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Introduction« L’espace c’est le temps qui demeure » F. Novalis.Dans une fable1 inventée par Jorge Luis Borges, les cartographes d’un Empire conçurent une carte du territoire si précise (à l’échelle 1 :1) que la carte (représentation2) devint progressivement le territoire (le monde), jusqu’à faire disparaître la réalité (Borges, 1935). Plus du tout intéressées par cette Carte Démesurée, les Générations Suivantes l’abandonnèrent aux éléments naturels capables encore d’habiter ces Ruines. De ces cartographes zélés de Borges ne pouvant pas supporter la perte d’information et de sens, nous retiendrons que « la carte n’est pas le territoire ». Nous verrons en quoi cette allégorie reste toujours pertinente sur la question des cartes et de la cartographie.Entre-temps les informations3 à représenter sont devenues incommensurables à nos moyens perceptifs et cognitifs d’où un enrichissement indispensable (jusqu’à vouloir confondre carte et territoire comme chez Borges ?), nécessitant du coup de nouvelles médiations entre le réel et ses représentations. Une des méthodes les plus puissantes dans ce domaine s’avère être la visualisation de l’information (Amato, 2015). En se basant sur le fait que les « ... représentations visuelles ont divers avantages émotionnels, cognitifs et sociaux complémentaires aux représentations textuelles et numériques  » les chercheurs ou professionnels ont utilisé le Tube Map Visualization pour encoder sur les cartes des données possédant d’autres dimensions au-delà de leur composante spatiale, car il contribue à la création d’un modèle mental facilitant l’abstraction d’un processus de développement4.C’est au début du XXe siècle avec le développement urbain que la carte du métro arrive sur le devant de la scène : représentation symbolique du territoire, elle prend une forme schématique avec le dessinateur industriel de génie Henry Beck. Réalisée initialement pour le chemin de fer de Londres qui ouvrit la première ligne de métro au monde, cette cartographie fut immédiatement un succès sur place et partout ailleurs pour représenter les réseaux de métro métropolitains et orienter les voyageurs à travers tous les parcours et connexions possibles sans se soucier de ce qui était au-dessus du sol (Garland, 1994). Ce schéma5 fonctionne selon les lignes directrices et les conventions établies en son temps par Beck : lignes brisées horizontales, verticales ou en diagonales, lignes codées en couleur, lignes arrêtées par des stations simples ou d’inter change, traçage de zones et informations pratiques, le tout faisant fi de la précision géographique. Ce modèle d’une élégante simplicité, clair et attractif devenu un paradigme du plan du métro appliqué aux moyens de transport (bus, tram, métro) de Londres à Rome, de Paris à Berlin, de Montréal à Moscou, etc., a été ensuite transféré pour la visualisation de l’information abstraite où la géographie est peu ou pas présente, afin de relier visuellement les différents sujets d’un réseau.Henri Beck a changé le style de présentation des cartes de transport il y a plus de soixante-dix ans. Il a révolutionné la façon dont de grands volumes d’informations ont été présentés, en prenant une carte qui a été fortement fondée sur la topographie pour la dépouiller de l’information non essentielle et en faire un schéma géométrique utilisé par des millions de voyageurs sur de nombreux autres réseaux ferroviaires du monde entier. La carte du métro de Londres a ouvert la voie à des concepteurs pour communiquer des informations via ces cartographies. Bien qu’il puisse y avoir d’autres méthodologies d’affichage de cette masse d’informations, c’est une façon logique et concise pour montrer les relations et les liens entre les différentes données géographiques ou non (Cull, 2008).Les paradigmes topographique et topologique dans la carte du métroLa carte est faite à partir des « différences » du territoire, de la topographie, qu’elle codifie pour les rendre lisibles et cette représentation est une grille de lecture humaine (habituellement faite par le cartographe), une véritable carte mentale du monde réel ou imaginaire6. La carte de Beck est un outil très utile pour planifier et naviguer dans le métro de Londres et sert encore de modèle pour un produit graphique efficace, utile et utilisable (Thaler et Sunstein, 2011).Avec ces nouvelles applications interactives opérant une « fusion » entre spatialité réelle et spatialité virtuelle, on peut se demander si finalement le réel n’a pas fait pschitt ?7 C’est pourquoi on écrira que la carte précède désormais le territoire. Dans Globodrome, Gwenola son auteur s’interroge : « Les représentations de nos mondes sont-elles devenues plus vivantes que l’environnement dans lequel nous vivons ? Sont-elles plus captivantes, dans la mesure où l’on peut les capter, les saisir, les prendre à la main, les mesurer, les prélever, en faire des modélisations ? Cette prise en main du monde représenté serait ce pour quoi ces images sont parfois plus captivantes que ladite réalité »8.Nous verrons comment les métronautes (mot qui mériterait son entrée dans le dictionnaire) voyagent entre carte et territoire, à la fois pour distinguer les détails et assimiler la vue d’ensemble et combiner vue symbolique et vue réaliste. De plus, nous observerons que c’est de l’entre-deux de la cartographie topographique et de la cartographie topologique que naît la métaphore spatiale et cognitive pour représenter les phénomènes dans l’espace où elles se déroulent, et plus encore d’incorporer des niveaux d’abstraction de données complexes. Les enseignements tirés des cas et de notre propre application induisent des questionnements et idées à l’utilisation de cette métaphore pour «  trouver son chemin » et devenir coauteur de la représentation.Mais ce qui nous intéresse particulièrement ici c’est le potentiel cognitif de la métaphore de la carte de métro pour la communication visuelle, comme support de raisonnement, support de collecte de données, d’analyse de données, etc. Plusieurs projets sont décrits du point de vue de la métaphore du métro, notamment dans le domaine scientifique. La discussion sur chaque cas souligne les différents aspects de la métaphore et la façon dont celle-ci rapporte les principes de la visualisation d’information (Burkhard &#38; Meier, 2004).Le Métro et sa carteL’origine du mot métro est le mot métropole (XIIIe-XIVe s.) du mot grec metropolis composé de mêtêr, mêtros soit « mère » et polis, qui signifie « ville », et du même mot latin qui signifie « capitale d’une province ». Métropolis a pris la valeur de « ville qui a fondé ou colonisé d’autres villes » et « ville principale, capitale » (Rey, 2012). L’adjectif “métropolitain” créé en français signifie « qui a le caractère d’une métropole » (1300). Le sens de « chemin de fer urbain » vient de l’anglais metropolitan railway « chemin de fer urbain, de la grande ville » (1873), couramment abrégé en « métro » (1891). Il s’agit donc d’un anglicisme qui a donné un autre sens au mot initial.Le métro répond aux besoins des villes au début du XIXe siècle pour assurer le transport de millions de voyageurs se dirigeant principalement vers le centre-ville. À Londres on a conçu la ligne Metropolitan (1860-1863) fonctionnant d’abord à la vapeur et à la surface du sol. Puis la seconde ligne a été construite le long de la Tamise, suivie en 1884 d’une ligne circulaire. Londres est aussi la première ville à avoir eu un réseau souterrain électrifié - le « Tube » - inauguré en 1890 et devenu officiellement « The Underground » en 1908.À Paris vers 1845 la ville et les compagnies de chemins de fer envisagent un réseau de chemin de fer appelé « Kérizoune », mais rien ne voit le jour. Un demi-siècle de projets plus tard non suivi de faits, la première ligne de métro est enfin créée lors de l’exposition universelle de 1900 sous la direction de l’ingénieur Fulgence Bienvenüe. À la veille de la Seconde Guerre mondiale le réseau atteint quatorze lignes et après-guerre c’est la Régie autonome des transports parisiens (RATP9) qui se charge de la modernisation urgente du réseau et des prolongements en banlieues (1948). En 1998, la mise en service de la ligne 14, totalement automatisée, est le point de départ d’une vaste rénovation des infrastructures qui prend des formes multiples, en particulier la modernisation de l’information délivrée en temps réel (Guerrand, 1999).À New York, les premières lignes souterraines du réseau appelés New York City Subway apparaissent à partir de 1904, trente-cinq ans après la construction de la première voie aérienne de chemin de fer métropolitain, afin d’unifier la ville moderne sous le système de City of Greater New York (le « Grand New York ») en 1898. Des contrats connus sous le nom de Dual Subway System furent à l’origine de la construction et de la réhabilitation de la plupart des lignes qui existent encore de nos jours. La ville procéda ensuite progressivement à l’unification du réseau public avec les réseaux privés préexistants (à partir de 1940) qu’elle a consolidés vers 1950 avec la création de la New York City Transit Authority, administration régissant l’exploitation de l’ensemble du réseau de transport en commun de la ville (métro, bus et tramways).Le métro est devenu le symbole de Big Apple en facilitant la vie des commuters, les New-Yorkais qui travaillent au centre et vivent à l’extérieur, et de la masse de touristes qu’il transporte tous les jours. L’organisation du métro de New York est bien plus complexe que celle de du métro de Paris ou du métro de Londres en raison de la multitude d’entrées et de niveaux, de la division en stations principales et en stations mineures, plusieurs métros empruntant une même section de ligne. La division locale/expresse permet une desserte des principales stations afin de fluidifier le trafic et reflète les heures de la journée, ce qui se traduit par une carte particulièrement complexe (Cunningham et Hart, 1993).La dialectique topographie/topologieDans « La ville mise à nu par ses cartogrammes, même », Patrick Poncet réfléchit sur le paradoxe fondamental de la carte : comment un objet euclidien, donc plan, peut-il représenter la complexité de l’espace urbain ? Face à cette contradiction, nous nous retrouvons plongés dans l’allégorie de la « caverne de Platon » qui fait écran au réel et masque le monde tel qu’il est, car « il n’y a rien derrière la carte ». Notre monde est le monde des idées de la vue rétinienne qui n’est qu’une représentation limitée par le manque de perspective et d’épaisseur. L’avantage des cartes c’est de permettre de saisir la vue d’en haut, à la verticale, la vue « en perspective » et d’une seule vue ce qui dépasse souvent l’entendement humain.La carte de métro était « la maquette aplatie d’un espace considéré comme un territoire intégralement euclidien », le problème c’est que nous évaluons mal dans quelle mesure la dimension euclidienne de la carte peut-être rapprochée de celle de l’espace, en sachant que les deux analogies sont des approximations bidimensionnelles. Où est passée alors dans cette vue plane la part insoluble du modèle spatial euclidien ? « Si cette part est dominante, ou du moins structurante, comme elle peut l’être dans l’espace urbain, la carte de la ville est-elle une image trompeuse qui trompe la pensée et conduit le géographe à se tromper lui-même ? Et à tromper son monde ? » (Poncet, 2007).The Real Undergound est une animation Flash sur le métro développé par Sam Rich dans le site www.fourthway.co.uk.Figure 1 : Carte interactive du métro de Londres vs Carte de Beck de 1933Source http://www.fourthway.co.uk.Reproduite avec l’aimable autorisation de Sam Rich.The Real Undergound illustre les distorsions des représentations à 2 dimensions usant de la pseudo-métrie (Bord, 2012). L’animation nous permet de :Regarder la carte du métro se transformer en une « vraie » carte du tube.Afficher une carte topographique superposant la carte réelle métro.Comparer la carte actuelle du métro à celle d’Harry Beck du 1933.Afficher la carte actuelle du métro de Londres.Carte topographique du métroLe mot topographie est emprunté au grec au XVe siècle et veut dire, de façon littérale, la description (graphia) d’un lieu (topoi). Ce sont probablement les variations des significations accordées aux termes « lieu » et « description » qui ont permis cette polysémie. Dans la rhétorique traditionnelle le mot désigne la figure consistant en la description détaillée d’un lieu (1765). Le sens cartographique précis et technique de « représentation de la configuration des terrains » (1845) est devenu le plus courant (Verdier, 2005). Drallet précise « qu’une topographie, en général, doit faire connaître le pays qui en est l’objet, sous tous ses rapports »10.L’approche topologique proposée par Harry Beck à la fin des années 1930 a été rejetée par Paris, tout comme la seconde version de la fin de la Seconde Guerre mondiale. La carte de Paris différait en effet de celle de Londres par le nombre de stations (200) et la centralité du système peu étiré vers les banlieues. C’est en voulant privilégier les qualités esthétiques en faussant la géographie parisienne que Beck a échouée pour Paris, mais aussi probablement en raison de l’attachement des Français aux cartes géographiques, voire topographiques. (Roberts, 2005) C’est seulement depuis les années 1970 que le plan évolue vers un diagramme11.Selon une étude menée par la New York University (NYU) intitulée The Impact of Transit Maps on Path Choice in Public Transit, l’effet carte a beaucoup plus d’influence sur nos choix de l’itinéraire que l’expérience directe du voyageur, nous conduisant souvent à prendre des chemins trop longs ou des mauvaises directions. Selon une analyse empirique du professeur Zhan Guo de NYU qui se base sur des données recueillies par la LUL entre 1998 et 2005, les voyageurs sont avant tout influencés par la représentation géographique du plan et non par la distance réelle, et perdent souvent du temps notamment dans les stations d’inter change. Cela aboutit en moyenne à augmenter de 15 % le temps passé sous terre, car le plan de métro a deux fois plus d’influence sur les itinéraires pris par les voyageurs que la réalité. L’effet de la carte « faussée » diminue à mesure que les passagers se familiarisent avec le système, mais l’impact décisionnel de la carte reste prédominant dans le choix de l’itinéraire.Carte topologique du plan du métroAvant de prendre de l’anglais topology (1883) son sens spécialisé en mathématiques (début XXe s.), la topologie signifiait l’« étude des lieux communs » (1876) et de la « connaissance des lieux ». « Le terme désigne une branche importante des mathématiques, consacrée à l’étude des transformations continues et des propriétés invariantes dans ces transformations ; par une métonymie habituelle, il s’applique à l’objet de cette étude. » (Rey, 2012).Bien que le dessinateur George Dow ait été le premier à lancer cette représentation schématique12, la légende a reconnu à Henry Beck, dessinateur industriel de génie, la paternité de la première carte schématique du métro de Londres, en réalité due à un travail développé au fil de nombreuses années. Beck a eu l’idée de créer un système d’affichage d’informations basé sur un code couleur, à la fois informatif et facile à déchiffrer pour tous. Il estimait que les usagers des trains avaient comme préoccupation majeure la praticabilité du métro, c’est-à-dire les lignes et stations pour se déplacer jusqu’à leur destination, plutôt que la réalité informationnelle et géographique. Ce type de schéma est donc issu d’une préoccupation topologique. Après Londres, le schéma (beck-esque) sera appliqué à Sydney (1939), New York, Moscou (1958), Osaka (1970), Saint-Pétersbourg (1971), Munich et Tokyo (1972), Melbourne, Montréal et Glasgow (1976).Le diagramme de BeckLa particularité la plus importante dans la carte du Beck est sans doute la distorsion géographique qui a conduit à la schématisation de la carte du métro. Le réseau du métro londonien avait trois propriétés qui rendaient possible la réalisation du diagramme :Le métro devait desservir les destinations de banlieue ; Les stations de banlieue étaient largement espacées, par contre les stations du centre étaient sous une sorte de fisheye ;L’orientation d’une ligne n’était pas nécessairement un reflet direct de sa trajectoire.L’objectif principal d’une carte de transport en commun est de communiquer avec l’usager du réseau. L’individu, étranger au système, doit être en mesure de s’orienter rapidement. Il doit prendre les lignes correctement pour atteindre le but de son voyage, ce qui peut inclure des changements au cours du trajet. Pour aider les passagers, la carte doit donc utiliser des symboles pour illustrer les lignes, stations, points de changement, ainsi qu’un système d’identification géographique. Dans le même temps, les cartes doivent rester simples pour permettre une vues d’ensemble. Nous avons donc affaire à des cartes beaucoup plus statiques que dynamiques.Pour résumer une carte de métro doit posséder les composantes suivantes :un tracé des lignes et de leurs n°, représentées par un code de couleurs ;des arrêts et/ou « hubs » ;une symbolisation de chaque moyen de transport ;la désignation des terminus de chaque ligne ;une représentation des zones en fonction de leur tarification ;des informations pratiques connexes.(Source : http://le-cartographe.net/blog/archives/107-la-representation-cartographique-du-metro).Personne ne doute de l’importance du diagramme du métro de Londres comme étant une contribution importante - au développement du design au XXe siècle. La version courante du diagramme développé par Demuth à partir des séries de Garbrett démontre une considération constante pour l’original. Aujourd’hui on peut visiter à Covent Garden le musée des transports de Londres qui abrite l’exposition consacrée aux 150 ans du métro londonien. Une place de choix a été réservée à l’œuvre de Beck lors de l’exposition « Trouvez le chemin » de décembre 1989 à juin 1990. Il y a maintenant une exposition permanente de cartes de transports dans une galerie qui porte son nom, complétée d’une plaque commémorative.Figure 2 : Deuxième proposition de Beck pour le métro de Paris qui a été rejetéePrésentée au London Transport Museum.Source : https://datavizblog.files.wordpress.com/2013/05/beck-paris-metro.jpgFigure 3 : Premier plan du métro parisien en 1900 représentant les lignes de métro, les installations existantes et travaux réalisésSource : http://carto.metro.free.fr/histoire/.Reproduite avec l’aimable autorisation de Franklin Jarrier.Autres modèles et news mapsLe psychologue Max Roberts est le plus grand critique des plans officiels respectant le paradigme de Beck13. Selon lui, les plans schématiques ne font que « transformer les tracés tortueux des lignes réelles en zigzags tout aussi tortueux. Rien n’a été simplifié, au lieu de cela la complexité a simplement changé d’apparence ». Il démontre que les plans concentriques curvilignes lissent les zigzags et s’avèrent 50 % plus efficaces. Cependant il reconnaît dans le métro parisien, un des plus grands réseaux ferrés urbains, comme l’un des plus grands défis cartographiques. Roberts a développé une théorie des plans de métro circulaires, et produit sur ce principe les plans du métro de 16 métropoles, dont Paris. Cet exercice démontre de manière radicale le lien entre forme cartographique et pensée géographique : toutes les grandes métropoles semblent avoir la même géographie, puisqu’elles ont à peu près la même carte ! (Roberts, 2013).Figure 4 : Plan circulaire du métro de LondresImage domaine public.Source : https://commons.wikimedia.org/wiki/File :London_Overground_as_a_circle.svg.Les news maps à échelle réelle, comme celle-ci reprise ci-dessous, respectent les lignes du métro de Paris « à échelle réelle » :chaque station est placée à sa position géographique réelle,la carte est représentée sur le fond clair comme sur fond sombre,elle est lisible par les daltoniens,elle est dans un format vectoriel ouvert, dédié au web,elle est diffusée sous licence « Creative Commons, Attribution, Partage à l’identique ».Figure 5 : Carte de Paris à échelle « réelle »Créée par Noj Han (Creative Commons).Source : http://www.flickr.com/photos/nojhan/6311980379/ et http://www.flickr.com/photos/nojhan/6311978715/Comment expliquer ce retour à la topographie ? L’art cartographique semble résulter d’une pensée géographique idéalisée dont l’origine pourrait être la difficulté de prendre en charge le caractère non euclidien de l’espace urbain. Patrick Poncet (déjà cité) qui travaillait sur le paradoxe euclidien du duo carte-territoire, aboutit au principe de « l’anti-cartogramme » c’est-à-dire des cartes « synthétiques » et « non euclidiennes ». Son travail sur le matériau cartographique repose sur la transformation (le fait de représenter un type d’espace par un autre) et la métamorphose (le fait de changer la forme de la représentation d’un espace par anamorphose). « Sans la délimiter a priori, sans opposer son intérieur et son extérieur, l’intra- et l’interurbain, cartogrammes et anti-cartogrammes montrent ainsi la ville sous deux angles différents, insistant respectivement sur l’urbanité absolue ou sur l’urbanité relative, choisissant l’analogie surfacique et ultra-euclidienne d’une part, la saillance des formes singulières d’autre part ». La carte qui relèverait selon lui du design ou de l’art, est à la fois dessin et dessein. Il semblerait que l’on puisse donner de l’espace géographique l’image que l’on souhaite, à la seule condition de respecter un rapport de ressemblance à un modèle connu. Il serait judicieux de former tous ceux qui produisent des cartes au traitement cartographique de la dimension non euclidienne des espaces (Poncet, 2014).La carte du métro comme système de visualisationLa visualisation se définit à la base comme la communication de l’information par l’utilisation des représentations graphiques. Les images ont été utilisées comme un mécanisme de communication bien avant la langue parlée ou écrite. Une seule image peut contenir une quantité d’informations et peut être traitée beaucoup plus rapidement qu’une page de texte comparable. En effet, alors que l’interprétation des images est réalisée en même temps que la perception humaine, la vitesse de l’analyse de texte est limitée par le processus séquentiel de lecture. Les images ont l’avantage d’être indépendantes de la langue parlée, comme le graphique ou la carte peuvent être compris par un groupe de personnes ne parlant pas la même langue (Ward &#38; al., 2010).La visualisationDe nombreuses définitions de la visualisation d’information ont été données en raison d’une grande pluridisciplinarité des domaines concernés, principalement l’informatique graphique, les systèmes d’information géographique et la visualisation scientifique (Vuillemot, 2010).« La visualisation d’informations c’est l’utilisation par ordinateur de représentations interactives visuelles de données abstraites en vue d’accroître la connaissance » (Card et coll. 1999).Figure 6 : Processus de visualisation d’information selon CardHervouet, 2011.Hervouet schématise le modèle générique présenté dans Card par une chaîne de traitements interactifs permettant de passer des données en entrée à la visualisation en sortie (fig. 6). Les données d’entrée sont encodées en variables graphiques aﬁn de produire des images. Après cette opération, l’utilisateur peut encore effectuer de nouvelles transformations directement sur les vues. Hervouet nous explique ces trois étapes techniques (Hervouet, 2011) :les opérateurs de transformation sur les entrées effectuent la sélection, le formatage, le regroupement ou l’ordonnancement des modalités d’une variable, etc. l’encodage graphique consiste à réécrire les données sous forme d’objets graphiques. Chaque variable dans les données est associée à une composante graphique comme la couleur, la taille, la position, etc. les transformations sur les vues concernent la présentation des objets graphiques. La vue est soit en 2D, soit en 3D ou repose sur la métaphore du paysage d’informations dans un environnement virtuel interactif.La visualisation d’information est un domaine de recherche qui s’intéresse à la compréhension de la perception humaine visuelle et de la cognition. Considéré comme le fondateur de la sémiologie graphique, J. Bertin a identifié six variables visuelles : la taille, la valeur, le grain, la couleur, l’orientation et la forme (Bertin, 1967, 1974, 1999) : « J. Bertin a identifié six variables visuelles : taille, valeur, grain, couleur, orientation et forme » (Bertin, 1967, 1974, 1999). Actuellement « la recherche en visualisation a pour objectif d’automatiser le choix des types de visualisation ou l’optimisation de l’utilisation des caractéristiques visuelles mises en évidence par les psychologues pour explorer des données volumineuses. L’interaction est nécessaire pour faciliter la perception de grandes masses de données. » (Fekete &#38; Boy, 2015).La métaphore visuelle du métroOn présente souvent la carte du réseau du métro comme étant un bon exemple de métaphore de l’information en visualisation. La visualisation d’informations complexes et interconnectées au moyen d’un plan de métro est une métaphore de plus en plus utilisée. Les données de nombreux domaines applicatifs se prêtent à ce type de visualisation14. Les métaphores sont un outil important dans l’affichage de l’information, car elles fournissent des modèles cognitifs pour aider les utilisateurs à parcourir des espaces d’information. Dans un mode d’exploration, l’utilisateur peut chercher à développer un modèle conceptuel d’un nouvel espace d’information. Ceci est un processus itératif d’interaction et d’exploration qui permet à l’utilisateur de former le modèle mental. Les métaphores fournissent un point de départ utile pour la formation de ce modèle mental. Les bonnes métaphores donnent aux utilisateurs un bon modèle de l’esprit et permettent ainsi un bon affichage des données abstraites.Eppler en décrits six avantages : (1) pour susciter la motivation (2) pour élargir les perspectives (3) pour développer la mémoire (4) pour soutenir le processus d’apprentissage (5) pour renforcer l’attention (6) pour structurer et coordonner la communication (Burkhard &#38; Meier, 2004).Les cartes de troisième génération du métro comme métaphore spatialeAujourd’hui les sciences mathématiques, l’informatique et les nouvelles technologies constituent les principaux leviers de la cartographie moderne15. En particulier l’utilisation croissante des SIG (Systèmes d’Information Géographique) et d’autres systèmes de stockage, d’analyse et de modélisation spatiale représentent un important appui technologique et théorique. Les SIG au sens large sont aujourd’hui des outils de choix pour l’analyse et la visualisation de données localisées : « ...les données spatiales d’un SIG peuvent être visualisées comme une carte papier, avec des routes, des rivières, de la végétation et d’autres objets représentés par des lignes sur une carte accompagnée d’une légende et d’un titre, ou bien elles peuvent être visualisées sous la forme d’un ensemble de tableaux statistiques que l’on pourra convertir en figures et en graphiques. La visualisation cartographique apparaît dans ce contexte comme un ensemble des techniques ou des méthodes d’exploration (spatiale) de données. » (Antoni et al., 2004).Les cartes interactivesLa visualisation d’information encode les données abstraites en variables graphiques pour produire des images qui seront ensuite rendues interactives si elles sont incluses et régénérées au moyen de widgets interactifs et d’interfaces graphiques, permettant de faciliter l’exploration et la compréhension des informations. L’utilisateur est de plus en plus au centre du processus de visualisation au travers d’applications “2.0”16 avec de multiples possibilités de visualisation.La cartographie SIG interactive permet aux utilisateurs via des interfaces d’effectuer les tâches courantes, de la plus simple à la plus complexe comme d’obtenir des informations sur un objet géographique, lancer des requêtes ou modifier la représentation des données. Les cartes aident à résoudre des problèmes jusque-là incompressibles dans la représentation de l’information géographique (Cull, 2008). En fonction du degré de modification de l’apparence et du contenu de la carte, allant de la possibilité de sélectionner ou rechercher dans une carte jusqu’à des cartes construites en temps réel, pour se rapprocher in fine à de l’analyse exploratoire, le lecteur et l’auteur de la carte peuvent dialoguer (Antoni et al., 2004).Les interfaces graphiques servent à afficher et à interagir avec le rendu des données en effectuant des requêtes en fonction du point de vue ou d’éléments sélectionnés dans les vues. L’espace de design de la visualisation et les interactions de l’utilisateur qui se positionnent dans le système permettent une combinaison très importante de vues possibles. L’utilisateur possède de nombreuses alternatives d’exploration visuelles avant de converger vers la vue souhaitée, à savoir les vues multiples (overview + details) et la vue par facettes, qui offrent différents points de vue sur un même objet d’étude, ainsi que les interfaces multi-échelles avec plusieurs niveaux progressifs d’exploration de l’espace de rendu (interfaces zoomables, interfaces multi-résolution) et enfin d’autres possibilités combinant ces options (Vuillemot, 2010).Figure 7 : Schéma de la visualisation interactiveVuillemot, 2010.Le concept de métaphore selon les travaux de Lakoff dans notre article s’applique aux figures verbales et iconiques (Cuet, 2011) pour pouvoir expliquer la métaphore spatiale du métro17. La métaphore en général « nous permet de raisonner et de concevoir des entités abstraites en lui appliquant des propriétés concrètes » (Poyet, 2002). Les interfaces graphiques reposant sur la métaphore spatiale du métro permettent de donner un sens commun à un ensemble de données autres que topographiques.Richard Saul Wurman affirme que « la carte est la base de la capacité de l’homme à percevoir »18 dans le sens où les métaphores telles que celles du métro changent la façon dont nous nous comportons, notre façon de penser et de nous orienter. La carte du métro nous offre une vue d‘ensemble d’un lieu et notre positionnement dans celui-ci19. La métaphore du métro en tant que métaphore spatiale fait appel aux directions / orientations à partir du sujet égocentré, et donc à la dimension. C’est à partir du passager que sont définies ces dimensions et orientations symboliques de l’espace euclidien (ligne, surface et volume). Le passager du métro construit sa représentation mentale de l’espace à partir de l’orientation égocentrée (Collard, 2009).Applications et exemples de la métaphore du métroLa carte du métro comme « les représentations de l’espace auxquelles nous pouvons accéder aujourd’hui nous proposent une multitude de points de vue, à plusieurs niveaux, de par les différents types de supports, de formats et les diverses ressources d’information existantes, de contenus... Plusieurs réalités se donnent à voir simultanément, de manière complémentaire – ce qui offre une vision plus complète et exhaustive de l’espace » (Ruiz, 2014). À ce titre nous présentons des applications et exemples de la métaphore qui relient les notions de topographie et topologie en utilisant notre métaphore et les nouvelles technologies.La littérature a montré comment les inégalités socio-spatiales d’une agglomération peuvent être lues à partir du plan de son métro. C’est par exemple ce qu’ont fait apparaître des étudiants de l’HETIC (Hautes Études des Technologies de l’Information et de la Communication) sur une carte des stations de la RATP : une visualisation du contraste politique, économique et social entre l’ouest et l’est parisiens20. D’autres projets d’info visualisation de données urbaines que nous analysons illustrent le pouvoir de la métaphore spatiale de la carte du métro. Ces projets sont des « cartes » montrant l’interconnexion des données non géographiques et les relations entre les sujets à un degré supérieur. Idéalement, chacune des stations devrait être cliquable et contenir les informations contextuelles. À cela s’ajoute le potentiel pour les stations d’interconnexion d’afficher une petite quantité d’informations lors du survol (Cull, 2008).Au plan initial du métro en 2D se sont ajoutés récemment des services interactifs permettant d’afficher les informations dynamiques sur la mobilité. Ces visualisations interactives ont été facilitées par les mouvements du web 2.0 avec leurs applications emblématiques et l’ouverture des données publiques (Open data) commencées dans les années 2010 en Grande-Bretagne (data.gov.uk) et aux États Unis (data.gov). Cela a ouvert de nouvelles voies pour la médiation de résultats scientifiques et de leur investigation, par exemple sur les problématiques sociologiques en rapport avec les zones urbaines et leurs populations. L’interdisciplinarité (géographie et traitement de données informatique) a prouvé comment la principale préoccupation de la géographie - l’interaction de la société avec l’espace physique (Ullmann, 1954) - a été revivifiée grâce aux nouvelles méthodologies de la visualisation des relations spatiales.La carte interactive du métro de ParisFigure 8 : La carte interactive du métro de ParisSource : http://www.ratp.fr/plan-interactif/La carte présente sur une interface intégrée et interactive les informations destinées aux voyageurs de la RATP (trams, trains et métros) en Île-de-France : le plan général du réseau zoomable et déplaçable, des informations contextuelles sur les lignes (plan, horaires, état du trafic) et les stations (plan du quartier, horaires, état du trafic), les itinéraires, les perturbations en cours, les travaux prévus... Si le choix du « plan schématique » semble moins bien adapté à un plan interactif , il est possible de disposer du plan des lignes du métro parisien sur un fond de carte personnalisé en mapplet Google permettant de une connexion avec les plans de quartier et les stations Vélib’.D’autres applications ont été développées dans le sillage des données de la RATP ouvertes (http://www.ratp.fr/opendata/) comme celle de Jérôme Cuvier21 qui permet d’estimer son temps de déplacement en métro. (http://jeromecukier.net/projects/metro/map.html#).Figure 9 : Plan interactif topographique du métroSource : http://jeromecukier.net/projects/metro/map.html#Figure 10 : Diagramme circulaire des temps de trajetsSource : http://f.hypotheses.org/wp-content/blogs.dir/809/files/2014/02/metro_2.jpgEnsuite, après un survol de la station de destination, l’application propose le sous-réseau de ligne(s) de métro qu’il faut emprunter, ainsi que le temps de déplacement estimé. En sélectionnant sa station d’origine, l’application déstructure la topologie classique du réseau de métro, en recréant le diagramme circulaire des stations centré sur la station de départ, permettant de visualiser le temps de déplacement depuis la station de départ vers l’ensemble des autres stations de métro, par tranche de 5 minutes (un anneau = 5min).DataParis.io Paris en statistiques le long du métroDataParis est une carte interactive22 en data visualisation des stations de métro parisiennes croisant les données de l’INSEE (dernier recensement de la population de l’INSEE en 2009) de la RATP, de la base BIEN + Notaires INSEE, et du Ministère de l’Intérieur montrant la capitale sous l’angle statistique par l’intermédiaire de ses stations de métro. Dix-sept filtres, allant de la proportion de célibataires au revenu moyen en passant par le taux de chômage sont proposés. L’arrêt de métro servant de point de repère sociologique, on pourra s’intéresser à des critères comme l’emploi, le revenu moyen, la résidence secondaire, le montant de l’impôt, la proportion d’étudiants ou l’âge moyen.Figure 11 : Carte de résidences secondaires à ParisSource : http://dataparis.io/#Reproduite avec l’aimable autorisation de Gilles Bertaux.La carte nous apprend par exemple que les propriétaires de résidences secondaires23 se concentrent au centre-ouest de Paris ou encore que les demandeurs d’emploi habitent le long du métro plutôt à l’est de Paris… Un bémol toutefois : il s’agit bien des données des arrondissements, les stations ici ne sont que des points de repère, ses créateurs expliquant que « cette data visualisation n’a pas vocation à être une étude précise, mais plutôt un observatoire de tendances basé sur des sources fiables ».We Are Data : la ville géolocaliséeWeAreData, application disponible en ligne sur le site http://wearedata.watchdogs.com/, permet aux utilisateurs d’accéder en temps réel aux données publiques organisant et facilitant la vie dans les villes de Paris, Berlin et Londres, ainsi qu’à des informations actuelles sur leurs habitants. Grâce à un système de modélisation des villes en 3D, l’information consolidée, librement accessible et facilement consultable, comporte horaires de transports publics (métros, vélos publics), réseaux de télécommunication (antennes mobiles, points wifi, réseaux publicitaires), consommation énergétique (électricité), trafic, infrastructures de sécurité (caméras de surveillance, feux de signalisation) et données socioéconomiques régionalisées (salaire net moyen, taux de chômage, taux de criminalité). Sont également disponibles, les activités géolocalisées relatives aux réseaux sociaux pour les habitants de ces villes, y compris les messages publics via Facebook, Foursquare, Instagram et Twitter.Figure 12 : Carte du 4e arrondissement de ParisSource : http://wearedata.watchdogs.com/start.php?locale=fr-FR&#38;city=parisReproduite avec l’aimable autorisation de Gilles Bertaux.Metropolitain.io : exploration du métro parisien en 3D http://metropolitain.io/#Metropolitain.io dirigé par le propre laboratoire R et D de Dataveyes propose la visualisation de données publiques urbaines de Paris et leur représentation sur une interface 3D en temps réel (lignes de métro, stations Velib’, feux de circulation, caméras de surveillance, panneaux d’affichage publicitaires, publications géolocalisées sur les médias sociaux…). Basée sur les données extraites de la RATP et celles fournies par la start-up Isokron (les temps de déplacement entre les stations) et programmée sur le dessus de WebGL et d3.js, la carte en ligne interactive révèle la durée moyenne du trajet entre les stations de métro de Paris à toute heure de la journée, ainsi que le nombre de personnes traversant à chaque station.Figure 13 : Carte interactive « Data Paris »Source : http://metropolitain.io/#Reproduite avec l’aimable autorisation de Caroline Goulard.Le site propose deux modes de visualisation : Time View &#38; Crowd View en 2D ou en 3D entièrement interactives. La Time View va métamorphoser la carte du métro parisien pour qu’elle ne reflète plus la réalité géographique, mais la réalité temporelle. Les 14 lignes vont se plier et se déplier pour vous montrer quelles stations vous pouvez atteindre en 10, 20, 30, 40 minutes. La Crowd view va permettre de connaître la densité de population qui passe par une station. Grâce à ce dispositif de visualisation, la carte du réseau métropolitain ne dépend plus des distances, elle épouse les aléas du temps de trajet, permettant de mieux prévoir ses déplacements souterrains. Elle fait coexister des quartiers connectés et d’autres esseulés. L’interface joue un rôle de médiatrice, quand la Ville se déforme et se recompose pour mieux refléter l’accessibilité en interagissant avec les cartes24.La carte du métro comme métaphore cognitiveLa conception visuelle de la carte de métro permet donc de l’appliquer à de nombreux domaines conceptuels d’une part parce que le design du métro « fournit une vue d’ensemble cohérente d’un système complexe » (Tufte cité par Nesbit) et d’autre part parce qu’il permet de zoomer sur chaque élément. Cependant cette métaphore ne serait pas adaptée à la conception de l’information, car elle a pour finalité principale la représentation des données dont elle ne s’occupe pas directement. (Nesbitt, 2004) De plus, elle n’est pas généralisable à toutes les tâches et à tous les types de données. On présente souvent le « plan du métro » comme une bonne métaphore de la visualisation de l’information dans plusieurs domaines :pour structurer des idées dans une thèse (Nesbitt 2004) ;pour communiquer un business plan (Burkhard al., 2005) ;pour la navigation Web (Sandvad, 2001) ;pour la compréhension de la structure d’un cours e-learning (Bang et al., 2002).Les avantages de la visualisation peuvent se définir ainsi : donner à la fois un aperçu global et une vue de détail, réduire la complexité, communiquer sur un projet complexe à différents groupes cibles et construire une histoire de l’organisation (Burkhard &#38; Meier 2004). Les études de cas présentés illustrent la puissance de la métaphore pour montrer les relations et les connexions entre des sujets calqués sur les diverses voies et les connexions de réseau, amplifiée par l’interactivité. Nous donnons ici deux exemples d’applications issues du domaine scientifique : DNA Subway et NeuroLines.DNA Subway : un espace de travail collaboratif pour générer des annotations de séquences ADNDNA Subway est une plate-forme éducative bio-informatique pour l’analyse du gène et du génome humains à destination du monde universitaire (http://dnasubway.iplantcollaborative.org/). Elle permet d’annoter des séquences d’ADN, d’effectuer des analyses phylogénétiques et d’analyser les données de séquençage. DNA Subway utilise la métaphore du plan de métro à travers une interface intuitive basée sur le principe du workflow qui engage ses utilisateurs dans leur propre expérience en permettant d’analyser des données fournies en exemple ou ses propres données. Pour démarrer un projet, il suffit de sélectionner l’une des « lignes » (rouge, jaune, bleu et vert).Figure 14 : Site Subway ADNWorkflow ligne bleue.Source : http://dnasubway.iplantcollaborative.org/Par exemple, la ligne rouge guide à la prédiction et l’annotation des gènes jusqu’à une centaine de milliers de paires de bases d’ADN et la ligne jaune permet la recherche de génomes et gènes similaires et des arbres de gènes de construction. La ligne bleue permet d’identifier les espèces en utilisant des codes-barres de l’ADN et des arbres phylogénétiques. En survolant les « stations » sur la carte de métro, on peut en savoir plus sur les étapes de l’analyse. Les résultats des projets (éventuellement collaboratifs) peuvent être sauvegardés, exportés et partagés. Le site rassemble des outils de la bio-informatique et des bases de données importantes.Figure 15 : Site Subway ADNLigne rouge permettant d’annoter les gènes.Source : https://marlow.iplantcollaborative.org/sites/default/files/imagecache/tool_screenshot_preview/tools/screenshots/dnasubway1_0.jpg/NeuroLines : une technique de visualisation nanométrique par cartes de métroNeuroLines est le projet de métro-visualisation mené à l’université de Harvard sur la modélisation25 de la connectivité neuronale à l’échelle nanométrique qui permet aux scientifiques du domaine d’effectuer une analyse interactive des neurones et de leur connectivité afin de comprendre le cerveau, son développement et sa pathologie. NeuroLines exploite la métaphore des cartes de métro 2D pour visualiser la morphologie neuronale et simplifier la grandeur et la complexité de ces systèmes biologiques. La technique de visualisation permet aux scientifiques du domaine d’effectuer une analyse interactive des neurones et de leur connectivité.Figure 16 : Fonctionnement de NeurolinesSource : http://vcg.seas.harvard.edu/files/pfister/files/vis14_neurolines.pdfLa topologie des données 3D du tissu cérébral est résumée dans une représentation multi échelle. Ce schéma décrit le workflow du traitement des données : après le tranchage et l’imagerie d’un bloc de tissu cérébral en 3D, l’enregistrement, la segmentation et l’étiquetage des synapses sont effectués. Ce sont les neurites (des prolongements du corps cellulaire d’un neurone segmentés) qui serviront de base à la visualisation dans NeuroLines. Cette approche interactive offre un cadre de visualisation évolutive nécessaire pour rendre interactifs des milliers de neurites et pour prendre en charge l’analyse détaillée des structures neuronales et leur connectivité (Al-Awami et al., 2014).Figure 17 : Aperçu de NeurolinesSource : http://vcg.seas.harvard.edu/files/pfister/files/vis14_neurolines.pdf(a) La visualisation de neurites s’effectue par une approche multi échelle avec des niveaux de vues de détail ;(b) La barre de navigation montre les neurites individuels comme des lignes de couleur ;(c) La vue d’ensemble des neurites permet d’inspecter tous les neurites à un niveau moyen de l’abstraction ;(d) L’espace de travail permet l’inspection des neurites à un niveau détaillé de l’abstraction ;(e) L’analyse des neurites montre les statistiques d’un neurite sélectionné ;(f) L’espace de travail sélectionne un neurite pour avoir une mise au point spécifique, tout en explorant d’autres neurites ;(g) L’analyse de la synapse montre les détails de la synapse et son voisinage dans le volume d’EM d’origine.ConclusionLa carte est une métaphore à potentiel cognitif fort, car carte géographique et carte mentale sont corrélées. « La carte est également largement employée en tant que métaphore conceptuelle, pour représenter non des espaces, fussent-ils virtuels, mais des idées, des concepts. [ … ] Cette métaphore cartographique est, encore plus que les cartes utilisées comme métaphores spatiales, saturée de références culturelles » (Vaufrey, 2010). La métaphore du métro est universelle,26 car la représentation cartographique serait universellement partagée : « aux cartes sont attachées des connotations culturelles, des qualités implicites qui réfèrent aux conditions de vie urbaine : “l’urbanité métropolitaine”, “le flux”, “le transport”, “les carrefours”. »Nos réflexions sur la carte du métro comme métaphore de visualisation nous ont fait traverser les quatre ponts suivants :Topographique : de l’expérience de l’espace physique urbain du métro à la représentation des structures d’informations ;Topologique : de la représentation des données à la communication des informations ;Spatial : du dialogue topographie - topologie à une métaphore de visualisation universelle ;Cognitif : de la métaphore à l’expérience personnelle effectuée dans l’espace individuel et/ou collaboratif pour la représentation et la visualisation des connaissances.Dans notre article nous avons présenté un cheminement de différents usages de la carte du métro. Le lien commun de toutes ces cartes c’est la représentation de relations spatiales, topographiques, topologiques et cognitives pour l’usage de la métaphore du métro. Déplacements géographiques et représentation des connaissances partagent des concepts communs : la notion de mouvement, la notion de lien et la notion de réseaux. Un point de la carte est toujours lié à un autre point par un trajet, un concept, une idée. Nous constatons que les informations ne se lisent plus, elles se regardent !Nos futures recherches portent sur l’utilisation de la carte du métro pour la création d’un modèle d’apprentissage interactif (Cull, 2008) basé sur la métaphore spatiale de l’apprentissage qui est vue comme un voyage cognitif.27 La carte devient le lieu d’une expérience qui correspond à la métaphore conceptuelle universelle du voyage (Collard, 2009). Ce travail est le fruit d’une recherche appliquée sur un nouvel environnement de formation conçu à partir de l’utilisation de la métaphore du métro : Metroteach© Ici la carte du métro utilise une métaphore de la vie quotidienne (Lakoff, 1985) qui permet de structurer, de penser, de percevoir et de faire l’enseignement, mais surtout de fournir un nouveau système conceptuel de formation dans un environnement interactif. Cela correspond finalement à un méta-concept applicable à l’apprentissage, car la carte permet de définir un système conceptuel de la formation.