Histoire-Géographie

Une année de cartographie en Quatrième...

Cyrille Chopin — 2022-09-15T06:40:38Z

Durant l'année scolaire 2021-2022, la classe de Quatrième 4 du collège Raoul Dufy (Le Havre) a participé à la douzième édition du Concours Carto 4ème (CC4) organisé par l'association Concours Carto.

Le principe du concours est simple. Les élèves travaillent par binôme et doivent réaliser une carte sur l'insertion d'un territoire, régional ou national, dans la mondialisation.
La recherche documentaire, l'élaboration de la légende puis la réalisation de la carte sont accomplies de manière autonome par les élèves en dehors de leurs heures de cours. Chaque binôme a la possibilité de solliciter le professeur pour d'éventuels conseils. Tous n'y recourent pas.
Chaque binôme réalise une production lors de l'une des quatorze semaines que dure le premier tour. Ce travail cartographique est évalué par les élèves d'un autre établissement et par l'ensemble des professeurs... à l'exception de celui de la classe. Les élèves qui ne présentent pas de carte notent une carte d'un autre établissement et, surtout, la commentent sur le site du concours. Il s'agit non seulement de souligner les points forts de la carte mais aussi de dispenser des conseils. Les quatre meilleures cartes sont qualifiées pour le tour suivant.
En tout, le concours se déroule en cinq étapes, du tour préliminaire à la finale qui réunit les quatre meilleurs binômes.

Les élèves récompensés ne sont pas seulement les élèves qui produisent les meilleures cartes mais également ceux qui font preuve de régularité et d'objectivité dans la notation de leurs pairs. La qualité des commentaires est également distinguée. Enfin, un classement met en avant la classe qui réunit l'ensemble de ces compétences.
Les modalités d'évaluation permettent de maintenir la motivation au sein de la classe même lorsque les binômes sont éliminés de la compétition.

La participation de la classe à ce concours est fructueuse à bien des égards. En premier lieu, elle permet aux élèves d'intégrer les codes cartographiques à travers la pratique quasi hebdomadaire de l'évaluation et, surtout, du commentaire d'une carte. Par ailleurs, la lecture des commentaires formulés par les autres élèves est l'occasion de prendre conscience de certaines de ses erreurs et de s'améliorer. Ces mêmes commentaires sont même à l'origine d'échanges entre commentateurs et concepteurs de la carte :

Un exemple d'échanges fructueux

D'autres compétences sont également travaillées à travers cet exercice, notamment en matière d'argumentation.

Tous les élèves de la classe n'ont pas réalisé plusieurs cartes. Sur les quatorze binômes, trois ont atteint les huitièmes de finale (2 cartes réalisées), deux les quarts de finale (3 cartes) et un la finale (5 cartes). Quel que soit le nombre de tours franchis, les progrès en matière de compétences cartographiques des élèves de ces binômes sont flagrants.
Les légendes sont de mieux en mieux hiérarchisées, ne sont plus de simples descriptions du territoire étudié et répondent de mieux en mieux à une problématique qui devient de plus en plus adaptée au territoire étudié. Le questionnement de la première carte réalisée par les élèves de Le Havre 4, le groupe qui a atteint la finale, est ainsi : « Comment Terre-Neuve-et-Labrador ont-ils su trouver une place dans la mondialisation ? ». Celui de leur cinquième et dernière carte est plus précis en matière de vocabulaire et plus pertinent : « Pourquoi les littoraux du golfe de Guinée sont-ils une interface stratégique dans la mondialisation ? ».

Le travail de recherche documentaire nécessaire à la réalisation des cartes s'accompagne par ailleurs d'une fréquentation accrue de cartes « extra-scolaires ». Les apprentis cartographes ne travaillent plus seulement sur les cartes du manuel ou celles produites par leur professeur. Les atlas, les magazines spécialisés comme Carto sont l'occasion de découvrir de nouvelles astuces cartographiques et de les mettre en œuvre. Pour ne donner qu'un exemple, les élèves du Havre 4 se sont heurtés à la représentation des différentes caractéristiques des métropoles. Ils ont choisi de placer, en léger retrait, sur une même ligne les figurés qui les illustrent. Ces figurés sont en général des pictogrammes. Ce procédé est notamment mobilisé pour réaliser les cartes du Maranhão (quart de finale) et de la Thaïlande (demi-finale). Cette astuce vise à rendre la carte plus lisible. Ni le manuel de Géographie ni leur professeur ne recourent à celle-ci…

Un exemple de progression, les cartes du Havre 4

Carte 1

Carte 2

Carte 3

Carte 4

Carte 5

Bilan

A l'évidence, en dépit de la pratique par tous les élèves de la notation et, surtout du commentaire, le niveau élevé du concours favorise davantage la progression des élèves qui franchissent le premier tour et peuvent ainsi réaliser une voire plusieurs autres cartes. Il est bien entendu regrettable que tous les élèves ne puissent pas réaliser plusieurs cartes. Cependant, ce dispositif offre la possibilité à tous les élèves d'une classe de donner le meilleur d'eux-mêmes et d'approfondir leurs compétences dans un domaine encore peu travaillé à ce stade de leur scolarité. Par ailleurs, c'est à notre sens un moyen d'individualiser les apprentissages… à condition de raison garder et de ne pas perdre de vue que le niveau atteint par les élèves qui accèdent aux deux derniers tours excèdent souvent de très loin les compétences attendues en cycle 4. Enfin, il faut prendre conscience que ce concours favorise la cohésion du groupe-classe. Chaque semaine, les élèves récompensés, qualifiés ou même éliminés après plusieurs tours sont applaudis par l'ensemble de la classe à l'annonce des résultats. Même après leur élimination, l'ensemble des élèves de la classe a suivi avec un grand intérêt les cartes et le parcours de deux des leurs jusqu'en finale.

Au final, participer au CC4 en 2022 a été particulièrement bénéfique pour les élèves. Ils ont travaillé autrement, de manière plus autonome, et acquis des compétences qui dépassent le domaine de la seule cartographie. Cette aventure a également contribué à améliorer les relations au sein de la classe.

Vivement la treizième édition !

De l'information fallacieuse à la vérification des faits

Cyrille Chopin — 2020-05-11T10:28:52Z

En Sciences numériques et Technologie, le thème consacré aux données structurées et à leur traitement peut être orienté afin d'initier les élèves à une démarche propre à décrypter les informations fallacieuses ou fake news.

L'une des entrées du programme des Sciences numériques et Technologie (SNT) est consacrée aux données structurées et à leur traitement. Ce point du programme peut être mis au service de l'Éducation aux Médias et à l'Information, en l'occurrence au décryptage des infox.

La séance proposée ici entend montrer comment initier les élèves à une analyse raisonnée de données structurées afin de mettre en perspective une information fallacieuse.

Du 26 décembre 2017 au 8 janvier 2018, les États-Unis d'Amérique, notamment le Nord-Est du pays, connaissent un épisode climatique particulièrement rigoureux.

Températures minimales et maximales aux Etats-Unis d'Amérique - 27 décembre 2017 - Source : National Weather Service - NOAA

National Weather Service - NOAA

Températures minimales et maximales [1] aux Etats-Unis d'Amérique, le 27 décembre 2017 - Source : National Weather Service - NOAA

Au début de cet épisode climatique extrême, le président des États-Unis d'Amérique, Donald Trump, poste le message suivant sur le média social twitter :

Autant il est difficile de déterminer le niveau de duplicité d'un tel message - méconnaissance de la différence entre temps et climat ? instrumentalisation d'un épisode climatique pour légitimer une posture climato-sceptique et justifier l'annonce du retrait des États-Unis d'Amérique de l'Accord de Paris [2] ? -, autant il semble nécessaire pour les élèves :

d'être capable d'évaluer la pertinence d'une telle affirmation sur le plan scientifique afin de ne pas tomber dans le piège de l'argument d'autorité ou de notoriété ;
d'acquérir une démarche pour ce faire (recherche de données, évaluation de la pertinence de ces dernières, analyse et interprétation de l'information traitée).

Deux heures sont dédiées à la réalisation de cette séance.
Dans un premier temps, la problématique du travail est élaborée en commun avec les élèves par la présentation successive de l'épisode climatique qui touchent les Etats-Unis à la fin du mois de décembre 2017 et du message de D. Trump. Ce dernier est traduit par un.e élève.
Ensuite, les élèves travaillent en autonomie par groupe de quatre en salle informatique. Chaque élève dispose d'un poste pour travailler. Une fiche récapitule les différentes étapes du travail à réaliser :

évaluation de la pertinence de la source de données ;
téléchargement puis traitement des données afin de replacer l'épisode climatique sur le long terme ;
interprétation des résultats obtenus afin de comprendre la posture adoptée par Donald Trump ;
écriture et enregistrement d'une émission de fact checking sur le modèle de : levraidufaux de franceinfo. L'enregistrement est réalisé à l'aide d'Audacity.

La fiche de travail intitulée Températures new-yorkaises et politique aux EUA - Fact checking est disponible ci-dessous :

au format *.odt	au format *.pdf
Températures new-yorkaises et politique aux EUA - Fact checking	Températures new-yorkaises et politique aux EUA - Fact checking

Si les outils de traitement des données sont laissés au choix des élèves, ils ont tous employé LibreOffice Calc pour accomplir le travail. Aucun groupe n'a mobilisé les connaissances acquises pour ce faire en Python, notamment le module pandas.

Vous pouvez écouter ci-dessous l'une des émissions réalisées par les élèves :

[1] Les températures sont exprimées en degrés Fahrenheit. Pour mémoire, l'eau gèle à 32°F. Pour convertir en degrés Celsius, il faut ôter 32 à la température en degrés Fahrenheit puis diviser le résultat par 1,8.

[2] Elle est notifiée au secrétaire général des Nations Unies le 4 août de la même année.

FIG 2019. Les mobilités pendulaires, des mobilités durables ?

Cyrille Chopin — 2020-03-06T09:32:45Z

Cet article reprend, pour partie, la proposition de séquence pédagogique présentée lors de l'édition 2019 du Festival International de Géographie de Saint-Dié-des-Vosges. Il tient compte de sa mise en œuvre en enseignement de SNT avec les élèves de quatre classes de Seconde du lycée Guillaume le Conquérant (Lillebonne, Seine-Maritime).

En seconde, le programme de Sciences numériques et technologie (SNT) peut être l'occasion de mettre en œuvre des « mini-projets » afin d'aborder des problématiques historiques ou, en l'occurrence, géographiques. La séquence proposée ici mobilise ainsi les compétences acquises par les élèves en matière de « traitement des données structurées » (filtre, tri, calcul, ...), de géolocalisation et de cartographie numérique pour étudier les mobilités pendulaires.
À travers l'enjeu de santé publique que représente la réduction de la pollution automobile, il s'agit de placer les élèves dans une démarche à la fois scientifique et civique. Dans un premier temps, il élaborent puis mettent en œuvre un protocole de traitement de données géolocalisées afin de modéliser les émissions automobiles de dioxyde de carbone. Dans un second temps, ils sont conduits à analyser les résultats obtenus afin de proposer des pistes de réduction de la pollution à laquelle contribuent ces rejets.
Les difficultés rencontrées par les élèves sont doubles. Elles résident, en premier lieu, dans l'élaboration d'une analyse pertinente des données mises à leur disposition. Elles sont liées également à leurs inégales capacités à mobiliser des connaissances issues de disciplines différentes (Physique pour le calcul de la vitesse, Mathématiques pour le calcul de la longueur d'un segment dans un repère orthonormé, ...). Ces obstacles se doublent par ailleurs d'un inégal investissement des élèves dans les apprentissages en SNT, notamment en matière de programmation avec Python. Aussi, nous avons envisagé différentes pistes pédagogiques en fonction de leurs différentes compétences et appétences.

Collecte des données

Les données de géolocalisation exploitées par les élèves ont été collectées depuis un véhicule automobile à motorisation thermique (essence) depuis Manéglise, une commune de la couronne périurbaine, vers le pôle urbain de l'aire urbaine du Havre (Seine-Maritime, Normandie). L'enregistrement s'est déroulé le matin, entre 8 h 15 et 8 h 45. Il a été réalisé par nos soins à l'aide de l'application NMEA Tools Pro [1].

Les données enregistrées peuvent être téléchargées ci-dessous :

Données enregistrées avec NMEA Tools Pro le 19 juin 2019

Données enregistrées avec NMEA Tools Pro le 19 juin 2019

Étape 1 - Décoder une trame NMEA 0183 (protocole de communication avec un GPS)

Après présentation des objectifs de la séquence, les élèves découvrent les données enregistrées avec l'application NMEA Tools Pro. C'est l'occasion d'insister sur les nécessaires nettoyage et tri à réaliser avant d'envisager un traitement pertinent de ces données. En l'occurrence, les données collectées mêlent différents types de trames. Seules les trames NMEA 0183 sont exploitées par les élèves. Dans un premier temps, la nature, le format et la fiabilité des données de géolocalisation transmises par un récepteur GPS et formulées selon la norme élaborée par la National Marine Electronics Association sont exposés aux élèves. Un rapide exercice permet de vérifier ensuite qu'ils sont capables d'identifier correctement l'horaire et les coordonnées géographiques de transmission d'une telle trame mais également d'en mesurer la fiabilité [2].

Étape 2 – Élaborer un protocole de traitement des données pour estimer les émissions de dioxyde de carbone générées par les mobilités pendulaires dans l'aire urbaine du Havre

Il s'agit pour les élèves d'élaborer une démarche de résolution de problème en précisant les différentes étapes du traitement des données de géolocalisation. Ils doivent également mesurer les limites de ce dernier.

Le calcul des émissions de dioxyde de carbone d'un véhicule automobile est estimé à partir d'une équation [3], fournie aux élèves, qui requiert de disposer de la vitesse du véhicule.
Les trames NMEA permettent de calculer en premier lieu la distance parcourue à partir des coordonnées géographiques (latitude, longitude) des points successivement parcourus par le véhicule. La vitesse du véhicule est ensuite aisément estimée car les points géolocalisés sont enregistrés toutes les 15 secondes. Le fichier de données transmis aux élèves est en effet simplifié [4] de manière à traiter un nombre moins conséquent de données.
Cette démarche de traitement des données ne peut cependant aboutir qu'à une estimation des émissions de dioxyde de carbone du véhicule. En effet, la surface parcourue par le véhicule n'est pas plane (rotondité de la Terre, altitudes différentes). Par ailleurs, les segments mesurés par les élèves ne suivent pas toujours les courbes des infrastructures routières ...
La cartographie des points parcourus par le véhicule et des segments mesurés par les élèves permet d'illustrer ces limites :

Trajet mesuré par les élèves

Notons, par ailleurs, que l'écart de 15 secondes entre deux enregistrements ne permet pas toujours de correctement prendre en compte les ralentissements du véhicule occasionnés par le trafic à l'entrée de ville...

Selon les classes, nous avons soit élaboré le protocole de traitement des données et mesuré ses limites en commun avec les élèves soit guidé puis validé une réflexion menée par groupe de deux.

Étape 3 - Traiter les données

Le traitement des données simplifiées mises à disposition des élèves sur l'espace numérique de travail de l'établissement est laissé à la libre appréciation des élèves. Pour la majorité d'entre eux, ils optent pour le tableur de la suite LibreOffice. Une minorité les exploite grâce à la librairie pandas de Python. Dans les deux cas, ils réinvestissent des compétences abordées lors d'une précédente séance (ouverture et enregistrement d'un fichier au format *.csv, ajout d'une nouvelle colonne de données à une feuille de calcul ou à un dataframe).

Le fichier de données dont disposent les élèves est le suivant :

Données simplifiées

Ce fichier de données enregistré au format csv (séparateur : point-virgule) regroupe les trames NMEA 0183 enregistrées toutes les 15 secondes sur le trajet Manglise - Le Havre le 19 juin 2020 entre 8 h 15 et 8 h 45.

La production finale de chaque groupe prend la forme d'un fichier *.csv qui permet d'estimer la quantité de dioxyde de carbone émise entre deux points du trajet du véhicule automobile pris comme exemple dans ce travail.

Étape 4 - Cartographier les émissions estimées

Dans un dernier temps, les élèves sont conduits à cartographier les résultats de leur travail. Pour ce faire, nous avons privilégié l'usage d'un système d'information géographique, en l'occurrence QGIS. Une jointure [5], c'est-à-dire le fait de lier une couche géographique avec une table de données, est alors nécessaire pour associer chaque segment représenté sur la carte au fichier de données enregistrés par les élèves et donc à l'estimation des émissions de de dioxyde de carbone. Il est ensuite possible de représenter les segments parcourus par le véhicule en fonction de la quantité de dioxyde de carbone émise sur cette distance :

Emissions estimées de dioxyde de carbone

Étape 5 – Réduire les émissions de dioxyde de carbone générées par les mobilités automobiles dans l'aire urbaine du Havre

Il s'agit pour les élèves d'interpréter les résultats cartographiés, de les analyser et de formuler des pistes pour réduire les émissions de dioxyde de carbone liées aux mobilités pendulaires. Pour ce faire, ils identifient les sections du trajet qui donnent lieu aux plus importantes émissions de dioxyde de carbone afin d'en déterminer les causes possibles (limitations de vitesse, ralentissement du trafic lié au passage de deux à une voie, à la présence de feux tricolores, saturation du trafic, …). Ensuite, ils formulent des hypothèses qu'ils valident ou infirment en croisant les données qu'ils ont cartographiées avec les indications tirées de l'analyse des autres couches d'information. A l'issue de cette analyse, ils rédigent leurs propositions en vue de réduire les émissions de dioxyde de carbone générées par les mobilités automobiles de travail dans l'aire urbaine du Havre sous la forme d'un paragraphe argumenté et justifié. Cette production écrite est déposée sur l'espace numérique de travail.

[1] Cette application est disponible sur Google Play. Très aisée à prendre en mains, elle peut donc être mobilisée par tout enseignant qui désirerait reproduire ou adapter ce scénario pédagogique avec des données différentes. Il peut s'avérer cependant nécessaire de disposer de la version payante pour réaliser un enregistrement sans limitation de données.

[2] Nous leur avons concrètement demandé d'identifier la trame GPS de type GGA enregistrée à 061615.000 puis d'indiquer les coordonnées géographiques (latitude et longitude en degrés décimaux) et l'altitude du point où cette trame est enregistrée et de préciser enfin le nombre de satellites qui sont mobilisés pour cet enregistrement.

[3] Celle-ci est disponible dans une note réalisée en 2013.

[4] Le traitement des données collectées avec l'application NMEA Tools est aisé. Ces dernières sont enregistrées au sein d'un fichier au format *.txt. Chaque ligne correspond à une trame et chaque descripteur est séparé par une virgule. Il est donc possible d'ouvrir ce fichier dans un tableur tel que LibreOffice Calc. Ensuite, l'application de filtres permet de sélectionner successivement les trames GPS de type GGA puis des enregistrements toutes les 15 secondes. Le fichier est ensuite enregistré au format *.csv familier des élèves.

[5] Ce tutoriel vous permet de réaliser une jointure attributaire avec QGIS 3.x.

Ressources pour enseigner avec un système d'information géographique - Le pétrole, enjeux pluriels d'une ressource mondialisée

Cyrille Chopin — 2017-10-04T00:00:54Z

Le jeu de données proposé ici permet d'aborder différents enjeux que revêt le pétrole.

Sources :

Couches :
- GISCO.

Données :
- BP Statistical Review of World Energy (2017) ;
- classement Global Fortune des 500 plus grandes firmes en 2016 consulté en juillet 2017 ;
- site de l'Organisation des Pays Exportateurs de Pétrole (OPEP) consulté en juillet 2017 ;
- site de l'United States Energy Information Administration consulté en août 2017 ;
- site du Natural Resource Governance Institute ;
- Rapport sur le développement humain 2015 du Programme des Nations Unies pour le Développement ;
- site de The International Tanker Owners Pollution Federation Ltd consulté en août 2017 ;
- site du Centre of Documentation, Research and Experimentation on Accidental Water Pollution consulté en août 2017.

Aperçu des données disponibles :

Cliquez pour télécharger le jeu de données

Après téléchargement des données, il suffit d'ouvrir le fichier projet intitulé Pétrole_Enjeux_pluriels_d_une_ressource_mondialisée.qgs. QGIS dans sa version 2.18.9 doit être au préalable installé [1].

[1] Les tutoriels suivants vous permettent de vous familiariser rapidement avec ce logiciel :

Ressources pour enseigner avec un système d'information géographique - New York, ville globale / ville mondiale

Cyrille Chopin — 2016-11-11T17:08:51Z

Le jeu de données proposé ici permet, pour une large part, de déterminer si New York est une ville globale et/ou une ville mondiale. Il peut être ainsi utilement mobilisé pour aborder l'étude de cas consacrée à une ville mondiale en Terminale ES / L :

S'interroger sur les processus de ségrégations dans l'aire urbaine de New York à l'aide de QGIS

Sources :

Couches :

Données :

Cliquez pour télécharger le jeu de données

Après téléchargement des données, il suffit d'ouvrir les fichiers NY_Ville_globale_ville_mondiale.qgs et Ségrégations_et_hiérarchisations_spatiales_à_New_York.qgs. Il faut au préalable que QGIS dans sa version 2.16 soit installé [1].

[1] Les tutoriels suivants vous permettent de vous familiariser rapidement avec ce logiciel :

Les bassins de vie, nouveau zonage pour décrire l'habiter ?

Cyrille Chopin — 2012-12-18T09:40:57Z

Très récemment, l'INSEE a mis en ligne après révision le zonage en bassins de vie du territoire national. La définition des bassins de vie repose sur la définition de pôles de services. Un pôle de services est une commune ou une unité urbaine qui met à disposition des habitants plus de la moitié des équipements intermédiaires définis par l'INSEE. Les autres communes du bassin de vie sont agrégées au pôle de services en fonction de l'offre en équipements intermédiaires et de proximité. Cette définition postule donc une logique rationnelle des habitants fondée sur la réduction de la distance-temps et d'une organisation de leurs trajets à partir de leur domicile. Il faut cependant souligner que ce modèle de comportement ne peut refléter tous les modes d'habiter. Par exemple, L. Cailly a montré que les stratégies des périurbains obéissent à des logiques d'optimisation des déplacements qui prennent la forme de circuits, de « boucles programmées » [1]
... qui ne tiennent donc pas toujours compte de la distance entre l'équipement et le domicile. Le zonage en bassin de vie doit donc être nuancé lors de l'interprétation.

La notion d'habiter est devenue centrale dans les nouveaux programmes de géographie, notamment au collège. Elle est ainsi introduite dès la classe de 6e. Elle est au cœur de la première partie du nouveau programme de 3e intitulée « Habiter la France ». Le zonage privilégié pour aborder le territoire national est l'aire urbaine. Ce zonage est élaboré à partir d'un critère prépondérant : les navettes domicile-travail. Ces dernières ne permettent cependant pas à elles seules de décrire toutes les facettes des modes d'appropriation d'un territoire, l'habiter que décrit notamment M. Stock [2].

Le zonage en bassin de vie proposé par l'INSEE est-il à même de permettre une meilleure description des modes d'habiter ? Est-il pertinent d'utiliser ce nouvel indicateur en classe ?

Nous tenterons d'apporter ci-dessous une réponse en images à cette double interrogation à partir d'un exemple concret. Le thème 2 de la première partie du nouveau programme de géographie de 3e est consacré à la Région. L'une des capacités attendues des élèves est la réalisation d'un croquis de l'organisation du territoire régional. Nous avons préparé celle-ci avec un système d'information géographique en recourant largement au zonage en aires urbaines du territoire haut-normand. Qu'apporterait le recours au zonage en bassins de vie ?

Vous pouvez télécharger ci-dessous la couche d'information des bassins de vie du territoire métropolitain (zonage révisé 2012) :

Les bassins de vie du territoire métropolitain en 2012

Source : IGN et INSEE
Format : shapefile

[1] Laurent Cailly, « Existe-t-il un mode d'habiter spécifiquement périurbain ? », EspacesTemps.net, Textuel, 13.05.2008
http://espacestemps.net/document5093.html

[2] Mathis Stock, « L'habiter comme pratique des lieux géographiques. », EspacesTemps.net, Textuel, 18.12.2004
http://espacestemps.net/document1138.html