Visualisation de données : les leçons de l'Histoire

Nantes, 23 mai 2012 Atelier participatifVisualisation de données- les leçons de l’Histoire - Gaëtan Gaborit Liens et références en fin de document

William Playfair 1780Une citation plus que jamais d’actualité, cependantles graphiques de mauvaise qualité pullulent.

François Lenglet France 2 « Des paroles et des actes » 12/01/2012La base des histogrammes ne correspond pas à zéro : une différencede 15 points entre les États-Unis et la France se traduit par ledoublement de la hauteur du rectangle.Allemagne ~ Zone Euro : 3,3 points de différenceZone Euro ~ France : 7,4 points de différenceLa différence de hauteur entre les rectangles ne correspond pas.

Un document de prospective intéressant : 260 pageset 500 graphiques mais également le catalogue desgraphiques par défaut d’Excel 2003…

Une comparaison difficileTorticolis assuré Qui chez Microsoft a bien pu choisir les couleurs par défaut ?

Et puis, un beau jour le vilaincrapaud s’est transformé enune jolie princesse…

Information is beautiful (2009) David Mc CandlessVotre mission consistera, si vous l’acceptez, à répondre aux questions suivantes en moinsd’une heure :Quelle couleur symbolise l ’énergie chez les Japonais ?La symbolique chromatique des Africains est-elle plus proche de celle des Américains ou biende celle des Chinois ?

Quelle est l’échelle des cercles ? Le temps est passé aussi vite entre 1900 et 1950 qu’entre 1980 et 2008… « Je peux aussi faire un graphique correct bien que traditionnel, mais je le mets en tout petit parce qu’il ne me permet pas d’exprimer mon talent de graphiste designer graphique. »Essentials of Sociology

2033 Atlas des futurs du monde (2010) Virginie RaissonUn papillon c’est plus joli qu’une pyramide (des âges). Mais est-ceplus lisible, surtout lorsque l’échelle est logarithmique ?

Temporal super graphics : BIS²Un temps élastique, un lissage des valeurs dénué de tout sens…

L’autocitation, ou quand la moindre liste qui prétend àl’exhaustivité se transforme forcément en table de Mendeleïev, etchaque processus en plan de métro.La visualisation de données serait-elle en train de virer au kitch ?

Nous avons tous appris à écrire et à compter, mais qui abénéficié d’une véritable formation sur l’élaboration et lalecture des graphiques ?Et si cette formation commençait par l’étude des « pèresfondateurs » de la discipline ? Non pas pour jouer lesgardiens du temple et les conservateurs mais pourcomprendre comment ces inventeurs ont élaboré etdiffusé leurs créations. Peut-être pour avoir une chancede se montrer aussi créatif un jour…

Un auteur et un site de référenceMickaël FriendlyMilestones in the history of thematic cartography,statistical graphics, and data visualization.

- Un âge d’or durant la seconde moitié du XIXe siècle.- Peu de nouveaux développements au cours du XXe siècle.- Une reprise à partir de 1970.

Hereford (GB) 1290La cartographie, unepratique qui remonte àplusieurs millénaires.Ce caractère précoce estpeut-être due à un degréd’abstraction limité : onutilise l’espace pourreprésenter l’espace.Pas de métaphore àproprement parler.

Nicole Oresme 1370 Économiste, mathématicien, physicien, astronome, philosophe, psychologue, musicologue, théologien… et évêque de Lisieux. Un des premiers, sinon le premier, à représenter sous forme graphique le rapport entre deux variables.

Joseph Priestley 1765 Inventeur de la « time-line » il figure le temps par l’espace. La lecture du temps de gauche à droite deviendra la norme en Occident. Il découvre également un procédé pour fabriquer de l’eau gazeuse...

1782 Charles de FourcroyUne analyse visuellede la superficie de200 villes, quiprend place dansune réflexion sur lataille optimaled’une ville.Déjà, le graphiquecomme outil d’aideà la décision,médiation entrel’expert et ledécideur.

William Playfair 1786L’inventeur de trois types dereprésentations graphiques

La série statistique chronologique sous forme de courbe.

Le graphique à barre.

Le graphique à secteurs (camembert).Il multiplie les informations sur un même graphique : ici la superficie(taille du cercle), le nombre d’habitants (ligne rouge), le revenu del’État (ligne jaune)…

Il tente d’établir graphiquement le rapport entre deux variables :ici le salaire moyen hebdomadaire et le prix de la farine.

Il écrit des textes sur les avantages desgraphiques …

Il pense que cette méthode peutfavoriser l’étude de la statistique…

Charles Dupin 1826 Première carte « teintée » (carte choroplèthe), représentant le nombre d’habitants par garçon scolarisé. Dupin introduit la carte thématique dans les débats parlementaires. Il est le premier à évoquer la ligne Saint-Malo – Genève qui sépare la France industrielle et urbaine du Nord-Est, à la France agricole et rurale du Sud-Ouest. Un clivage qui s’inscrira longtemps dans les consciences.

1829Balby & GuerryUne réponsecartographiqueaux questionssociales del’époque.Est-ce queniveaud’instruction etde criminalitésont liés ?

André-Michel GuerryHistogrammes circulaires qui précèdentceux de F. Nightingale 1829

Florence Nightingale 1857Figurer les causes de décès pour attirer l’attentiondes politiques sur les conditions d’hygiène dans leshôpitaux militaires.

Armand-Joseph Frère de Montizon 1830Représentation de la population par un semis depoints plus ou moins dense : 1 point = 10 000 hab.

Charles Joseph Minard 1825Un graphique et 5 variables (surface totale, prix moyens) pourconvaincre les autorités de construire un nouveau canal afind’approvisionner Paris en pavés de meilleure qualité.

Les différentes marchandises et le tonnagetransporté entre les villes. 1845

1859Trafic des ports maritimes et des fleuves.Première carte avec des symboles proportionnels.Le trafic sur les fleuves est symbolisé par la largeur.

1861L’origine de la viande vendue à Paris, selon le type de viande.Première carte avec des diagrammes circulaires.

Carte de flux, ici sur les immigrants. 1862

1869Souvent considérée comme un chef-d’œuvre, la carte des pertesde l’armée napoléonienne lors de la campagne de Russie. Denombreuses variables : temps, localisation , distance,température, nombre de survivants.

² 1868 Émile Levasseur Le premier cartogramme. La localisation est conservée, la forme est simplifiée, et la surface représente une autre variable que l’espace.En 1885, Levasseur publie « La statistiquegraphique », premier état des lieux de cettenouvelle discipline.

Francis Walker 1874Premières pyramides des âges, pour illustrerles données du 9e recensement américain de1870.

1879-1899 Albums de statistiques graphiquesPubliés chaque année par leMinistère des travauxpublics de 1879 à 1897 sousla direction d’ÉmileCheysson.L’apogée dumouvement

1888ÉmileCheyssonPremière carte enanamorphose :transformation dela distanceeuclidienne endistance temps

Luigi Perrozzo 1880La 3D pour représenter 3 variables : âge del’époux et âge de l’épouse au moment dumariage, nombre d’époux et d’épouses.

Ceci n’est pas un sex-toy…

1896 Jacques BertillonTrois informations dans un rectangle :• hauteur : part des étrangers dans la population• largeur : population totale• surface : nombre absolu d’étrangers

Économistes, médecins, ingénieurs et administrateursde l’État sont les principaux acteurs de cette histoire.La géographie académique reste dubitative face à ces nouvelles formes,ainsi que certains statisticiens : « Nous avons renoncé à l’usage desprocédés graphiques, parce qu’ils ne nous paraissent pas avoir le degré derigueur nécessaire (…) il ne peut en résulter pour l’esprit que des idéesvagues et peu nettes » ( Dufau, 1840)Les tentatives de standardisation échouent. En effet, deuxconceptions s’opposent : une vision artistique permissive, etune vision plus rigoureuse qui souhaiteraient établir unevéritable grammaire graphique (les signes forment unlangage et un langage a besoin de règles).À partir de la fin du XIXe siècle peu d’innovations, mais unelarge diffusion des méthodes graphiques dans différentsmilieux : les médias, le monde des affaires, l’enseignement…

Estonie, album statistique.Le retour du figuratif 1925

Willard C. BrintonGraphic Presentation1ère édition : 1914L’édition de 1939compte plus de 500pages. Tous les typesde graphique, toutesles techniques sontprésentés etqualifiés.

Le cosmographe :une machine signéeIBM pour réaliser desdiagrammes de flux.1000 bandelettes depapiers regroupéesselon les flux àreprésenter, puisphotographiées.

1920Isotype« Système international déducationpar les images typographiques »Otto NeurathGerd ArnztUn nouveau langage qui seveut simple, universel et nonverbal. Conçu à l’origine pourl’éducation des jeunesenfants, il reste utilisé dans lesdomaines de la signalétique etde l’information graphique.

Théorie du GestaltBerlin, 1920Mécanisme de structuration desperceptionsDans une combinaison d’éléments,on perçoit d’abord l’ensemble

Loi de la similaritéDéfinition d’un ensemble de lois empiriques sur laperception graphique et le regroupement d’éléments.Notions très utilisées en design graphique et pourl’élaboration des interfaces.

1967 Jacques Bertin Un cadre théoriquefondée sur la pratique« La sémiologie graphique »

Une œuvre très riche,mais difficile d’accès.

À partir des années 1980, la visualisation dedonnées va connaître un nouvel essor dû- au développement des sciences cognitives,- aux évolutions technologiques.Interactivité et animation offrent denouvelles possibilités : a priori attrayants lesgraphiques qui y recourent sont-ils pourautant efficaces en termes de transmissiond’information ?

Cleveland & McGill 1984Graphical perception : theory, experimentation, andapplication to the development of graphical methodsTester de façon rigoureuse auprès d’utilisateursl’efficience des différents types de graphiques

Mackinlay 1986Automating the design of graphical presentations ofrelational informationUn langage formel pour construire desgénérateurs automatiques de graphiques.

Simkin & Hastie 1987An information-processing analysis of graph perceptionIdentification des processus cognitifs mis enœuvre lors de la lecture d’un graphique.

2002Mireille BetrancourtTECFA Université de Genève« Les animations sont-ellesvraiment plus efficaces ? »Revue d’intelligence artificielle[…] les graphiques statiques ont un […] avantage : ilspermettent facilement la comparaison entre états, etla réinspection des actions et états précédents. Aucontraire, les animations sont fugaces, et lorsqu’ellespeuvent être réinspectées, elles doivent être étudiéesen mouvement, où il peut être difficile de percevoirtous les changement élémentaires simultanément.

ConclusionUne histoire riche qui mérite d’êtreconnue, enseignée et étudiée.Une recherche contemporaine active quidoit faire l’objet d’une veille attentive.

… et pour finir, une jolie réponse à laquestion « qu’est-ce qu’un graphique ? »C’est transposer uneréalité abstraite en unefiction concrète

Sources et références (1/2)3. Une critique du graphique de François Lenglet sur le site « Images des mathématiques »4. France 20257. David Mc Candless : site personnel , vidéo TED20108. Essentiels of sociology9. Atlas des futurs du monde, un ouvrage de référence malgré des graphiques discutables10. Bis, pour une critique très argumentée de ce type de graphique lire Stephen Few (pdf)11. A periodic table of vizualisation methods13. Milestones in the history of thematic cartography, statistical graphics, and data visualization15. Hereford map16. L’œuvre scientifique de Nicole Oresme, par Alain Costé17. Joseph Priestley (wikipedia.fr)18. Sur Charles de Fourcroy, lire l’article « Grandeur et population des villes au XVIIIe siècle », de François deDainville19. Beaucoup de ressources sur William Playfair sont disponibles sur le web, on pourra consulter sur Gallica latraduction française réalisée par Donnant de l’ouvrage fondateur de Playfair parue en France en 1802 sous le titre« Élemens de statistiques » (sic).31. Sur Minard, voir cette biographie, sur Gallica voir son opuscule « Des tableaux graphiques et des cartesfiguratives », paru en 1862.37. Émile Levasseur : « La statistique graphique » 1885, « Quelques réflexions sur la statistique graphique » 1886.44. Le géographe français Gilles Palsky a écrit plusieurs articles sur l’histoire des méthodes graphiques : « Les débatssur la normalisation des cartes thématiques et des graphiques (1857-1901). Élements d´histoire de la sémiologiegraphique. » (en anglais), « La cartographie statistique de la population au XIXe siècle », « Émile Levasseur, àl’interface des sciences sociales »47. Willard C. Britton « Graphic Presentation » (+ extraits HD )53. Les archives de Gerd Arnzt, voir également cette galerie Flickr.57. Un entretien avec Jacques Bertin, une présentation de ses travaux, un article sur le développement de lagraphique de 1967 à 1997, et un autre sur l’itinéraire et l’évolution de la pensée de Jacques Bertin.

Sources et références (2/2)60. Graphical perception : theory, experimentation, and application to the development of graphical methods,William S. Cleveland ; Robert McGill61. Automating the Design of Graphical. Presentations of Relational Information. Jock Mackinlay62. An information-processing analysis of graph perception, David Simkie & Reid Hastie63. Les animations sont-elles vraiment plus efficaces ? Mireille Bétrancourt, Julie Bauer-Morrison et Barbara Tversky Je suis à la recherche de l’ouvrage de Gilles Palsky « Des chiffres et des cartes : naissance et développement de la cartographie qualitative française au XIXe siècle », paru en 1996 et édité par le Ministère de lenseignement supérieur et de la recherche, Comité des travaux historiques et scientifiques. Merci de me contacter à gaetan.gaborit@wanadoo.fr si vous souhaitez le vendre, ou me le prêter.

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Visualisation de données : les leçons de l'Histoire

by Gaëtan Gaborit on May 30, 2012

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