À en juger par la frénésie et la fascination qui ont entouré le lancement de nouvelles applications comme Nasa Worldwind, Google Earth ou le Géoportail (mais on pourrait aussi bien citer les Pages jaunes), une petite révolution semble en marche dans le domaine de la cartographie numérique sur Internet (fig. 1). Soucieux d’adapter l’école au monde actuel, certains enseignants ont commencé à s’emparer de ces technologies et à les utiliser avec leurs élèves dans un but éducatif. Progressivement, les «globes virtuels» font donc irruption dans les classes et remplacent la carte murale ou l’atlas de géographie. L’accès gratuit à ces grands sites de cartographie numérique démocratise l’accès à l’information géographique, mais oblige à porter un regard critique sur le potentiel pédagogique et didactique de ces nouveaux outils cartographiques. La revue M@ppemonde a consacré plusieurs articles à la présentation et à la comparaison de ces «terres virtuelles sur Internet». Nous nous attacherons plus particulièrement à en dégager les atouts et les limites pour l’enseignement de la géographie.

1. Une révolution en marche dans la cartographie numérique sur Internet (Paris et la Bibliothèque de France en 3D) Source: Pages jaunes (consulté en mars 2007)

L’illusion du «monde dans la classe»

Une première façon — assez critique — d’aborder ces outils consiste en effet à les rattacher à un inventaire du monde. Ces globes donneraient l’illusion d’un accès direct au monde. Ils seraient la version moderne de nos imagiers d’autrefois, destinés à mettre «le monde dans la classe» (P. Clerc, 2002). Dans cette démarche empirique, les cartes sont considérées comme des images objectives et transparentes des territoires étudiés. A l’instar des cartes murales ou des cartes de manuel utilisées quelque fois comme simples illustrations du cours, ces cartes-images distribuées à flux continu sur Internet permettraient de perpétuer le «réalisme cartographique» (F. Audigier, 1995). On renoue d’une certaine façon avec la carte descriptive, montrant les lieux symboliques et participant à une «mise en image du monde». (D. Niclot, 2003).

L’illusion du monde dans la classe est renforcée par l’impression d’«un monde à portée de clic». Du bout de sa souris, l’utilisateur tient le globe virtuel (fig. 2), le fait tourner à volonté, l’incline dans tous les sens… au point parfois d’en perdre ses repères géographiques! Il peut aussi zoomer sur tel lieu familier, avant de faire défiler mers et continents et d’accéder à un autre lieu complètement exotique.

2. L’Asie retournée (Nord en bas): difficile de retrouver ses repères géographiques! Source: Google Earth (consulté en décembre 2006)

L’«effet de réel» est saisissant pour l’utilisateur qui croit observer la Terre partout et en temps réel. L’illusion d’optique s’effondre cependant assez vite, lorsque l’on découvre que les images ne sont pas récentes et qu’elles sont assemblées comme dans un gigantesque «patchwork» où l’on verrait les coutures: des cartes, des images satellitaires, des images aériennes, qui n’ont ni la même date, ni la même résolution (fig. 3). Peu importe que ces supports visuels renvoient à des méthodes d’élaboration et à des modes de lecture radicalement différents: l’informatique transforme tout en image. Des images et des cartes souvent muettes, qui n’offrent pas de légende ni de métadonnées (1) pour les comprendre et les analyser.

3. La plaine du Pô: une mosaïque d'images aériennes et satellitaires de différentes époques, de différentes résolutions et sans métadonnées pour les interpréter. Source: Google Earth (consulté en décembre 2006)

Ce nouveau «moyen d’enseigner à la carte» peut, dans certains cas, déboucher sur des confusions:

• une confusion entre la carte et l’image: la carte en tant qu’imago mundi peut être mise au service de la parole du maître, qui trouvera là un moyen moderne pour capter l’attention des élèves. Armé d’un vidéoprojecteur ou d’un tableau blanc interactif, il pourra manipuler des flots d’images — dont on ne sait souvent plus si ce sont des cartes, des images aériennes ou satellitaires ou encore des vues paysagères.
  Il pourra même exagérer les reliefs ou privilégier les vues obliques plongeantes, pour augmenter encore l’effet de spectaculaire. Comme chacun sait, toute carte «ment» d’une certaine façon, mais cette affirmation trouve un nouveau sens avec les outils de représentation numérique.
• une confusion entre l’espace terrestre et l’espace cartographique qui se trouvent auto-corrélés, presque fusionnés, du fait des coordonnées géographiques et du géoréférencement de l’information. Cette confusion est assez courante dans la cartographie scolaire où l’on a tendance à oublier la distinction fondamentale entre le référent (l’espace terrestre), le signifiant (l’espace cartographique) et le signifié (l’espace géographique). Dans ce contexte, les cartes peuvent devenir un simple outil de «monstration», c'est-à-dire «une exhibition ayant valeur de preuve» (M. Lussault, cité par J.Fontanabona, 2001)
• une confusion entre le monde réel et sa représentation virtuelle à l’écran: il s’agit encore de l’opposition classique entre le monde réel et sa représentation cartographique. Mais, s’agissant de la carte numérique en trois dimensions, se pose un problème supplémentaire: celui de l’immersion dans la carte à l’écran, dans laquelle on peut naviguer et se déplacer à volonté. L’interface graphique joue à plein dans la virtualisation de l’image. Mais ne nous y trompons pas. Même si l’effet est spectaculaire (fig. 4 et 5), ces environnements virtuels sont assez rustiques, à comparer des vrais univers 3D que les adolescents ont l’habitude de manipuler quotidiennement au travers des jeux vidéos: les modèles numériques de terrain permettent seulement de «draper» des cartes ou des images sur le relief, sans possibilité réelle d’immersion (du moins pas encore, au stade actuel des technologies sur Internet). La dimension immersive de ces globes est  avant tout liée à leur interface de manipulation directe: l’image du globe ne se limite pas à fournir un double tri-dimensionnel de la planète. Elle sert d’interface de navigation; elle est en soi une métaphore spatiale. C’est la raison pour laquelle ces globes ne sont jamais aussi spectaculaires que lorsqu’on les utilise avec un tableau blanc interactif, c’est-à-dire avec une interface tangible qui tend à faire oublier le clavier et l’ordinateur! Dès lors, l’interface graphique (l’espace de l’écran), presque «transparente», semble se fondre avec l’espace réel  du monde.

4. Vue oblique de Manhattan, mais cette image 3D suffit-elle à révéler la structure de la ville américaine et de son Central Business District (CBD)? Source: Google Earth (consulté en décembre 2006)

5. Visite virtuelle du massif du Mont Blanc: l’interface de navigation (une boussole) est fusionnée dans l’image; elle est en soi une métaphore spatiale. Source: Google Earth (consulté en décembre 2006)

Chacun sait pourtant que, plus l’image des lieux s’impose au regard, moins l’esprit humain est à même de voir et de comprendre ce qu’il voit. De là à penser que ces nouveaux outils nous ramènent à la leçon de choses et à la carte murale de l’école de Jules Ferry, il n’y a qu’un pas!

Des démarches d’exploration visuelle pour la géographie scolaire

Une autre façon — plus positive — de considérer l’usage de ces globes virtuels est d’examiner leur potentiel pédagogique. Ceux-ci comportent en effet trois caractéristiques intéressantes:

• ils permettent de rendre visible le monde, et parfois de le voir autrement
• ils donnent à découvrir et à explorer le monde
• ils réhabilitent des formes de «pensée visuelle»

Ces environnements virtuels peuvent donner à voir ce qui ne serait pas visible autrement (fig. 6): la vue verticale permet de prendre de la hauteur; la confrontation de vues instantanées (images aériennes et satellitaires) et de cartes interprétatives (cartes topographiques) favorise la visualisation de phénomènes géographiques; la navigation dans ces cartes et images interactives, couplée à des possibilités d’édition graphique ou textuelle, fournit un outil puissant d’investigation du réel. Ainsi pour les élèves, «la Terre est désormais vraiment ronde», contrairement à ce que suggéraient les mappemondes. Ce qui oblige à voir le monde autrement, ou du moins à favoriser un accès plus direct à ses différentes représentations.

6. Donner à voir ce qui serait invisible autrement: rupture et continuité du tissu urbain à Lyon. Source: Géoportail (consulté en décembre 2006)

Le voyage et l’exploration sont constitutives de la naissance et des premiers développements de la géographie. Ces outils renouent avec cette géographie exploratoire, qui ne se cantonne pas forcément à une simple description des lieux. D’aucuns penseront que cette géographie empirique est un peu surannée, voire dangereuse pour les élèves habitués au «tout-image» et qu’il est dommage de limiter l’usage de l’ordinateur à des fonctions d’affichage et de navigation, en oubliant ce qu’il peut apporter en terme de traitement et de calcul. Toutefois il convient de rappeler que la géographie s’est toujours nourrie d’images et que la production d’images a favorisé la construction de l’imaginaire géographique. Loin de dénaturer la démarche géographique, ces globes virtuels constitueraient donc des outils de consultation novateurs pour développer une «pensée visuelle».

La géographie anglo-saxonne accorde un certain crédit à la «géovisualisation» (MacEachren, 2005), qui consiste à repérer des entités spatiales ayant ou non des rapports logiques et, par l’enchaînement des sélections, à construire progressivement un raisonnement selon une méthode empirique. Cette «pensée visuelle» (en anglais visual thinking) serait favorisée par ces outils de consultation en ligne qui, malgré leurs capacités limitées de traitement, donneraient à voir le monde et à susciter un raisonnement géographique. Il s’agit bel et bien de réhabiliter des démarches inductives à partir d’expérimentations visuelles, favorisées par la multiplicité des points de vue et la diversité des parcours, induits par les potentialités de la cartographie numérique interactive.

Des usages qui restent à construire

Il conviendrait de conduire des observations fines sur l’usage réel de ces outils en classe: simples banques d’images, atlas interactifs de consultation et de navigation, ou véritables outils d’investigation et de re-présentation du monde? Pour l’instant, il est encore un peu tôt pour mesurer les usages pédagogiques de ces globes virtuels. Les quelques séances pédagogiques disponibles sur Internet montrent qu’ils concernent surtout Google Earth et secondairement Nasa Worldwind. Dernier venu sur Internet et moins séduisant que Google Earth, le Géoportail ne donne encore pas lieu à expérimentation pédagogique. D’abord destinées au grand public, ces «terres virtuelles sur Internet» sont une invitation au voyage. Mais elles ne sont pas explorées uniquement pour le voyage, la découverte, le dépaysement… Certains enseignants ont choisi de les mettre en œuvre pour l’étude des paysages urbains (essentiellement pour la morphologie des villes américaines), pour des études d’environnement ou d’aménagement local, ou encore pour des repérages terrestres (travail sur les coordonnées, les échelles, les mesures). Il est à noter que l’on observe encore peu d’utilisation en lien avec des sorties de terrain (tracés d’itinéraires, relevés GPS) et peu de réflexion sur les possibilités d’affichage multicouche. Il faut dire que les outils d’édition sont souvent réduits et se limitent essentiellement à placer des points remarquables (placemarks), ce qui n’est pas sans rappeler le temps où l’on plantait encore des punaises sur les cartes! Pour autant, certains enseignants commencent à proposer des pistes d’exploitation pédagogique originales (fig. 7): ainsi l’utilisation de marqueurs pour la visite virtuelle de San Francisco (fig. 8), conçue comme un itinéraire urbain à partir de photographies, ou encore l’étude de Washington, à partir d’un texte littéraire. Pour sortir du parcours imposé, d’autres enseignants préfèrent donner aux élèves à construire leur propre itinéraire, comme le montre cette étude du réchauffement climatique (fig. 9) à partir de Google Earth.

Malgré ces exemples prometteurs, il convient de rappeler que ces grands portails d’information géographique ne sont pas des Systèmes d’information géographique; ils ne comportent aucune base de données ni aucun outil d’interrogation (absence de requêtes spatiales ou attributaires), ce qui réduit considérablement les possibilités de traitement de l’information et donc de construction d’un savoir géographique. Néanmoins on peut jouer sur la superposition des couches, emboîter les échelles, ajouter ses propres couches d’information en superposition ou en transparence, ce qui constitue en soi un moyen inégalé de consultation et d’édition de cartes ou d’images numériques. Sans être révolutionnaires, ces outils sont donc susceptibles de favoriser certaines formes d’apprentissage par exploration. À condition bien sûr de dépasser la fausse immédiateté de l’image et la croyance un peu trop répandue, selon laquelle «le savoir est au bout du regard».

7. Création du plan de Bayeux au Moyen Age. Source: séance pédagogique proposée par G. Baduf (consulté en mars 2007)

8. San Francisco, centre d’impulsion mondial. Source: séance pédagogique proposée par J-M. Kiener (consulté en mars 2007)

9. Étude du réchauffement climatique et de sa prévention. Source: séance pédagogique proposée par M. Lohez (consulté en mars 2007)

Conclusion

Même si l’usage actuel des globes virtuels se limite parfois à une représentation iconique du monde dans la classe, nous pensons qu’un usage raisonné et construit des outils géomatiques peut déboucher sur de nouvelles manières de représenter et de penser le monde. Certes la carte à l’écran, pas plus que la carte papier, n’a le pouvoir de rendre compte totalement de la complexité du réel. Mais, par son potentiel, elle permet de raisonner autrement, en mobilisant d’autres modes de cognition spatiale: la «profondeur» de la carte-écran (Y. Carlot, 2004) peut favoriser de nouvelles formes de perception visuelle et de nouveaux processus cognitifs. En ce sens, il s’agit bien de nouveaux outils donnant de nouvelles formes d’intelligibilité du monde. Leur double dimension heuristique et expérimentale nécessite de nouveaux paradigmes d’apprentissage, dans une approche interdisciplinaire qui intègre les technologies de l’information (convergence avec les méthodes d’affichage et de traitement de l’information), la cartographie, l’épistémologie et la didactique de la géographie (éducation à un regard géographique).

L’usage pédagogique de ces nouveaux outils est susceptible de renouveler les pratiques cartographiques, l’enseignement de la géographie, voire l’image de cette discipline scolaire. Il fait resurgir des débats anciens sur le statut de la carte et de l’image au sein de la discipline géographique, mais pose également des problèmes inédits liés aux spécificités de la carte à l’écran et aux modes de visualisation qui lui sont appliqués. Il convient donc de réfléchir aux pratiques pédagogiques et à l'intégration des outils géomatiques dans l'enseignement de la géographie. Quels modes d'apprentissage instrumenté? Quels modes de traitement de l'information géographique? Comment construire des usages qui favorisent l'apprentissage critique de l'image et de la carte (qui ne doivent pas être confondues)? C’est pour débattre de ces questions que l’INRP a mis en place un Observatoire des pratiques géomatiques dans l’enseignement secondaire.

Sylvain Genevois (2)
20 mars 2007

Bibliographie et liens sur Internet

ARNOUD P. et BIAGGI C. (2002), «Cartes et images dans l'enseignement de la géographie», Actes du colloque «Apprendre l'histoire et la géographie à l'école» (Paris - 12 au 14 décembre 2002)

AUDIGIER F. (1995), Construction de l'espace géographique, Paris, Didactique des disciplines, INRP. ISBN: 2-7342-0506-8

AUDIGIER F., POIRIER B., BALDNER J.-M, «Représentations visuelles en histoire et en géographie» in Masselot-Girard M. et alii (1999), Image, langages - Recherches et pratiques enseignantes,  Paris,  INRP. ISBN: 2-7342-0635-8

CARLOT Y. (2004), «Images et raisonnement géographique: comment les SIG didactiques permettent-ils de mobiliser et de créer des images au service de la discipline scolaire?», 18^e Rencontres nationales des professeurs de géographie du Portugal, Braga, avril 2004

CLERC P. (2002), La culture scolaire en géographie. Le monde dans la classe, Rennes, PUR. ISBN: 2-86847-709-7

FONTANABONA J. et al.(2001), Cartes et modèles graphiques: analyse de pratiques en classes de géographie,  Paris,  INRP. ISBN: 2-7342-0697-8

GENEVOIS S. (2003), «Les SIG: un outil didactique innovant pour la géographie scolaire?» Cartes et Systèmes d'Information Géographique, Dossiers de l'Ingénierie Educative, CNDP n° 44, p 10-13.

GENEVOIS S. & JOLIVEAU T. (2005), Traiter l’information géographique avec des outils géomatiques: l’exemple du cyclone Katrina, Dossiers de l'Ingénierie Educative, CNDP n° 52, p 34-37,

MACEACHREN A.M. & KRAAK M.-J., dir. (2005), Exploring Geovisualization,  Pergamon. ISBN: 0-08-044531-4. ISBN: 0-08-044533-0

MEIRIEU P. (2004), L’évolution du statut de l’image dans les pratiques pédagogiques, CRDP de Lyon,

NICLOT D. (2003), Les cartes ou la conceptualisation du monde, Les manuels de géographie de l'enseignement secondaire, CRDP de Champagne-Ardenne, collection Mise à distance,  Sceren, p. 43-61. ISBN: 2-86633-361-6

MOTTET G. (1995), Images et construction de l'espace. Apprendre la carte à l'école,  Paris,  INRP. ISBN: 2-7342-0573-4

Observatoire de pratiques géomatiques pour le second degré (INRP):

Groupe de recherche géomatique

Liste de discussion 

Quelques séances pédagogiques disponibles sur Internet (en français)

BADUFLE G., La ville de Bayeux, morphologie d’une ville médiévale (en histoire) et européenne (en géographie) (consulté en octobre 2006)

BOYER L., Découvrir les formes du relief en 6^e avec Google Earth (consulté en février 2007)

CARIOU W., Une introduction aux grands repères géographiques du monde en 6^e (consulté en février 2007)

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L’HOSPITALIER F., Étudier un paysage urbain avec Google Earth, la Plaine Saint-Denis (93) (consulté en décembre 2006)

LOHEZ M., Utiliser Google Earth pour l’étude du réchauffement climatique (consulté en décembre 2006)

MUYL J-M., Un répertoire de vues de paysages agricoles (consulté en décembre 2006)

POUZIN J., Dynamiques urbaines et environnement urbain. Trois exemples: Evron, Italie, Paris (consulté en décembre 2006)

POUZIN J., La Façade atlantique nord-américaine (utilisation du tableau blanc interactif) (consulté en octobre 2006)

POUZIN J., Le front amazonien est-il un exemple de développement agricole? (consulté en octobre 2006)

ROBINOT Cl., Étudier les villes des Etats-Unis avec Google Earth: l’exemple de Détroit (consulté en septembre 2006)

ROBINOT Cl., Washington, capitale de la décision. (consulté en septembre 2006)

Site Recitus, Dossier images satellites à partir de Google Local (Google Maps) (consulté en décembre 2006)

Notes

(1) Métadonnées: ensemble structuré d'informations servant à décrire une ressource. En particulier pour une image aérienne ou satellitaire, il est essentiel de connaître la date d’acquisition, la précision de la saisie, la fréquence de mise à jour, l’organisme producteur…

(2) Sylvain Genevois est professeur agrégé d’histoire-géographie. Il est actuellement chargé d’étude et de recherche à l’Institut National de Recherche Pédagogique (INRP), où il contribue à animer un Observatoire des Pratiques Géomatiques pour l’enseignement secondaire. Il prépare une thèse (directeur Thierry Joliveau, CRENAM, Université de Saint-Etienne) sur l’usage des outils géomatiques dans l’enseignement de la géographie. Ses travaux portent sur l’usage critique des TICE à l’école ainsi que sur la place des SIG et des outils géomatiques dans le renouvellement des pratiques cartographiques et de la géographie scolaire.