La réalité augmentée au service des cours de chimie et biologie
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Comment les liaisons chimiques se forment-elles ? Peut-on calculer la distribution spatiale et énergétique d’électrons dans des molécules et en déduire des propriétés physiques ou chimiques ? Comment les protéines se fixent-elles à l’ADN pour en décoder le code génétique ? Afin de répondre à ces questions et se représenter ces phénomènes, il fallait jusque-là faire preuve d’imagination et d’une bonne capacité d’abstraction, raison pour laquelle l’EPFL a souhaité développer une plateforme de réalité augmentée pour les enseignantes et enseignants de Bachelor et de gymnase, ainsi que leurs élèves, leur permettant de manipuler des atomes et des molécules en temps réel.
En complément aux illustrations des manuels de chimie et biologie, les enseignantes et enseignants peuvent utiliser des modèles plastiques pour mettre en exergue l’organisation des atomes et molécules dans l’espace. Malheureusement, il est difficile de représenter d’autres objets tels que des orbitales atomiques ou des molécules très longues grâce à ces maquettes. Afin de pallier ce manque, l’EPFL lance donc une nouvelle plateforme web accessible gratuitement, depuis un ordinateur, un smartphone ou une tablette.
Aucune lunette de réalité virtuelle ou licence coûteuse n’est nécessaire pour utiliser cet outil. Les utilisatrices et utilisateurs doivent simplement imprimer quelques schémas sur papier, puis les manipuler devant leur caméra pour prendre en main des molécules et les faire interagir : « J’ai bien aimé découvrir la structure de molécules connues telles que la caféine ou la nicotine et essayer de lier des protéines à de l’ADN », explique une gymnasienne ayant eu la chance de tester le module en avant-première lors d’une journée thématique organisée au lycée cantonal de Porrentruy par le Service de promotion de l’éducation de l’EPFL.
Parmi les activités proposées par Dr Luciano Abriata, enseignant à l’EPFL, et Fabio Cortes, ingénieur webXR, responsables de ce projet et tous deux membres du laboratoire dédié à la modélisation biomoléculaire dirigé par le Prof. Matteo Dal Peraro, on trouve ainsi la possibilité de manipuler des molécules, d’expérimenter des équilibres dynamiques ou encore de transférer des atomes d’hydrogène lors d’interactions entre molécules : « Nous nous réjouissons de voir la façon dont les enseignantes et enseignants ainsi que leurs élèves vont s’approprier la plateforme, voire créer leurs propres activités en fonction du contenu de leurs cours », s’exclame Dr Luciano Abriata.
https://molecularweb.epfl.ch/index.html
Contact : Luciano Abriata
F Cortés Rodríguez, G Frattini, L Krapp, H Martinez-Huang, D Moreno, J Salomón, L Stemkoski, S Träger, M Dal Peraro and LA Abriata. MoleculARweb: A Website for Chemistry and Structural Biology Education Through Interactive Augmented Reality out of the Box in Commodity Devices ChemRxiv 2020