Programme de SNT · Thème 5 sur 7
Localisation, cartographie et mobilité en SNT : le thème qui fait taire la salle
Un thème court, deux semaines, mais celui qui produit le plus d'effet de l'année. Projeter mon propre historique de déplacements sur une carte, avec les dates et les durées, suffit à faire comprendre ce qu'est une trace numérique. Le reste du thème explique comment cette trace est produite.
Ce que demande le programme
Le programme officiel attend, pour le thème Localisation, cartographie et mobilité :
- le GPS et son équivalent européen Galileo : des satellites, des horloges, un calcul de position par trilatération ;
- les cartes numériques : coordonnées géographiques (latitude, longitude), couches, projection, et l'exemple d'OpenStreetMap comme carte collaborative ;
- le calcul d'itinéraire : un graphe de routes, un plus court chemin, ce que « plus court » veut dire selon qu'on compte la distance ou le temps ;
- les traces : comment un téléphone se localise (GPS, mais aussi Wi-Fi et antennes), qui conserve ces données, et la question de la confidentialité ;
- le format des données GPS (trames NMEA) pour lire une position brute.
Comment je le traite en classe
Le premier cours part de la question : comment mon téléphone sait-il où je suis ? Les élèves répondent « le GPS ». On découvre qu'il n'y a pas de GPS sous un toit, dans le métro ou en classe, et que le téléphone se localise pourtant, grâce aux réseaux Wi-Fi et aux antennes autour de lui. La trilatération se fait ensuite au tableau, avec trois cercles et un compas : c'est de la géométrie de collège, et le mot « satellite » cesse d'être magique.
La séance sur les cartes compare une carte papier, une carte en ligne et OpenStreetMap. On regarde comment une carte collaborative est construite, on corrige éventuellement un détail du quartier du lycée, et on note que la carte de nos téléphones est une base de données dessinée.
Le TP de cartographie
En demi-groupe : lire des coordonnées, placer des points sur une carte en ligne, puis importer une trace GPS fournie (un trajet enregistré par un téléphone) et répondre à des questions : d'où part-elle, combien de temps dure chaque arrêt, à quelle vitesse, et que peut-on déduire sur la personne. La dernière question est celle qui compte. Les élèves déduisent un domicile, un lieu de travail, des habitudes, en dix minutes, à partir d'un fichier texte.
Le TP se termine sur le téléphone de chacun : où se règle l'historique de localisation, quelles applications ont accès à la position, et pourquoi une application de lampe torche n'en a pas besoin.
L'itinéraire comme problème de graphe
Une séance, pas plus. Un petit graphe de villes reliées par des routes, avec des distances, et la question : quel est le plus court chemin ? Les élèves le trouvent à la main, puis on change les distances en durées et le chemin change. C'est suffisant pour comprendre ce que fait une application d'itinéraire, et cela fait écho aux graphes vus dans le thème des réseaux sociaux.
Ce qui coince
Les données personnelles. La règle est absolue : seules mes propres traces sont projetées. Un élève volontaire n'est pas un élève consentant quand c'est son professeur qui demande devant la classe.
La précision de la trilatération. Les élèves veulent savoir « à combien de mètres ». Je donne des ordres de grandeur (quelques mètres en extérieur, quelques dizaines avec le Wi-Fi, quelques centaines avec les antennes) sans entrer dans les corrections d'horloge, qui dépassent le programme.
Questions fréquentes
Faut-il des appareils GPS pour ce thème ?
Non. Les téléphones des élèves, une trace fournie et une carte en ligne suffisent. Le TP fourni contient la trace.
Comment lier ce thème aux données structurées ?
Une trace GPS est un fichier de données structurées : date, latitude, longitude, ligne après ligne. Je fais le TP de cartographie juste avant ou juste après le thème des données, et le même fichier sert deux fois.
Pour aller plus loin