L’initiative SAFIR, cofinancée par la Commission Européenne, propose un nouveau concept d’interface Homme-Machine combinant la voix et le toucher. L’objectif du projet est de  faciliter la création de données et leur consultation par les utilisateurs, notamment dans le cadre du e-Gouvernement. Un exemple appliqué aux activités de lutte contre les feux de forêt illustre cette nouvelle approche de la relation Homme-Machine.

SAFIR (Speech Automatic Friendly Interface Research) est un projet de recherche cofinancé par la Commission Européenne sur le programme cadre 6 (FP6).
Lancé en 2004 pour une durée de 4 ans, ce projet regroupe 18 partenaires privés et institutionnels en Europe et en Chine.

L’informatisation des systèmes génère une quantité toujours plus importante de données, notamment géoréférencées. La création, puis la mise à jour de ces données demande du temps et nécessite des moyens importants intervenant souvent sur le terrain.
Les organismes publics (gouvernement, services publics, administration,…) doivent garantir un accès aux données à tous les utilisateurs qu’ils soient lettrés ou illettrés, familiarisés ou non avec les technologies de l’information et de la communication (Internet, utilisation de l’ordinateur,…).
Les sociétés de l’information doivent donc faire face à deux problèmes :

- Maintenir les données à jour (acquisition, mise à jour,…),
- Assurer un accès aux données existantes.

L’objectif du projet est de créer un nouveau concept d’Interface Homme - Machine (IHM) combinant la voix et le toucher en remplaçant le clavier d’ordinateur et la souris par la voix et éventuellement un stylet. Adaptable sur tout support (ordinateur, PDA,…) cette nouvelle interface doit permettre un accès plus intuitif et grandement facilité aux informations, notamment géographiques, tant pour la consultation que la mise à jour.
Les domaines d’application sont dans un premier temps orientés vers le e-Gouvernement et donc axés sur les services aux citoyens et les services publics (Administration publique locale et nationale, Service d’urgence,…).

Le projet SAFIR s’est déroulé en trois phases. Durant les deux premières années (2004-2005), une boite à outils de développement a été créée : le Voice Query Langage Software Development Kit (VQL™ SDK). Dans la même période, les cas d’utilisation pour tester cette technologie étaient sélectionnés. Pendant la troisième année (2006), dix prototypes ont été développés sur des domaines liés aux services aux citoyens, aux administrations publiques et aux services d’urgence. La dernière année (2007) est la période de test et de diffusion des résultats.
 
Trois de ces pilotes sont basés sur des applications SIG :
 
- UrBIS : Mise à jour par GPS du système d’information géographique de la Région Bruxelloise. Développé par le Centre d’Informatique de la Région Bruxelloise (CIRB, Bruxelles - Belgique).
 
- AgriCheck : Contrôle par levés GPS des parcelles agricoles. Développé par Voice Insight en partenariat avec le Remote Sensing Application Centre (ReSAC, Sofia - Bulgarie), le Vratsa Districy Adminstration (VDA, Vratsa - Bulgarie) et le New Bulgarian Technologies (NBT, Sofia - Bulgarie).
 
- Feu de Forêt : Ensemble d’outils cartographiques appliqués à la lutte contre les feux de forêt. Développé par le Centre Commun de Recherche de la Commission Européenne (JRC, Ispra - Italie).

En 1999, le Centre Commun de Recherche (JRC) de la Commission Européenne (CE) a mis en place une unité d’étude et de recherche sur les feux de forêt. Cette initiative a débouché sur la création de l’European Forest Fire Information System (EFFIS) gérée par l’Action Forest (INFOREST) de l’unité Land Management and Natural Hazard (LMNH) du JRC. Fort de son expérience en SIG, l’unité Spatial Data Infrastructure (SDI) du JRC, en collaboration avec l’Action Forest, a la charge de développer l’un des pilotes du projet SAFIR (voir Annexe).

Avec environ 340 000 ha ravagés en Europe par les flammes depuis le début de la saison des feux jusqu'à mi-août, 2007 s’annonce être une année record. Juillet 2007 fut le mois de juillet le plus catastrophique jamais observé en termes de surface brûlée (source EFFIS).
Les feux de forêt sont une menace très importante, notamment dans les états du sud de l’Europe (cf Tab1 et Tab 2). Outre le coût humain parfois dramatique, les dégâts occasionnés ont des conséquences environnementales et économiques lourdes et durables.
L’efficacité des actions de lutte dépend de la réactivité et d’une coordination efficace des moyens engagés, parfois en très grand nombre, sur le terrain.

Dans le cadre de ce pilote, le JRC s’est basé sur les méthodes de travail des pompiers français et l’expérience du Centre Opérationnel d’Incendie et de Secours des Bouches du Rhône (CODIS 13) et du Centre d’Essais et de Recherche  de l’Entente (CEREN) (voir Annexe).

L’organisation des moyens de lutte a une structure pyramidale. Au sommet, le Chef des Opérations de Secours (COS) dirige les opérations terrestres et aériennes. On distingue, au maximum, 3 niveaux sous le COS : le Secteur, la Colonne et le Groupe d’intervention (l’unité combattante).
D’une grande mobilité, les groupes d’intervention sont répartis sur toute l’étendue du sinistre. Pour certains grands feux, plus de 1500 hommes peuvent être engagés sur une surface de plusieurs centaines d’hectare.
Conformément à l’organisation pyramidale, les échanges d’information se font entre niveaux directement supérieurs et inferieurs, de vive voix (rencontre), par radio et éventuellement par téléphone portable notamment dans les postes de commandement.
Les informations échangées portent sur la position du front de flamme, les actions à mener, les rapports d’activité des groupes, colonnes ou secteurs,… .

Des groupes d’intervention au poste de commandement, les données cartographiques sont utilisées à chaque niveau du dispositif. La carte est donc le point commun de tous les intervenants. Elle permet de se localiser, d’appréhender la zone du sinistre, de représenter l’état du feu et d’élaborer les stratégies de lutte (Situation Tactique-SITAC). Dès le départ de feu, toutes les informations concernant la position du feu, les actions et les moyens alloués sont positionnées sur un fond cartographique de type IGN 1:25000. Chaque objet a une représentation graphique normée (cf. Fig.1).

La carte sur support papier est majoritairement utilisée sur le terrain. Cependant les postes de commandement travaillent de plus en plus avec la cartographie numérique. Si la carte papier est d’une d’utilisation évidente, ce support ne facilite pas la conservation, le partage ou la diffusion des données, actions indispensables dans ce travail d’équipe.
La généralisation de la cartographie numérique, notamment sur le terrain, se heurte à :

- un environnement d’utilisation hostile (agitation, stress,…),
- une maitrise limitée des outils informatiques par les utilisateurs.
 
Dans les deux cas, l’interface vocale peut être une solution pour :

- piloter une application sans utiliser le clavier et la souris permettant ainsi d’évoluer plus facilement sur le terrain.
- s’affranchir de l’apprentissage de l’interface classique d’une application SIG (commande, menu) par un ensemble de commandes vocales simples et intuitives.

Le VQL^™ se présente comme une couche supplémentaire se greffant sur une application informatique, SIG ou autre (cf. Fig. 2). Plus spécifiquement, VQL™ fait le lien entre l’application et un moteur de reconnaissance vocale. De manière générale, il permet de réduire le fossé qui existe entre les applications informatiques traditionnelles et la reconnaissance vocale.

Les moteurs de reconnaissance vocale « grand vocabulaire » sont capables de comprendre le langage naturel. Cependant, dans un environnement bruyant et stressant caractérisant les Services d’Urgence, les erreurs de reconnaissance sont généralement importantes et empêchent une utilisation efficace de la reconnaissance vocale.
Afin de diminuer le taux d’erreur de reconnaissance vocale, la technologie VQL™ est basée sur un moteur de reconnaissance vocale couplé à une base de données (MetaBase) contenant la liste des mots autorisés en fonction du contexte et les structures des phrases prédéfinies. Contrairement aux moteurs « grand vocabulaire », cette méthode ne nécessite donc pas d’apprentissage vocal du système permettant à plusieurs utilisateurs d’interagir avec le même système mais aussi à un nouvel utilisateur de pouvoir rapidement  interagir avec celui-ci.

L’utilisateur donne l’ordre à la machine de dessiner un tampon de 40 mètres autour d’un objet préalablement sélectionné (cf Fig. 3).

L’utilisateur donne un ordre oralement (Ex. « Tampon 40 mètres »).Une onde acoustique est transmise dans le module VQL™. En fonction des paramètres de la MetaBase, le moteur de reconnaissance vocale interprète l’onde acoustique. En sortie du module VQL™, des variables initialisées, de type texte, sont envoyées au logiciel ArcMAP™ (Ex. Variable_Action=Tampon, Variable_Distance=40, Variable_Unite=M). Le traitement SIG dans ArcMAP™ peut alors commencer.

Le module VQL se présente sous la forme d’une extension ArcGIS (fichier .dll).
Les caractéristiques techniques du pilote sont :

Afin de réduire le taux d’erreurs de la reconnaissance vocale, la fréquence d’échantillonnage du micro doit être la plus grande possible (15 kHz minimum).

A partir des besoins exprimés par les utilisateurs, le JRC a développé un ensemble de fonctions génériques et appliquées au feu de forêt :

- fonctions cartographiques,
- fonctions de localisation,
- fonctions de saisie (croquis),
- fonctions d’analyse.

Les fonctions cartographiques développées sont :

- le zoom + / - ,
- le déplacement (Pan Zoom),
- vue précédente / vue suivante,
- la sélection d’objet.

Ces fonctions sont activables par la voix ou en combinant la voix avec un graphique saisi.

Pour un certain nombre de thèmes, il est possible de cadrer et centrer la vue ou de flasher un objet en donnant son nom ou une partie de son nom.
Les thèmes de localisation proposés sont le réseau routier, les communes, les toponymes, le réseau de pistes forestières (DFCI) et les grilles de localisation spécifiques aux sapeurs pompiers (grille DFCI).

La fonction de conversion permet de convertir, avec ou sans attribut, un graphique saisi par l’utilisateur en un objet SIG.
L’action se déroule en deux temps :

1- Saisie de l’objet graphique (croquis),
2- Ordre de conversion dans un thème cible.
Suivant le thème cible, un dialogue entre la machine et l’utilisateur permet d’ajouter des attributs à l’objet nouvellement créé.

3 fonctions d’analyse sont proposées :

Le pilote rentrant maintenant dans sa phase de test, nous avons à ce jour peu d’information en retour des utilisateurs. Néanmoins, les premiers essais montrent un réel intérêt des sapeurs pompiers pour cette technologie. Ils y voient deux avantages :

- faciliter l’accès aux outils SIG à des non spécialistes
- accélérer certaines actions notamment les localisations de route, de lieu dit,… .
 
A partir des ces fonctions génériques développées, il convient maintenant de cerner dans l’ensemble du dispositif opérationnel les espaces où ces outils peuvent optimiser les actions de lutte. Pour chaque poste, il faut étudier les avantages de l’interface vocale et les contraintes d’utilisation (bruit, agitation,…). En effet, l’efficacité de cette technologie dépend beaucoup de son environnement d’utilisation. Durant les feux de forêt, les conditions sur le terrain sont très difficiles : grande agitation, bruit important, visibilité réduite,… Dans cet environnement hostile, la technologie actuelle atteint ses limites et devient parfois contre-productrice : l’utilisateur devant répéter parfois une deuxième fois la commande. L’utilisation de microphones spécifiques (micro os ou micro gorge) devrait réduire les erreurs de reconnaissance vocale et augmenter la fiabilité de l’outil. Des améliorations dans ce domaine sont attendues prochainement.

Le présent document avait pour objectif de présenter le projet SAFIR et de l’illustrer par un exemple d’application. Par le développement de cette nouvelle interface vocale Homme-Machine, l’initiative SAFIR répond à une demande croissante des sociétés de l’information en facilitant la création de données et leur diffusion. Mise en œuvre dans le cadre des feux de forêt, cette interface semble apporter une valeur ajoutée significative.

Liste des partenaires SAFIR ( http://www.safir-fp6.org/home.htm )

CEREN
Le CEREN est un des services de l’Entente Interdépartementale spécialisé dans les essais/expérimentations et la recherche/ingénierie appliqués aux incendies de forêt. L’Entente Interdépartementale est un Etablissement Public impliqué dans la prévention et l’étude des feux de forêt et dans la formation des sapeurs pompiers. Il regroupe 14 départements du sud de la France concernés par les feux de forêt.
(http://www.entente-forêt.com/services.php?service=ceren)
 
CODIS 13
Centre opérationnel d’incendie et de secours des Bouches du Rhône.
http://web.sdis13.fr/

Joint Research Center (JRC)
Le Join Research Centre regroupe les services scientifiques et techniques de la Commission Européenne. Il est divisé en 5 instituts spécialisés.
http://www.jrc.ec.europa.eu/

Institute for environment and Sustainability (IES)
La mission de l’IES est de fournir un support technique et scientifique pour la mise en œuvre des missions et directives de la Commission Européenne dans les domaines de l’environnement et du développement durable.
http://ies.jrc.ec.europa.eu/

SDI unit
Spatial Data infrastructure Unit, une des unités de l’IES.
http://sdi.jrc.it/

LMNH unit
Land Management and natural Hazard Unit, une des unités de l’IES.
http://ies.jrc.cec.eu.int/lmnh.html

EFFIS
l’European Forest Fire Information System
http://effis.jrc.it/wmi/viewer.html

FOREST Action
La Forest Action est une des actions du LMNH dédiée à l’étude de la forêt.
http://forest.jrc.it/