| Q&A |
Emmanuel Vaucher (bureau d'étude Antares) et Eric Maranne
(EMI)
Collaborative Forest Fire Fighting Training Environment
20/06/03 |
| Q1 |
Présentation
de votre entreprise et de ses activités. |
| A1 |
Nos
compétences s’articulent autour des Systèmes
d’Information Géographiques. Emmanuel Vaucher
est plutôt environnementaliste, et moi (Eric Maranne)
plutôt informaticien, nous nous sommes rencontrés
autour des applications opérationnelles 3D et de la
Réalité Virtuelle.
Nos prestations en 3D/RV :
- visualisation d'aménagements urbains, POS (par exemple
la visualisation 3D de l'implantation d'un tramway à
Aubagne)
- études d'impact (visualisation de carrière
à 25/ 50 / 75 ans d'exploitation, puis après
réhabilitation)
- conseil / prestations : sentiers 3D, études d'inter
visibilité, visualisation de phénomènes
locaux (évolution de végétation, crues,
etc. ..), réalisation d'images (vues 3D pour supports
publicitaires ou produits de communication) etc. ...
- développement : réalisation d'exporteurs VRML
pour Systèmes d'Information Géographique (MapInfo,
GeoConcept)
- produits : planification / préparation / de mission
(ALAT / DGA)
- et enfin, notre dernière réalisation: un simulateur
d'entraînement à la lutte contre les feux de
forêt. |
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| Q2 |
Combien
de temps a duré le développement de Collaborative
Forest Fire Fighting Training Environment ? |
| A2 |
9 mois :) ... La partie la plus longue à consisté
à développer des produits destinés à
la génération automatique du terrain et des routes.
L'ensemble du développement s'est appuyé sur des
standards ou des normes (directX, VRML). L'élaboration
du simulateur s'est effectuée en 'crash développement',
de façon évolutive et interactive avec l'équipe
pédagogique. Il s'agissait vraiment d'une création
pure, autant au niveau logiciel que pédagogique. |
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| Q3 |
Traditionnellement
les simulateurs ne gèrent ni différents engins
ni plusieurs apprenants simultanément, comment avez-vous
réussi à intégrer cet aspect collaboratif
? |
| A3 |
Le
simulateur gère différents engins (différents
camions / voitures / avions / hélicoptères, voire
trains, bus ...), différents intervenants : stagiaires,
encadrants, intervenants (pilotes professionnels). Il n'y a
pas de notion 'd'avatar', un stagiaire peut conduire une voiture
ou un engin, ou alors un groupe de véhicules (typiquement
une colonne d'attaque au feu appelée GIFF). D'autres
véhicules (ou groupes de véhicules) sont 'automatisés'
pour remplir certaines tâches nécessaires mais
non pédagogiquement intéressantes (approvisionnement
en eau par exemple). De plus les stagiaires peuvent changer
de véhicule ou de groupe contrôlé à
tout moment (un chef de groupe devenant chef de secteur par
exemple, va passer son 'groupe' à un autre stagiaire,
pour prendre ses nouvelles responsabilités).
Le
simulateur a aussi été utilisé pour former
différents groupes de stagiaires simultanément
: en couplant deux simulateurs (donc deux groupes de stagiaires),
il devient possible d’en former un troisième (formation
à la coordination départementale), qui décide
de l’attribution des moyens (aériens et terrestres
en fonction de des risques présentés par les différents
‘chantiers’ et de leur traitement.
Si
l'on y ajoute que les rôles peuvent être complètement
inversés en fonction des stages (les encadrants prenant
les commandes des engins, et les stagiaires effectuant le
commandement), il devient évident que seule la réalité
virtuelle pouvait offrir une souplesse suffisante pour réaliser
le simulateur : en simulant la réalité, toutes
ces fonctions deviennent évidentes et naturelles.
Enfin,
la structure d’un simulateur n’est pas figée
: des postes peuvent venir se connecter à tout moment,
et comme il n’y a rien de scénarisé (tout
est dynamique).Le
simulateur a atteint 500 véhicules gérés
simultanément pendant un stage…
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| Q4 |
Pourquoi
avez-vous choisit Cortona (Parallel Graphics) comme moteur 3D
? |
| A4 |
Le
choix s’est effectué en 2001, les performances
3D étaient correctes, le coût de redistribution
et de licence du composant très faible, et, enfin, au
début du développement il s'agissait du seul composant
commercialement viable (Blaxxun Contact était alors hors
course).
Choisir un composant tel que Cortona plutôt
que de passer par une adaptation DirectX ou OpenGL permet de
s'affranchir d'une grande partie du 'cambouis' de développement,
et donc d'assurer niveau de productivité élevé.
Le fait que Cortona soit un interpréteur de code VRML
rend les adaptations / modifications faciles et rapides : une
qualité précieuse qui contrebalance largement
une légère perte de fluidité. Un plugin
VRML est *beaucoup plus* qu'un simple moteur 3D.
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| Q5 |
La topologie est très bien rendue. Comment avez-vous
réussi à obtenir un tel réalisme ? Quelle
est la superficie de la zone active ? |
| A5 |
Le
modèle s'appuie sur des données IGN (altimétrie
satellite et photos aériennes), orthorectifiées,
reprojetées dans un système cartésien local
(suffisant pour la précision géographique désirée).
La précision des rasters peut atteindre 50 cm pixel sol,
ce qui représente un gros volume de données raster.
Ces données sont bien sur retraitées et enrichies,
soit de façon automatique (création du réseau
routier à l'échelle 1:1 ... !), soit de façon
manuelle, pour souligner certains aspects de topologie et de
géométrie. Un simulateur destiné à
la navigation au sol est très différend d'un simulateur
destiné au survol. Les routes doivent être horizontales,
même à flanc de montagne, la précision du
raster 'proche' est déterminante, ainsi que la précision
de la géométrie lointaine (pour reconnaître
une ligne de crête au lointain) , et encore plus de la
géométrie proche (bas fossé de route, lac
*plan*) , bref ... rien à voir avec un 3D 'fly thru'
:)
Nous
avons du développer des applications spécifiques
pour interpoler, trianguler, décimer, ajuster la surface
du sol. Ces applications ne sont pas commercialisées,
et elles capitalisent une grande partie de notre savoir faire
: une zone typique d'exercice couvre environ 200 km2, plusieurs
milliers d'arbres, infrastructures, points sensibles (habitations,
immeubles), plusieurs centaines de kilomètres linéaires
de routes, croisements, etc ... elle est visualisée
à 30 fps sur une machine cible à 1500 €
(windows XP, PIV 2Giga, GEForce4 128 Meg). Actuellement
la totalité de la superficie couverte est de 2300 km2.
La zone est suffisamment réaliste pour permettre la
navigation à partir de cartes IGN commerciales.
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| Q6 |
Comment
avez-vous intégré le feu, l'acteur principal de
cette simulation ? |
| A6 |
Les phénomènes naturels (feu ou autres à
venir) peuvent être intégrés de deux façon,
suivant les désidérata de l'équipe encadrante.
En
mode interactif complet : un encadrant dessine le contour
du feu, et son évolution en temps réél.
Cela permet pédagogiquement de prendre en compte les
actions et les erreurs des stagiaires à coup sûr,
voire de les 'provoquer' (le but réel du stage est
la formation au commandement, donc à la gestion du
stress entre autres). Le rôle pédagogique du
simulateur est privilégié.
Un
mode automatique : en fonction de la végétation
(obtenue par photo interprétation), de l'altimétrie,
du vent défini, du degré de sécheresse
défini), le feu progresse librement, seulement affecté
par les actions des stagiaires (attaques sol et bombardements
aériens). Cela permet d'obtenir un feu plus 'réaliste',
et plus 'imprévisible' que dans le mode précédent.
Dans ce cas, le rôle de référent spatial
et temporel cohérent et partagé du simulateur
est privilégié.
Enfin
il est possible d'intervenir dans un mode plus ou moins automatisé,
mixant les deux approches. Un
modèle de propagation spécifique à été
développé, et se ‘branche’ sur la
simulation.
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| Q7 |
Combien
de personnes (apprenants et formateurs) doivent intervenir simultanément
dans le simulateur ? Quels sont les principaux rôles/tâches
? |
| A7 |
Le
nombre de stagiaires et d'encadrant fluctue en fonction du niveau
du stage. Typiquement un stage de bas niveau regroupe 12 stagiaires
et 6 formateurs, ces nombres sont inversée dans le cas
d'un stage du plus haut niveau. Il faut noter qu'il n'y a pas
de formateurs à demeure dans le centre de formation :
pour chaque session, des personnel du terrain sont appelés
à prendre ce rôle. Ceci
est aussi rendu possible par le simulateur :
-
référentiel partagé -> encadrants
et stagiaires sont en terrain connu, et sont très vite
opérationnels. Lé simulateur n’est pas
perçu comme une application informatique. Deux heures
d’utilisation libre du simulateur suffisent en début
de stage pour que stagiaires et encadrants soient prêts
à leur premier feu.
-
référentiel pédagogique -> la cohérence
de la formation peut être maintenue. Le changement des
formateurs risquerait de créer des stages de différents
niveaux, avec des évaluations différentes, si
le simulateur ne constituait pas ce référentiel
pédagogique.
Les
seuls personnels 'fixes' sont un agent d'exploitation surnommé
Dieu : il définit le jour, le lieu, l'heure, les conditions
météo, la mise à feu ( en accord avec
les formateurs bien sur), et le superviseur de la formation
(garant de la cohérence inter stages). Les
stagiaires remplissent le rôle pour lequel ils sont
venus se former : ils conduisent des véhicules et des
groupes dans les stages de 'bas' niveau, élaborent
des tactiques et stratégies pour répondre à
l'urgence et combattre le feu, sous la vigilance des encadrants.
Au stage de plus haut niveau, ils sont en fait regroupés
essentiellement dans le PC, et commandent les groupes d'attaque
pilotés par les encadrants.
Les
encadrants gèrent les moyens accordés (ils jouent
en fait le rôle de coordination départementale
ou régionale), déterminent les disponibilité
des engins (qui peuvent être engagés sur d'autres
fronts ou ne pas pouvoir voler à une heure tardive
(avion, hélico)). Et ils génèrent les
'épiphénomènes' servant à ajouter
du réalisme à la situation : pannes de véhicules,
trains ou bus pris dans la fumée, animaux échappés
du zoo, crash d'avions bombardiers d'eau, etc ... : ils ont
toute une panoplie de 'générateurs de stress'
à disposition : )
Bien
sûr, lorsque certains d'entre eux conduisent eux même
les groupes sous le commandement des stagiaires, ils se montrent
parfois volontairement peu performants ... Enfin
le dernier type d'intervenants sont les pilotes d'avion ou
d'hélicoptère de la sécurité civile,
qui eux viennent tenir leur véritable rôle. Ils
interviennent pour piloter les avions / hélicoptères.
Les vacations radio, le guidage des largages, la surveillance
de l'espace aérien et l'ensemble des procédures
de coordination air/sol sont répétées.
Les
intervenants sont reliés entre eux par un réseau
radio local 'réel'.
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| Q8 |
Quelles
sont les actions qu'un formateur peu effectuer lors de la simulation
? A t-il des informations de type tracking pour évaluer
le niveau des apprenants ? |
| A8 |
Un
formateur peut injecter de nombreux types d'évènements
à gérer pour les stagiaires, comme on l'a vu.
Il n'y a pas de tracking, sinon qualitatif, des apprenants.
En fait une partie essentielle de la formation est le debriefing,
ou les actions sont discutées en groupe. Il s'agit d'une
formation au commandement, donc essentiellement, la performance
du groupe est jugée. Un tracking automatisé n'a
pas de sens, mais la qualité de la prestation globale
de chaque stagiaire est jugée par les formateurs.
A
cette fin, ils disposent de différents outils de debriefing
(arrêts sur action, etc ...) ainsi que la capacité
à ' visualiser la vision' d'un stagiaire en temps réél
sur son propre écran. Il peut ainsi juger de la qualité
tactique de l'action, de façon globale, et par stagiaire.
Comme
rien n'est scénarisé au préalable (toute
l'évolution est liée à l'interaction
des utilisateurs, au travers des moyens engagés), que
beaucoup d'informations sont échangées par radio
(voire par téléphone ou par fax !) un tracking
automatisé serait de toute façon ardu, voire
impossible à effectuer.
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| Q9 |
Depuis
combien de temps Collaborative Forest Fire Fighting Training
Environment est-il opérationnel ? Quels retours d'expérience
de la part des formateurs et apprenants avez-vous ? |
| A9 |
1
an, plus de 1000 stagiaires formés. Les
formateurs apprécient la souplesse, l'éventail
des possibilités, la restitution fidèle des phénomènes
et de l'ambiance. Les stagiaires apprécient de se trouver
dans un environnement connu (pas devant une simple carte à
essayer d'imaginer le feu qu'ils doivent combattre).
Les
retours sont tous positifs : ludique, gratifiant, réaliste.
Mes pour nous le retour le plus intéressant, c'est
lorsque le pilote de canadair se lève comme il le ferait,
au commandes de son appareil et se penche derrière
l'écran pour suivre des yeux plus longtemps les véhicules
qu'il vient de survoler, lorsque le chef des opérations
tombe de sa chaise en hurlant à sa radio, ou malheureusement
lorsqu'un stagiaire 'craque' et quitte le stage.
Enfin, le carnet de réservation pour
les stages organisés par l'école de Valabre
est rempli au delà de 12 mois, malgré le fait
que leur nombre ai été multiplié par
3...
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| Q10 |
Au
niveau de la maintenance du système : quels types d'interventions
êtes-vous ammené à effectuer ? |
| A10 |
Il
n'y a pas d'informaticien, sur place, l'ensemble du dispositif
est aux mains des sapeurs pompiers encadrants, … donc
nécessairement robuste :). L'essentiel des interventions
consiste à changer de temps à temps des barettes
mémoires ou des cartes vidéo mises à rude
épreuve. |
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| Q11 |
Est-ce
que Collaborative Forest Fire Fighting Training Environment
est-il déployable sur un réseau intranet ou internet
? |
| A11 |
Le
simulateur est déployé sur un simple réseau
TCP/IP, il donc déployable instantanément sur
Internet ... théoriquement. Deux éléments
sont à prendre en compte : la taille des fichiers nécessaires
à visualiser 200 km2 à 50 cm pixel sol, et le
copyright lié aux données IGN, qui limite leur
diffusion. L'utilisation
sur Intranet peut répondre à la problématique
copyright.
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| Q12 |
Quels
sont les bénéfices de l'usage d'une telle simulation
? |
| A12 |
Le
nombre des exercices effectués ainsi que les possibilités
pédagogiques sont décuplés , avec un coût
nettement moindre que lorsqu'il fallait mobiliser camions, voitures,
hélicoptères et avions sur le terrain pour s'exercer
sur un feu ... forcément virtuel (il n'est pas question
de mettre le feu à une forêt pour s'entraîner
!), sans compter que ces jours là, il pleut toujours
:)
Les
stagiaires, tout en restant dans les locaux de l’école,
peuvent en 15 jours réaliser environs 40 exercices
(au lieu de 4 auparavant, avec des engins réels), sur
des zones variées, présentant des enjeux et
des dangers diversifiés ... et toujours en été
… :). L’absence
d’enjeux économiques permet de tester toutes
sortes de situations totalement irréalisables en réalité.
Feux périurbains, à proximité de sites
industriels, à très grand nombre d’intervenants,
etc. …
La
fréquentation, sur le même site, de différent
types de personnels, normalement séparés : pilotes
et personnel sol, comité communaux et sapeurs pompiers,
permet aux uns et aux autres, non seulement de travailler
les méthodes, mais aussi d’apprendre à
se connaître, à comprendre les contraintes respectives
des uns et des autres. Ce qui est une fonction très
importante, à ne pas sous estimer. Je n’avais
pas parlé des comités communaux. Ces comités
sont chargés d’aider les équipes de sapeurs
lors d’une intervention. Déterminants (ils connaissent
le terrain), ils ne sont pourtant pas formés à
la lutte (souvent ce sont des retraités locaux). Ils
ne viennent pas se former, mais *comprendre* : en assistant
en direct, de façon complètement accessible
à une action de lutte contre un feu , ils sont en mesure
de comprendre les motivations des demandes , de mieux y répondre
lors d’un vrai feu. Ceci est aussi un bénéfice
indirect de l’outil.
L'école
a du multiplier par trois le nombre de stages organisés,
les deux simulateurs sont complètement réservés
pour 12 mois, un nouveau batiment a dû être construit
pour accueillir et loger les stagiaires supplémentaires.
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