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La fête de la science Inria 2020 : l’envers technique du décor

la chaîne youtube InriaChannel

L’open source au service de la dématérialisation d’événements
Du 3 au 11 octobre 2020, Inria, cet institut de recherche en sciences du numériques a invité petit·e·s et grand·e·s à partager une Fête de la Science 100% … dématérialisée. L’objectif était de permettre aux scientifiques répartis sur tout le territoire d’échanger et de partager en direct avec le grand public comme si ils étaient réunis dans une même pièce. On vous partage ici les éléments techniques mis en œuvre, pour qui voudrait aussi se lancer dans une aventure similaire, ou tout simplement mieux comprendre l’envers du décor. Un autre article détaillant plus les aspects organisationnels sera bientôt en ligne sur le blog binaire.

Un salon virtuel à la maison
La première brique nécessaire à la diffusion d’événements dématérialisés est un outil de visioconférence, permettant ainsi aux différentes personnes d’interagir entre elles comme si elles étaient sur un plateau de télévision.

Le salon virtuel bigbluebutton juste avant le direct d’Hélène Barucq

Nous avons eu la chance de pouvoir bénéficier de l’étude comparative de différentes solutions, réalisée par l’association Animath qui nous a été d’une grande aide par ses retours d’expériences très riches. C’est donc vers le logiciel open source BigBlueButton, initialement développé par des universitaires canadiens pour la formation à distance, que nous nous sommes tournés. Il offre à la fois les meilleures performances, une simplicité d’installation et d’administration, et un plus grand panel de fonctionnalités que ses concurrents actuels.

Le logiciel est une chose, mais nous avions également besoin d’une solution d’hébergement qui soit fiable, robuste, adaptable à l’évolution de nos besoins et localisée en France. Ce dernier point est non seulement important dans une logique de souveraineté, mais également de privacy by design, c’est-à-dire de veiller dès la conception d’une plateforme au respect de la vie privée des utilisateurs par exemple en conservant leurs données sur le territoire national.

Il est hélas communément admis que le numérique est “juste” virtuel, mais la réalité est tout autre : le numérique repose sur des infrastructures physiques et toute action réalisée dans un logiciel a directement un impact matériel. Ces infrastructures possèdent naturellement des limites qui, une fois dépassées, rendent les logiciels inutilisables. Dans le cas de la visioconférence, la principale ressource limitante est le temps de calcul disponible sur les processeurs du serveur [*]. Gérer la réservation de ressources numériques, par exemple de salons de visioconférences, de la même manière que des ressources physiques comme des salles de réunions, est aussi une bonne pratique nécessaire pour éviter les problèmes de saturation des plateformes. Une fois la saturation atteinte, l’utilisation est dégradée pour tous les utilisateurs de la plateforme (déconnexion, perte de stabilité, vidéo figée et/ou pixelisée ou son haché).

Notre besoin étant lié à de l’événementiel, il est très fluctuant : il était essentiel que nous puissions redimensionner notre infrastructure rapidement et en toute autonomie. Nous avons donc sélectionné un hébergeur professionnel avec des serveurs localisés en France, capable de nous fournir la fiabilité, la sécurité, ainsi qu’une très grande souplesse et autonomie dans notre utilisation, le tout à des prix très compétitifs.

Après avoir affiné les procédures d’installation et d’intégration au contexte de l’hébergeur [**], il est devenu assez simple de déployer en quelques minutes notre propre serveur de visioconférence. Une première étape de franchie, notre salon virtuel dédié était opérationnel !

Une seconde difficulté est très vite apparue : les micros intégrés des équipements informatiques sont de qualités très inégales, de même que les connexions internet des différents intervenants. Il a ainsi fallu faire un certain nombre de tests techniques préparatoires individuels avec chacun d’entre eux, afin de déterminer les conditions idéales de connexion. Nous avons également eu recours, quand c’était nécessaire, à des hauts parleurs de conférence permettant de capter un son de bonne qualité tout en limitant l’écho. Ce type de matériel est largement démocratisé aujourd’hui, et en y ajoutant une bonne webcam il est possible d’équiper un espace dédié aux visioconférences avec une prise de son et d’image de bonne qualité pour un peu plus d’une centaine d’euros .

L’une des 3 “régies” en pleine diffusion

Une vraie régie de télévision à domicile
Afin de produire un contenu qui soit dynamique, agréable à regarder et à écouter, nous avons utilisé une solution open source : le logiciel OBS Studio .

Ce logiciel, disponible sur tous les systèmes d’exploitation, offre de manière intuitive un grand nombre de fonctionnalités de montage vidéo. Il permet par exemple d’assembler sur une même scène une image de fond, sur laquelle on vient superposer les flux vidéos et audios des caméras des différents protagonistes. L’utilisateur peut également préparer plusieurs scènes à l’avance : la mire de début d’une émission, le lancement du jingle, une scène d’introduction avec les caméras des protagonistes affichées sur un infodécor, une autre scène présentant une caméra mobile ou des planches d’une présentation, une illustration ou une démonstration logicielle, etc.

Serena Ivaldi nous fait visiter la halle de robotique du centre Inria – Nancy Grand Est à l’aide d’une simple caméra USB

Par exemple lors des deux interventions sur la robotique, nous alternons des scènes très diverses comme l’affichage ponctuel de la caméra mobile utilisée dans la vidéo de Serena Ivaldi sur les cobots, ces robots qui interagissent avec nous au quotidien, pour nous faire visiter la hall de robotique dans laquelle elle travaille, ou bien comme les déplacements réels du robot de la démonstration dans la vidéo de Jean-Pierre Merlet, sur les robots parallèles à câbles, juxtaposés à sa trajectoire théorique.

Il est également possible de préparer les enchaînements de scènes, comme le ferait un monteur de télévision, et de préparer ainsi les transitions pour rendre le direct le plus fluide possible. La prise en main est assez intuitive. Le logiciel intègre toutes les fonctionnalités permettant la diffusion en direct du flux vidéo ainsi généré, sur différentes plateformes de diffusion comme Youtube ou Twitch. Ces plateformes propriétaires ne sont pas indispensables, nous avions déployé un second serveur dédié à la réception et à la diffusion du flux vidéo qui offre une alternative. Diffuser les vidéos sur la chaîne Youtube InriaChannel, n’est donc pas une contrainte technique, mais un choix éditorial.

Nous avions aussi prévu un diffuseur de secours, avec OBS Studio et les scènes préparées sur son poste de travail, prêt à prendre la relève en cas de soucis de connexion ou de matériel avec le diffuseur initial.

La page web dédiée au direct d’Antoine Rousseau, “Immersion au cœur d’un Tsunami”, où le public pouvait interagir pendant l’intervention, sur la simulation et la visualisation de tsunamis à partir de modèles géophysiques

Un public (inter)actif !

Pour reproduire toute la saveur du présentiel, le public était en mesure de poser des questions aux scientifiques de manière simple, sans nécessiter une connexion à un média quelconque. Être le plus inclusif possible faisait partie de nos priorités. Nous avons donc mis au point une page web adaptative, accessible à la fois sur un ordinateur, une tablette ou un smartphone, agrégeant le flux vidéo et un canal de discussion léger et ouvert à tou·te·s. Ainsi, tout spectateur pouvait interagir simplement en un clic. Un modérateur animait les discussions textuelles, et relayait oralement les questions aux intervenants, afin que l’enregistrement du direct contienne bien les questions et les réponses pour un visionnage ultérieur.
Nous avons également expérimenté l’usage d’un outil libre de quizz externe, mis à disposition par Framasoft qui rassemble les acteurs du libre en France, afin d’augmenter l’implication du public.

Quelques conseil pour se lancer dans une aventure similaire ?
L’élément essentiel à ne pas sous-estimer, c’est de bien veiller à faire en amont des tests techniques de son, vidéo et connexion avec les différents intervenants dans les conditions réelles du direct. Malgré ces tests, nous avons fait face à plusieurs surprises au dernier moment liées à l’utilisation d’équipements différents ou depuis des connexions de faible qualité nous ont parfois obligé à improviser techniquement quelques minutes avant le direct. Comme souvent en informatique, les principaux problèmes se situent toujours dans le dernier kilomètre, à savoir chez les utilisateurs. Mais les outils eux même ne sont vraiment pas un problème, BigBlueButton peut même être installé sur un simple PC à la maison[***], il faut juste oser se lancer !

Au final nous avons donc pu réaliser, avec des solutions open source très simples à mettre en œuvre, l’ensemble des interventions en direct que vous pouvez regarder en rediffusion sur la playlist dédiée sur la chaîne youtube InriaChannel. A noter que cette expérience de dématérialisation est tout à fait transposable à de nombreuses autres occasions : enseignement, ateliers ubiquitaires, conférences, formation professionnelle… Beaucoup d’autres utilisations de notre infrastructure se font d’ailleurs sur le même principe. La clef est de moduler l’utilisation des briques logicielles décrites plus haut en fonction des besoins, des cibles et du contenu à diffuser.

Benjamin Ninassi, ingénieur de recherche au sein de la direction générale déléguée à la science d’Inria

L’architecture simplifiée de la solution de dématérialisation

* Les tests de montées en charge ont révélé la nécessité d’avoir environ un peu moins d’1Ghz d’unité de calcul disponible sur le serveur pour chaque caméra que l’on souhaite pouvoir allumer simultanément. Par exemple, avec un ordinateur doté d’un processeur dernière génération cadencé à environ 5Ghz possédant 8 cœurs permettant 16 fils d’exécution, on peut héberger environ 80 (=16×5) caméras allumées simultanément dans BigBlueButton. C’est évidemment une approximation grossière qui dépend en réalité de plusieurs paramètres, mais c’est un ordre de grandeur qui permet de dimensionner convenablement une infrastructure. Des outils existent pour monitorer plus précisément les ressources ( Prometheus / Grafana).

** Scaleway dans notre cas, bien entendu des alternatives existent.

*** Ce dépôt git public contient des scripts simplifiant l’installation de BigBlueButton dans différents environnements

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