Développement multisensoriel d’une scène d’entrainement à la gladiature virtuelle pour renforcer la fidélité biomécanique et historique de l’expérience utilisateur

Le centre Inria de l’Université de Rennes est l’un des neuf centres d’Inria. Il compte une trentaine d’équipes de recherche et 8 services d’appui et de soutien à la recherche, représentant plus de 700 agents. Il est un acteur majeur et reconnu dans le domaine des sciences numériques et est au cœur d'un riche écosystème de R&D et d’innovation : PME fortement innovantes, grands groupes industriels, pôles de compétitivité, acteurs de la recherche et de l’enseignement supérieur, laboratoires d'excellence, institut de recherche technologique.

264 avant J.-C., le premier combat de gladiateurs est organisé à Rome par Marcus et Décimus pour honorer la mémoire de leur défunt père, Decimus Junius Brutus Pera. La gladiature a perduré jusqu'au 4e siècle de notre ère. Son origine est à chercher dans la tradition homérique (cérémonie funéraire de Patrocle, Iliade, chant XXIII), et elle a étudiée dans diverses disciplines, comme l'archéologie expérimentale, l’histoire du geste ou encore la biomécanique, permettant d’améliorer la compréhension de la dimension sociale de la gladiature dans le monde impérial romain [1,2]. Nous avons développé un environnement virtuel représentant un contexte d'entraînement à la gladiature dans une représentation de l'amphithéâtre en bois installé dans le Forum romain au milieu du 1er siècle avant Jésus-Christ [3,4]. Actuellement, l’environnement virtuel permet à l’usager de découvrir d’un point de vue historique et archéologique ce contexte, mais aussi d’apprendre les gestes techniques de gladiature de l’armatura (panoplie) utilisée par les gladiateurs débutants, les provocators. Cette armure, la plus simple, prépare le combattant à l'appropriation de techniques martiales plus complexes utilisées ensuite (Rétiaire, Mirmillon...). Les gestes à apprendre sont visualisés à partir d’agents virtuels animés à partir de captures de mouvements de gladiateurs modernes. L’expérience est disponible en salle immersive (Immersia à Rennes) et sur un casque de réalité virtuelle. Des interfaces tangibles (réplique en bois d’une d’un glaive d’époque, bouclier) sont trackées pour faciliter l’interaction avec la scène.

Sur la base de ce premier travail, le projet GLAD-X, financé par l’appel à projet COMET du PEPR ICCARE, vise à développer l’expérience immersive en intégrant des dimensions sonores, olfactives et haptiques à la scène de gladiature, en vue d’une évaluation globale en termes de présence, de fidélité et d’apprentissage, tout en conservant une grande fidélité historique. Nous voulons intégrer à l’expérience des odeurs de sueur, de sang, et d’onguents qui sont a priori prévalentes dans l’environnement d’un amphithéâtre. Nous voulons également intégrer des éléments sonores en ajoutant des invectives et des interpellations en latin, représentatives des spectateurs de l’époque, mais aussi des musiques réalisées avec des instruments d’époque, et des sons de maniement et de choc des armes, en addition du brouhaha que l’on peut retrouver dans ce type de situation. Enfin, dans un objectif de fidélité d’interaction, nous voulons intégrer aux interfaces tangibles (bouclier, glaive en bois) des dispositifs vibrants nous permettant de restituer les chocs à l’utilisateur. A l’issue de ces développements, nous voulons évaluer l’environnement en termes de présence, de fidélité et d’apprentissage afin de quantifier l’impact des différents éléments ajoutés à la scène sur l’expérience de l’utilisateur [5]. Enfin, on cherchera à ajouter de nouvelles armaturae par le biais de nouvelles captures et de nouvelles animations, en prenant soin également de valider les développements auprès d’historiens spécialistes.

Coupler biomécanique, réalité mixte et archéologie expérimentale permet de tester des hypothèses sur les techniques de combat par la mise en place de conditions contrôlées et ainsi proposer un éclairage différent des textes antiques et du corpus iconographique auxquels ont accès les chercheurs en histoire ancienne et les archéologues de la période antique, pour étudier la pratique de la gladiature dans le cadre socio-culturel du monde romain. L’environnement permet aussi d’exécuter les gestes du gladiateur dans un cadre sécurisé, contrôlé et favorable à l’apprentissage de compétences. Faciliter la pratique de la gladiature est un moyen prometteur de démocratiser le développement des troupes “sport-spectacle” proposant des spectacles de gladiature dans des conditions réalistes [6]. Enfin, le développement d’un environnement virtuel interactif, immersif, et fidèle favorise la diffusion du patrimoine culturel et la muséologie interactive. L’intérêt dans ce cas est de proposer des contextes d’interprétation multiples [7] qui mettent le visiteur en situation de découverte, d’expérimentation, et de réflexion dans un cadre ludique et engageant [8].

La présente proposition de stage vise à développer et évaluer l’aspect multisensoriel de la scène. Il sera notamment question de mettre en place différentes dimensions sensorielles (olfactives, sonores, visuelles, haptiques) permettant de renforcer l’immersion de la scène tout en conservant un fort niveau de fidélité biomécanique [9], c’est-à-dire la propension du système à garantir une interaction réaliste en termes d’efforts et de mouvement vis-à-vis de la pratique simulée.

Le travail scientifique demandé se découpe en 3 phases distinctes :

1. Développement de la scène en termes multisensoriels : Une banque de sons (invectives, musiques, sons de chocs, brouhaha) mise à disposition par Stéphane Salvan, docteur en histoire, sera intégrée avec une spatialisation pour augmenter le réalisme. Un système olfactif (OLFY, Laval) sera également intégré pour pouvoir diffuser des odeurs réalistes (sang, sueur, onguents). Enfin, un dispositif vibrant sera ajouté sur les interfaces tangibles disponibles (glaive, bouclier). Plusieurs assets complémentaires (public, belligérants, arbitrtes) seront également intégrés à la scène.
2. Evaluation de l’intégration multisensorielle : ce stage sera évalué par des pré-expérimentations internes à l’équipe afin de valider l’intégration des différents éléments. Cela consistera à réaliser des actions contrôlées (frappe, protection, déplacement…) sous différentes conditions sensorielles pour évaluer l’impact de ces dernières sur l’immersion et la fidélité biomécanique des gestes réalisés.
3. Evaluation de l’expérience utilisateur : en collaboration avec les autres acteurs du projet, une expérimentation impliquant 20 à 30 participants et visant à évaluer l’expérience immersive multisensorielle offerte par la scène en termes présence, fidélité et d’apprentissage (notamment biomécanique) sera menée en juillet 2026. Pour la réalisation des différentes expérimentations, le projet s’appuiera sur les 2 plateformes rennaises de l’infrastructure de recherche equipex+ Continuum, Immermove et Immersia.

• Restauration subventionnée
• Transports publics remboursés partiellement
• Congés: 7 semaines de congés annuels + 10 jours de RTT (base temps plein) + possibilité d'autorisations d'absence exceptionnelle (ex : enfants malades, déménagement)
• Possibilité de télétravail (après 6 mois d'ancienneté) et aménagement du temps de travail
• Équipements professionnels à disposition (visioconférence, prêts de matériels informatiques, etc.)
• Prestations sociales, culturelles et sportives (Association de gestion des œuvres sociales d'Inria)
• Accès à la formation professionnelle

Gratification