LES INNOVATIONS SCIENTIFIQUES ET TECHNIQUES, FACTEURS D'ÉVOLUTION DE LA CARTOGRAPHIE

Gilles PALSKY

Université Paris--Val de Marne, UMR 8504 Géographie-cités

Bien que ce cycle de conférences porte sur la géomatique, cette communication ne traitera pas de la cartographie à l'ère du numérique, ou des applications des nouvelles technologies. La démarche proposée ici relève avant tout de l'histoire de la cartographie. Comment approcher historiquement cette question de l'innovation en cartographie ? Une question préalable s'impose : d'un simple point de vue théorique, que signifie "innover" en cartographie ? Quels aspects du processus de construction et de diffusion de la carte sont concernés ? En second lieu, ce que nous ressentons aujourd'hui, et depuis les années 1970 comme un profond bouleversement de la cartographie, à travers l'association de la carte et de l'ordinateur, a-t-il des précédents historiques ? Comme nous le verrons, d'autres transformations ont pu être considérées comme des "révolutions" cartographiques. Dans le temps relativement bref de cette présentation, je ne pourrai aborder le détail des progrès de la cartographie, mais je choisirai quelques exemples d'innovations importantes, parfois ressenties comme tels par les contemporains, parfois aussi passées plus inaperçues, et qui ont modifié en profondeur le contenu, le langage ou la diffusion de la carte.

I – Innover par l'information géographique

Tout d'abord, que signifie innover, en matière de cartographie ? Pour bien le comprendre, je pense qu'il faut considérer la carte, non seulement comme un artefact, mais comme un média, l'élément d'un processus de communication. A l'origine de la réalisation d'une carte se trouve le monde réel dans lequel le cartographe puise une certaine information. Mais la carte n'est pas le territoire, et bien entendu, cette information n'est qu'une partie de la réalité. L'inventaire du monde est sélectif, et orienté. Le premier facteur d'innovation se situe bien sûr ici : chaque société, à différentes époques, compose son inventaire particulier du monde, sélectionne certains objets, en invente de nouveaux, en néglige certains autres.

Un exemple bien connu ici, à Saint-Dié : la carte du monde de Martin : Waldseemüller innove en faisant un ensemble continental de ce qui était jusqu'alors des connaissances et des découvertes séparées, en Amérique du Nord, aux Antilles, au Brésil. Il invente l'Amérique en réunissant ces morceaux par des bandes de "Terra incognita".

L'innovation peut être une invention moins heureuse. L'histoire de la cartographie en offre plusieurs exemples : à la Renaissance, plusieurs cartes montrent l'Amérique soudée à l'Asie, ou mêlent les toponymes de l'Ancien et du Nouveau Monde. Cette solution graphique est l'une des solutions imaginées pour intégrer les découvertes et le choc de la rencontre d'une nouvelle humanité, que la Bible ne mentionne pas. Aux XVIIe encore, la cartographie est traversée de mythes, la "mer de l'Ouest", mer intérieure américaine, ou encore la Californie dessinée comme une île. Les terres encore mal connues sont propices à une innovation graphique qui relève du tracé conjectural.

L'innovation relative à l'information ne se situe pourtant pas seulement à ces petites échelles. Avec les progrès des techniques de levés, les cartes des territoires se précisent peu à peu, se rectifient. La carte de l'Académie de 1682 nous montre la rectification du Royaume à la suite des mesures de l'Académie des Sciences, une France "svelte et gracieuse". Elle est l'une des premières étapes importantes dans le progrès des méthodes géométriques en cartographie. Ces progrès tiennent aux observations astronomiques, au perfectionnement des instruments de mesure (cercle hollandais, quadrant…), aux méthodes de calcul des angles ou des distances. Développons un exemple fondamental de ces innovations techniques, la triangulation. Les principes en sont exposés en 1533 par un auteur Flamand de la Renaissance, Gemma FRISIUS : on mesure sur le terrain, par arpentage, la distance entre deux points A et B (c'est la base de la triangulation). Depuis A et B, on vise un troisième point, C, pour obtenir la valeur des angles CAB et ABC. Ces valeurs permettent d'obtenir la valeur du troisième angle ACB, puis par calcul trigonométrique, les valeurs de AC et de BC. Le point C est ainsi parfaitement fixé dans l'espace par rapport aux points A et B. La triangulation se poursuit en répétant l'opération pour un point D, E, etc. Au terme des opérations, on calcule le dernier segment, puis on vérifie cette donnée par arpentage.

Dès lors, les territoires peuvent être cartographiés en les couvrant des chaînes de triangles. On peut ainsi établir un canevas de points serré et dense, permettant une cartographie de détail. C'est, on le sait, avec la carte de Cassini que la triangulation est appliquée de façon systématique à l'échelle d'un territoire national. Au XVIIIe siècle, d'autres triangulations sont entreprises. Ainsi pour lever le plan de Paris, dit "Plan Verniquet". La valeur de la carte repose sur la multiplication des visées et des mesures angulaires.

Pourtant, l'information géographique ne varie pas seulement en qualité, en précision. Elle peut aussi changer de nature : l'inventaire s'enrichit de nouveaux objets, qui correspondent à de nouvelles utilités, ou de nouvelles curiosités. Un premier exemple entrerait dans le cadre de la description topographique du monde. Jusqu'au début du XVIIe siècle, les cartes ne figurent pas les routes ni les chemins, ce qui peut nous surprendre aujourd'hui, eu égard au détail apporté à cette information sur les cartes contemporaines. Pourtant, il faut attendre 1632 pour qu'un cartographe figure le réseau routier sur une carte. Cette carte, exécutée par Nicolas Sanson, répond à la demande d'un imprimeur, Melchior Tavernier. Tavernier écrit dans son avis au lecteur : "L'état de toutes les postes qui traversent la France m'étant tombé depuis peu entre les mains, je priais le Sieur Samson d'Abbeville de me le dresser en une carte géographique qu'il m'a aussitôt rendue telle que je la présente." Tavernier souligne la dimension pratique de sa carte, assurant qu'il est prêt à l'augmenter ou la diminuer dans l'avenir pour contenter et servir le public. L'oeuvre se substitue à des listes manuscrites de lieux et d'itinéraires. On voit que l'existence d'informations spatiales ne suffit pas à produire une carte. Il faut en avoir l'idée, et celle-ci naît de ces utilités ou curiosités nouvelles dont nous parlions plus haut.

D'autres exemples relèvent de la carte marine. Dès 1652, le père Jean François invite les cartographes à figurer "l'horizon avec les vents peints comme des bouches soufflantes [...],les vents réguliers, perpétuels, anniversaires, semestres [...], les courants et autres mouvements de la mer [...], les déclinaisons de l'aimant en divers endroits de la mer". Guillaume Sanson propose lui aussi en 1681 le dessin de cartes des courants. Les auteurs reconnaissent toutefois la difficulté de la tâche. Ainsi, pour les vents : "l'entreprise serait fort nouvelle et très difficile, mais non pas impossible, et elle en serait plus glorieuse à celui qui pourrait la réaliser". De telles cartes sont conçues fin XVIIe. Un des tous premiers exemples : la première carte montrant la déclinaison magnétique par des courbes, dites "isogones". Cette carte est réalisée par le savant et astronome Anglais Edmond Halley.

La cartographie contemporaine apparaît caractérisée par la multiplication des indicateurs du savoir, susceptibles d'être représentés spatialement. Notre inventaire s'est démesurément étendu, en fonction de l'évolution scientifique. Ainsi la télédétection par satellite a ouvert un énorme gisement d'informations inédites, grâce aux capteurs de rayonnements invisibles. Des cartes nouvelles, par leur thème, apparaissent sans cesse. Dans la période récente s'est notamment développée toute une série de représentations du réseau internet, du "Cyberespace".

L'information étant acquise, le cartographe doit la transcrire. Il le fait à l'aide de techniques de dessin et d'impression, mais pas seulement. Il mobilise également un code, un langage graphique. Ces aspects constitueront les points suivants de notre exposé.

II Transcrire et diffuser l'information

En ce qui concerne la transcription et l'impression, les progrès de la carte sont en fait parallèles à ceux de l'écrit, du texte. On peut inclure dans les innovations décisives ayant marqué l'évolution de la cartographie l'emploi du papier, à la fin du Moyen-Age, l'invention de l'imprimerie à la fin du XVe siècle, les progrès successifs des techniques d'impression, comme les développements de la lithographie, au cours du XIXe siècle, ou les procédés de reproduction photographique à la fin du XIXe siècle. Bien entendu, la cartographie sur écran, associée à des bases de données, en est un des plus récents symptômes, sur lequel nous reviendrons.

Si ces progrès ne sont pas spécifiques à la carte, mais à tout ce qui est inscriptible, il en est cependant quelques-uns qui la concerne peut être plus directement, ceux qui intéressent le domaine de l'image dans son ensemble. Ainsi, la transition, au cours de la Renaissance, de la gravure sur bois à une gravure sur plaque de cuivre, confère une finesse plus grande au dessin, et augmente ses possibilités d'expression. Mais d'autres innovations ont un impact sans doute plus déterminant. C'est le cas, de toute évidence, de l'impression en couleurs. Pendant plusieurs siècles, de la Renaissance au début du XIXe siècle, la couleur n'intervenait que comme enluminure, élément décoratif, sur des cartes par ailleurs complètes en traits noirs. Mais la carte gravée en noir a une capacité informationnelle limitée, notamment pour des informations dites "zonales", c'est-à-dire couvrant des aires géographiques. On peut s'en rendre compte, fin XVIIIe, pour des cartes cherchant à montrer plusieurs phénomènes superposés, comme le relief et la minéralogie. La couleur apparaît évidemment comme une solution graphique satisfaisante, puisqu'une plage de couleur peut synthétiser un ensemble d'informations, et laisser voir par transparence les tracés en noir sous jacents. On voit s'étendre son usage au début du XIXe siècle, par exemple dans le domaine de la cartographie géologique. Cependant, la couleur apposée à la main revient très cher, et présente divers inconvénients. La véritable révolution est l'application mécanique de la couleur, par des procédés de chromolithographie, appliqués à partir de 1840. Dès lors, la carte en couleurs se répand, dans les revues, les manuels, les atlas. Elle devient une variable essentielle, notamment pour la cartographie thématique : cartes politiques, ethnographiques, climatiques, etc.

Les innovations dans l'impression ont des conséquences directes sur la diffusion des cartes. Au Moyen-âge, mappemondes et portulans existaient en exemplaires uniques, et manuscrits. Les cartes conservées de cette période sont au nombre de quelques centaines. Avec l'invention de l'imprimerie, la carte gravée connaît une plus large diffusion. Mais celle-ci n'est pas à exagérer : bien des cartes gravées des XVI et XVIIe siècles n'existent plus qu'en exemplaires uniques, voire ont totalement disparu. Ainsi la première édition de la carte de France d'Oronce Fine, cartographe de François Ier, date de 1525, mais seule l'édition de 1553 a été conservée. La carte devient cependant, sous l'impulsion des imprimeurs et éditeurs hollandais, un produit plus largement commercialisé. Elle bascule au XVIIe siècle dans l'ère du capitalisme commercial. Elle reste cependant encore un objet coûteux, réservé à l'aristocratie ou la bourgeoisie. Par ailleurs, une large part de la production est encore, et pour longtemps, tenue secrète par les pouvoirs politiques.

Aux XVIII et XIXe siècle, la diffusion s'élargit, avec le développement d'une clientèle urbaine, plus éduquée, appartenant aux classes moyennes. On trouve de plus en plus de cartes destinées à un large public : cartes d'ouvrages scolaires, cartes militaires, plans de villes. Cet élargissement est soutenu par des techniques de production de masse, qui permettent de fabriquer à bas prix. Ainsi, après la Révolution industrielle, des presses à vapeur accélèrent le travail d'imprimerie. Dans la seconde moitié du XIXe, ce sont les procédés de reproduction photographique qui facilitent le report du dessin sur la plaque d'impression, ou les agrandissements et réductions des documents. Songez à cette révolution, sans doute trop peu soulignée : l'artiste cartographe devait toujours exécuter son dessin à l'envers, sur la plaque de cuivre ou la pierre. Avec les procédés photographiques, il peut exécuter son travail à l'endroit.

Enfin, le passage de la carte sur support papier ou plastique à la carte sur écran d'ordinateur a augmenté la diffusion des images cartographiques dans des proportions jusqu'alors inconnues. Chaque jours, des dizaines de millions de pages comprenant des cartes sont consultées sur internet (d'autant que les cartes figurent souvent sur des sites portails)

III Mobiliser le langage graphique

Les cartographes, pour construire les cartes, sont bien sûr tributaires des données et de leur qualité, des techniques et de leur évolution. Mais il reste un dernier domaine d'innovation sur lequel je souhaiterais terminer cette conférence.

Les cartographes s'expriment à travers un code, un système de signes que l'on a désigné comme "la graphique". Les signes sont bien sûr susceptibles d'évolutions lentes, comme nous le montre l'étude du Père de Dainville sur le langage des géographes. Ainsi le symbole de la vigne, d'abord très figuratif, s'épure peu à peu, se stylise, à la façon des idéogrammes, entre le XVIe au XVIIe siècle. Toutefois, on peut observer des innovations plus radicales, de véritables reconstructions du code cartographique. L'expression de nouveaux objets spatiaux exige en effet fréquemment de concevoir une nouvelle symbolique, en rupture avec la description traditionnelle du monde. Cette nouvelle symbolique est caractéristique du XIXe siècle. Dès 1826, le baron Charles Dupin dresse une carte choroplèthe, c'est-à-dire construite par paliers de valeur, selon les départements français. Dans les années 1830-1840, des ingénieurs développent des cartes par figurés proportionnels, cercles ou lignes de flux. Ces nouvelles informations sont associées au développement de la statistique administrative, mais aussi à de nouveaux centres d'intérêt scientifique, l'économie politique, l'analytique "morale", la démographie. Le code se transforme alors, pour se tourner vers une expression plus abstraite, à la différence de ce qui se passait en cartographie topographique. Les signes expriment une dimension ontologique, et non plus seulement optique : ce que l'on sait, et non seulement ce que l'on voit des phénomènes. Ce langage s'est enrichi, des représentations avec effet 3D, ou des cartes en anamorphose, là encore imaginées au XIXe siècle, mais que l'usage de l'ordinateur a rendu plus faciles à construire, et plus courantes.

Bien entendu, la révolution informatique peut être considérée comme un changement majeur dans tout ce processus historique. J'ai préféré ne pas centrer cette conférence sur ce thème, sur lequel bien des spécialistes sont plus compétents que moi. Je voudrais simplement tirer quelques enseignements de ces développements récents.

La carte s'en est trouvée modifiée, dans son essence même. Dans les années 70, ces changements restaient peu sensibles. On dessinait avec les ordinateurs des cartes par ailleurs classiques, qui auraient pu être réalisées manuellement. Mais l'association de l'outil cartographique aux bases de données et au multimédia a donné une nouvelle dimension à la cartographie.

La carte sur écran se manipule, s'explore (c'est "l'hypercarte"). D'un clic, on obtient un changement d'échelle, ou un changement de perspective. On peut appeler du texte, de l'image, voire des animations, du son. La carte est dynamique et interactive. Le lecteur peut appeler de nouvelles relations d'ordre spatial (faire pivoter un modèle numérique de terrain par exemple, pour varier le point de vue) , ou déclencher des animations.

Associée à des bases de données numériques, aux "systèmes d'information géographique", elle devient clairement un outil de recherche et d'aide à la décision. Le SIG permet de répondre à des questions complexes, intégrant plusieurs couches de données, relevant de l'analyse spatiale : analyses de recouvrement, de réseau, de proximité, calculs d'itinéraires…Il est aussi un outil de visualisation de l'impact d'une transformation ou d'un aménagement spatial éventuels.

Dans cette évolutions technique, la carte est à la fois essentielle, et auxiliaire. Simple maillon d'une chaîne multimédia, elle n'est parfois plus qu'une clé d'accès à d'autres informations, un simple palier intermédiaire. Dans d'autres cas, elle est presque plus un outil de présentation et d'analyse des données qu'un produit fermé et fini. Le minimum de règles de construction et de lisibilité est alors souvent oublié. Mais notre appréciation d'historien de la cartographie pourrait être aussi la suivante : bien des concepts présentés comme nouveaux par les tenants des SIG sont peut-être à relativiser. Sans nier la dimension nouvelle apportée par la souplesse, la rapidité et la capacité de l'informatique, on aimerait rappeler que l'histoire de la cartographie, récente ou plus ancienne, montre bien des exemples de cartes interactives, cartes de recherche ou d'aide à la décision. Enfin, il faudrait souligner encore que les performances de l'outil ne sauraient dispenser de la réflexion théorique, notamment sémiologique ou spatiale.

• Gilles Palsky, Université Paris--Val de Marne, UMR 8504 Géographie-cités, 13 rue du Four, 75006 Paris, France. Tel: 33- 1 45 17 11 41. Fax: 33-1 45 17 11 85.
E-mail : palsky@univ-paris12.fr

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