Déploiement d’une solution OpenEDX pour une gestion optimale de la Scalabilité et la haute disponibilité des plateformes E-learning

Introduction Générale 

Le rôle du numérique comme technologie du savoir et pour le savoir. L’intégration des technologies de l’information et de la Communication (TIC) appliquées à l’éducation et la percée spectaculaire d’Internet ont entraîné des changements dans les démarches pédagogiques dans tout le secteur de l’éducation et surtout au niveau des institutions d’enseignement supérieur. Les TIC ne constituent pas une fin en soi, mais un moyen de concourir à la réalisation des objectifs de développement, en particulier ceux concernant la réduction de la pauvreté, l’enseignement, la santé et l’environnement. Ainsi, les TIC sont un atout pour améliorer l’indice de développement humain dans un pays. Le potentiel des TIC en tant qu’instrument de partage du savoir peut apporter une contribution majeure au développement en transformant la société par l’émancipation de l’individu. Les TIC peuvent créer des opportunités économiques génératrices de revenu et concourir à un recul de la pauvreté. Parmi leurs multiples applications éducatives, les TIC sont mises à profit pour accroître l’efficience de la diffusion et l’accessibilité des connaissances dans les pays en développement, notamment grâce au télé-enseignement ou la formation en ligne. En effet, aujourd’hui, l’acte de formation ne consiste plus seulement dans le transfert du savoir en présentiel mais exige aussi l’appropriation d’autres démarches dans la communication avec l’apprenant dans un enseignement mixte (bimodale et/ou à distance). Aujourd’hui, l’offre de formation est devenue globale et virtuelle, avec un déploiement à très grande vitesse. Dans quelques brèves années, elle concernera toutes les disciplines, rejoindra toutes les clientèles, quel que soit le lieu géographique de la personne. Et dans ce cadre, les institutions universitaires doivent entreprendre et réussir cette mutation afin de pouvoir opérer dans ce monde nouveau, dans cette civilisation numérique qui doit être une civilisation humaine. Déploiement d’une solution OpenEDX pour une gestion optimale de la Scalabilité et la haute disponibilité des plateformes E-learning : 11 La production du savoir par les TIC à l’UCAD. Depuis plusieurs années, par une volonté politique affichée, l’UCAD a introduit les TIC dans ses activités Enseignement/Apprentissage. Cela s’est traduit, d’abord, par une mise en place d’un département de ressources technologiques et pédagogiques (DRTP) et d’une gouvernance du numérique avec un fort volet sur les technologies éducatives et la pédagogie par le numérique. C’est dans cette phase d’innovation pédagogique que l’Université Cheikh ANTA DIOP de Dakar (UCAD) s’engage en mettant sur pied le modèle PRECA pour développer la formation à distance (FAD). Cet article présente un schéma hiérarchique d’Apprentissage Libre et à Distance (ALeD) qui prend en compte l’autonomie des établissements de l’UCAD. Ainsi, notre université, avec le déploiement de la FAD, ouvre à ses facultés et/ou écoles la voie de l’usage des technologies de l’information et de la communication en les dotant de compétences nouvelles dans ce domaine. Depuis plusieurs années, par une volonté politique affichée, l’UCAD a introduit les TIC dans ses activités Enseignement/Apprentissage. Cela s’est traduit, d’abord, par une mise en place d’un département de ressources technologiques et pédagogiques (DRTP) et d’une gouvernance du numérique avec un fort volet sur les technologies éducatives et la pédagogie par le numérique. L’Université Cheikh ANTA DIOP de Dakar (UCAD) ambitionne d’améliorer ses pratiques Enseignement/Apprentissage avec l’introduction des TIC, dans une approche évolutive, allant du présentiel enrichie, en passant par la formation bimodale, jusqu’à des formations totalement à distance. Cependant à l’UCAD on a mis en place des plateformes LMS de type MOODLE, ces plateformes ne tiennent pas compte de la mise en l’échelle car on constate une augmentation de 17% par ans devant une effectif de 93000 étudiants. En effet pour faire face à ces problèmes, l’objectif de notre mémoire est de mettre en place une plateforme d’enseignement à distance qui permettra de tenir compte de la Scalabilité et la haute disponibilité. La plateforme sera basée sur des solutions libres et/ou open source Pour mieux appréhender notre sujet, notre mémoire sera subdivisé en cinq chapitres : Dans la chapitre 1, nous allons d’abord présenter le contexte du mémoire, plus particulièrement le DRTP, suivi d’une étude et critique de l’existant. Au niveau du deuxième Déploiement d’une solution OpenEDX pour une gestion optimale de la Scalabilité et la haute disponibilité des plateformes E-learning : 12 chapitre nous allons parler l’état de l’art de la plateforme e learning. Sur le troisième chapitre – nous allons parler l’état de l’art des MOOCS. Au niveau du chapitre quatre on va parler de l’étude comparative entre MOODLE et OpenEDX. Et en fin pour le dernier chapitre, on passe au déploiement et mise en service d’une solution OpenEDX II. Problématique La révolution numérique entraine de transformer le monde de l’éducation grâce à la nouvelle méthode de transformation et d’apprentissage qui utilise les Technologie de l’information et de la communication (TIC). L’UCAD a mis en place une plateforme MOODLE avec l’appui du Département de Ressources Technologiques et Pédagogiques DRTP Ex-Centre de Calcul Informatique (CCI). 1. Etude de l’existant Avec l’enseignement à distance au sein de l’UCAD on a un ensemble de programmes de formation pour les acteurs suivants (PER, PATS et étudiants) Ingénierie de la formation pour les PER/PATS  Structurer et Scénariser son cours en ligne  Médiatiser son cours en ligne  Enseigner son cours sous Moodle  Tutorat de cours en Ligne  Evaluer en ligne  Créer des Contenus pédagogiques multi-supports (site web, présentation, diapo, PDF…)  Administrer un cours en Ligne  Administrer une Plateforme de Formation à distance Etudiants  Initiation en Informatique  Perfectionnement en informatique Déploiement d’une solution OpenEDX pour une gestion optimale de la Scalabilité et la haute disponibilité des plateformes E-learning : 13  Prise en main de plateforme FAD  le Certificat Informatique et Internet – C2i (2017) Formation sur la Gouvernance de programme FAD  Structurer un document de projet E-learning d’établissement  Élaborer un Modèle financier de Programme de Formation à Distance  Elaborer un document de Suivi-Evaluation d’un Programme de Formation à Distance`  Certificat Informatique et Internet – C2i niveau 1 – formation en ligne  Les Modules transversaux en ligne  Portail, Plateforme, Application pour le Tutorat en ligne  Le Système de captation et de diffusion de vidéos Les acteurs de la plateforme MOODLE • Responsables de formation (04) • Enseignants formés en FAD (Plus de 200) • Administrateurs de plateformes (07) STATISTIQUES 2018 • Nombre d’enseignants formés sur les technologies éducatives (602) • Nombre de cours en ligne (544) • Nombre de Formations à distance (18) – Licence L1, L2, L3 ; Certificats ; Master (L1 et M2) • Nombre d’étudiants inscrits à un enseignement à distance (Près de 3000) A l’UCAD les plateformes d’enseignement est de type MOODLE .Cependant on va parler de la plateforme MOODLE. MOODLE est une plateforme d’apprentissage en ligne libre distribuée sous la Licence publique générale GNU écrite en PHP. Développée à partir de principes pédagogiques, elle permet de créer des communautés s’instruisant autour de contenus et d’activités. MOODLE est plus connue avec plus de 100 millions d’utilisateurs dans le monde entier. Déploiement d’une solution OpenEDX pour une gestion optimale de la Scalabilité et la haute disponibilité des plateformes E-learning : 14 MOODLE est la plateforme LMS open source la plus connue, appuyée par une communauté solide. Depuis son lancement en 2002, le nombre d’utilisateurs de MOODLE n’a cessé de croître dans tous les pays et tous les secteurs. Malgré la présence de beaucoup de concurrents, elle reste l’une des meilleures plateformes d’apprentissage en ligne open source. A L’UCAD, les raisons qui ont poussés au gens de choisir MOODLE, se tournent sur les 10 points suivants :  Vraiment open source MOODLE est gratuit pour tous, vous n’avez pas besoin de dépenser un centime pour l’utiliser sur vos serveurs. Toutefois, si vous avez besoin de serveurs ou d’autres services comme la customisation ou la conception, vous devrez payer. Vous êtes libre de prendre vos données et de déplacer votre plateforme d’apprentissage en ligne sur n’importe quelle autre plateforme. Vous n’êtes en aucun cas lié à une entreprise spécifique.  Une philosophie éducative MOODLE est concentré sur l’élément pédagogique, il place au cœur de l’interface l’apprentissage pour qu’il soit l’élément fondamental. MOODLE est construit sur le modèle de la pédagogie sociale et constructive.  Testée et approuvée dans le monde entier Fournissant environ 80 000 sites web dans le monde entier, MOODLE a la confiance d’institutions et d’organisations petites et grandes, parmi lesquelles Shell, l’école d’économie de Londres, l’Université d’Etat de New-York, Microsoft ou encore de nombreuses universités françaises.  Faite pour encourager l’enseignement et l’apprentissage Avec plus de quinze ans de développement guidé par la pédagogie sociale et constructive, MOODLE fournit un puissant lot d’outils centrés sur l’apprenant et des environnements collaboratifs d’apprentissage qui valorisent l’enseignement et l’apprentissage.  Toujours à la page L’approche open source du projet MOODLE signifie qu’il est continuellement analysé et amélioré afin de répondre aux attentes en constante évolution des utilisateurs. Une nouvelle Déploiement d’une solution OpenEDX pour une gestion optimale de la Scalabilité et la haute disponibilité des plateformes E-learning : 15 version sort tous les six mois, en mai et en novembre. La version la plus récente, 3.4, a été lancée en novembre 2017.  Le soutien communautaire MOODLE a la plus grande communauté de développeurs, enseignants et designers travaillant dans le monde entier afin d’améliorer le produit. En 2015, l’association des utilisateurs a été créée pour faciliter les propositions et la participation des utilisateurs de MOODLE à l’ajout de nouvelles fonctionnalités.  Une excellente documentation et l’aide d’un forum Une des choses fondamentales et dont la plupart des LMS manquent est une documentation appropriée, alors que MOODLE est le grand gagnant en termes de documentation. Vous trouverez des tas de documents sur chacun des sujets liés à cette plateforme. Si par malchance vous ne trouvez pas d’aide dans ces documents, vous pouvez alors demander aux membres de la communauté de vous aider grâce aux forums.  Très flexible et vraiment personnalisable Du fait qu’il soit open source, MOODLE peut être personnalisé du début à la fin et ajusté aux besoins de chacun. Son organisation modulaire et son design interopérable permettent aux développeurs de créer des plugins et d’intégrer des applications externes afin d’atteindre des fonctionnalités spécifiques.  Conforme aux standards internationaux Ce LMS est conforme avec les standards internationaux suivants : Open Source Initiative (OSI) Certifié IMS LTI™ Conforme SCORM-ADL Badges ouverts Mozilla  L’interopérabilité En encourageant l’intégration homogène et l’utilisation de contenus provenant de différentes sources, la plateforme MOODLE est faite pour échanger des données en utilisant les standards industriels ouverts pour faciliter les déploiements de fonctionnalités.

L’architecture existante 

 L’architecture présentée ci-dessus ne gère pas la Scalabilité, malgré qu’on a ajouté plus de trois bases de données en les mettant dans un cluster, en plus il a mis trois servers web dans un autre cluster et un cluster de cluster HA Proxy. En plus on fait appel à d’autres service pour gérer la Scalabilité Malgré tout, on a perdu en termes de cout et on n’arrive pas à gérer la mise en charge. Avec la plateforme on constants beaucoup de problème. D’âpres les courbes car nous montre de lenteur si un certains d’étudiants se connecte en même. Apres le déploiement et la mise en place de la plateforme MOODLE. On constante des lenteurs au niveau du réseau car on un réseau de donnée et un réseau de stockage d’après les tests on constante que MOODLE n’est pas Scalable car la plateforme à un nombre d’utilisateurs qu’il ne peut pas dépasser .le nombre maximal d’utilisateur en simultané vaut 50 fois la Ram en plus la plateforme peut prendre que 20.000 utilisateurs. On constate aussi un Déploiement d’une solution OpenEDX pour une gestion optimale de la Scalabilité et la haute disponibilité des plateformes E-learning : 17 problème d’accès manuel au niveau de la base de données c’est dire si modifie les informations au niveau de la base de données car la base de données est partagée. On voit aussi une lenteur du réseau car on a un réseau de données et un réseau de stockages .malgré on a essayé de gérer la Scalabilité et la haute disponibilité de la plateforme avec la mise place de plusieurs serveurs dans des clusters Avec ces différents tests, nous pouvons tirer les conclusions suivantes : Une variation du CPU n’affecte en rien les performances des nœuds du cluster. La performance et la qualité de service d’une plateforme basée sur MOODLE dépend grandement de la mémoire RAM utilisée. Notre solution d’équilibrage est tout à fait capable de faire face à une augmentation du nombre d’utilisateurs. On peut dire à ce point que la plateforme présente des problèmes en termes de la Scalabilité et de la disponibilité car il doit répondre à certaine demande :  1000 étudiants déposant simultanément un document à l’occasion d’une activité de dépôt de devoirs.  1000 étudiants regardant en streaming la même vidéo (si les vidéos sont hébergées sur MOODLE ou sur une quelconque vidéothèque).  1000 étudiants se connectant en même temps pour télécharger le même document.  1000 étudiants se connectant en même temps pour répondre à un même questionnaire ou effectuer une autre activité.  1000 personnels universitaires (enseignants et administratifs) se connectant en même temps pour déposer des ressources, communiquer avec les étudiants et créer des activités pédagogiques.  Rapidité du système, par exemple pour la vitesse de chargement des documents, le passage d’une page à l’autre, la redirection vers des pages web ou des vidéos  Fluidité et sécurité de la base de données. Cependant les limites de la plateforme MOODLE et du dispositif de la formation à distance ou plus exactement un « environnement d’apprentissage numérique » à l’UCAD présentent de nombreux inconvénients : 1. Des effectifs d’étudiants importants dans les facultés et écoles. 2. Gestion de la plateforme e-learning sous MOODLE par établissement : entraine une Gestion lourde et complexe. Alors au sein de l’UCAD les plateformes d’enseignement existantes ne tiennent pas compte de la mise à l’échelle. Un ensemble de Politique a Déploiement d’une solution OpenEDX pour une gestion optimale de la Scalabilité et la haute disponibilité des plateformes E-learning : 18 été mise en place pour gérer Scalabilité et la haute disponibilité des plateformes MOODLE Enfin MOODLE peut être utilisé par près de 20000 personnes ; cependant, avec près de 1000 connexions Simultanées, on constate déjà une dégradation des performances de la plateforme MOODLE de gérer ces limites dans la formation à distance, pour l’UCAD, deux solutions s’imposent :  Mettre MOODLE dans des clusters avec plusieurs bases de données cela demande beaucoup de mains d’œuvre.  Déployer les MOOCs avec OpenEDX qui est Scalable.