantir une large compatibilité avec les environnements de développement et les périphériques, ouvrant ainsi des perspectives sur l’étude de logiques d’interactions universelles.