Géolocalisation et Cartographie Numérique

Placer les élèves en situation concrète de trilatération ou d’édition de cartes numériques transforme une notion abstraite en expérience tangible. La géolocalisation devient visible quand on manipule des signaux, des distances et des choix éditoriaux plutôt que de se contenter d’explications théoriques.

• Seconde
• SNT : Culture et Citoyenneté Numérique
• 4 activités
• 25 min–50 min

Objectifs d’apprentissage

1. Expliquer le principe physique de la trilatération utilisé par les systèmes GPS pour déterminer une position géographique.
2. Analyser les risques potentiels liés à la collecte continue de données de localisation par les applications mobiles pour la vie privée des utilisateurs.
3. Comparer les modèles de cartographie collaborative (ex: OpenStreetMap) aux plateformes propriétaires en termes de collecte de données et de gouvernance.
4. Calculer une distance approximative en utilisant des données de temps de parcours et de vitesse moyenne, simulant une étape de calcul d'itinéraire.
5. Évaluer les implications éthiques de la diffusion de données de localisation précises dans le cadre d'applications publiques ou privées.

Jeu de simulation

⏱ 35 min·Classe entière

Jeu de simulation: Trilatération grandeur nature

Trois élèves jouent le rôle de satellites dans la cour, chacun tenant une corde de longueur précise. Un quatrième élève cherche le point d'intersection des trois cercles pour trouver la position calculée. La classe compare la précision obtenue avec 2 puis 3 satellites.

Préparation et détails

Comment un système de géolocalisation parvient-il à déterminer notre position avec une précision métrique ?

Conseil de facilitation: Pendant la simulation de trilatération, disposez les élèves en cercle avec des cordes pour matérialiser les distances depuis chaque ‘satellite’ et évitez de donner la réponse avant qu’ils n’aient calculé eux-mêmes leur position.

Setup: Espace modulable avec différents îlots de travail

Materials: Fiches de rôle avec objectifs et ressources, Monnaie fictive ou jetons de jeu, Tableau de suivi des tours

• Appliquer
• Analyser
• Évaluer
• Créer
• Conscience sociale
• Prise de décision

Penser-Partager-Présenter

⏱ 25 min·Binômes

Penser-Partager-Présenter: Mes données de localisation

Chaque élève consulte l'historique de localisation de son smartphone (Google Timeline ou équivalent). En binôme, ils identifient les informations sensibles déductibles de ces traces. Ils partagent ensuite avec la classe les paramètres de confidentialité qu'ils recommandent d'activer.

Préparation et détails

Dans quelle mesure la géolocalisation permanente de nos appareils représente-t-elle un risque pour notre vie privée ?

Conseil de facilitation: Lors du Think-Pair-Share sur les données de localisation, exigez que chaque binôme rédige une phrase claire avec un exemple précis avant de partager avec le groupe.

Setup: Disposition de classe standard ; les élèves se tournent vers leur voisin

Materials: Consigne de discussion (projetée ou distribuée), Optionnel : fiche de prise de notes pour les binômes

• Comprendre
• Appliquer
• Analyser
• Conscience de soi
• Compétences relationnelles

Enseignement par les pairs

⏱ 50 min·Petits groupes

Atelier cartographique : Contribuer à OpenStreetMap

En petits groupes, les élèves choisissent une zone autour du lycée peu documentée sur OpenStreetMap. Ils relèvent sur le terrain les éléments manquants (bancs, passages piétons, végétation) et les ajoutent à la carte. Chaque groupe présente sa contribution à la classe.

Préparation et détails

Quelles décisions éthiques les utilisateurs et les concepteurs d'applications de cartographie doivent-ils prendre ?

Conseil de facilitation: Pour l’atelier OpenStreetMap, assurez-vous que chaque élève modifie au moins un élément de la carte et sauvegarde sa contribution avant de passer à l’étape suivante.

Setup: Espace de présentation face à la classe ou plusieurs îlots d'enseignement

Materials: Fiches d'attribution des sujets, Canevas de préparation de séance, Grille d'évaluation par les pairs, Matériel pour supports visuels

• Comprendre
• Appliquer
• Analyser
• Créer
• Autogestion
• Compétences relationnelles

Enseignement par les pairs

⏱ 40 min·Petits groupes

Débat structuré : Géolocalisation et libertés

Deux camps défendent des positions opposées sur l'usage de la géolocalisation par les forces de l'ordre (traçage des suspects vs protection de la vie privée). Les élèves préparent leurs arguments en groupe, puis débattent selon un format chronométré avec droit de réponse.

Préparation et détails

Comment un système de géolocalisation parvient-il à déterminer notre position avec une précision métrique ?

Setup: Espace de présentation face à la classe ou plusieurs îlots d'enseignement

Materials: Fiches d'attribution des sujets, Canevas de préparation de séance, Grille d'évaluation par les pairs, Matériel pour supports visuels

• Comprendre
• Appliquer
• Analyser
• Créer
• Autogestion
• Compétences relationnelles

Enseigner ce sujet

Commencez par la simulation physique de trilatération : elle rend immédiat le lien entre temps de propagation des ondes et calcul de position. Évitez de projeter trop tôt des algorithmes de cartographie. Privilégiez les comparaisons visuelles entre services pour ancrer la notion de biais éditorial. Les recherches montrent que les élèves retiennent mieux quand ils découvrent les limites des outils numériques par l’expérience plutôt que par l’avertissement.

À quoi s’attendre

Les élèves expliquent comment un smartphone calcule sa position en moins de 30 secondes, identifient au moins deux biais dans les cartes numériques, et formulent un argument structuré sur l’équilibre entre commodité et vie privée.

Attention à ces idées reçues

Idée reçue courante

During la simulation de trilatération, certains élèves pensent que le GPS a besoin d’Internet.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Pendant la simulation, faites tester par les élèves leur smartphone en mode avion pour constater que la localisation fonctionne sans connexion, puis demandez-leur d’expliquer quand l’Internet devient nécessaire (téléchargement de cartes).

Idée reçue courante

During l’atelier cartographique, certains croient que plus de satellites ralentissent la localisation.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Pendant l’atelier, utilisez les cordes et les distances pour montrer que chaque satellite supplémentaire réduit la zone d’incertitude et accélère la convergence vers la position exacte.

Idée reçue courante

During le débat sur les libertés, des élèves considèrent que toutes les cartes montrent la même réalité.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Pendant le débat, affichez côte à côte trois captures d’écran de services différents sur le même quartier et demandez aux élèves d’identifier les différences de noms, de routes ou de points d’intérêt.

Idées d'évaluation

Billet de sortie

After la simulation de trilatération, distribuez une fiche avec deux questions : 1. Décrivez en une phrase comment un satellite GPS vous aide à trouver votre chemin. 2. Citez un avantage et un inconvénient de partager votre position avec une application de réseau social.

Question de discussion

During le débat sur la géolocalisation et les libertés, lancez la question : ‘Si vous développiez une application de covoiturage, quelles informations de localisation seriez-vous prêt à collecter et pourquoi ? Quelles seraient vos garanties pour la vie privée des utilisateurs ?’

Vérification rapide

During l’atelier cartographique, demandez aux élèves de lever la main s’ils comprennent le rôle des signaux horaires des satellites. Posez ensuite une question ciblée : ‘Quel est le principal risque pour la vie privée si une application enregistre votre position toutes les minutes pendant une semaine ?’

Extensions et étayage

• Challenge : Demandez aux élèves de créer une carte thématique (ex : points de recharge pour véhicules électriques) sur OpenStreetMap en respectant les conventions de tagging.
• Scaffolding : Pour les élèves en difficulté avec la trilatération, fournissez des distances pré-calculées et demandez-leur de placer manuellement les points d’intersection.
• Deeper exploration : Proposez une recherche sur les systèmes de géolocalisation alternatifs (Wi-Fi, antennes mobiles) et leurs précisions respectives.

Vocabulaire clé

Trilatération	Méthode de localisation spatiale qui détermine la position d'un point en mesurant sa distance à au moins trois points de référence connus (ici, des satellites).
Signal horaire	Information émise par les satellites GPS contenant l'heure exacte de l'émission, essentielle pour calculer la distance au satellite.
Cartographie collaborative	Processus de création et de mise à jour de cartes par une communauté d'utilisateurs, comme OpenStreetMap, où chacun peut contribuer.
Données de localisation	Informations numériques précises indiquant la position géographique d'un appareil ou d'une personne à un instant donné.
Algorithme de calcul d'itinéraire	Ensemble de règles et de calculs informatiques permettant de trouver le chemin le plus court ou le plus rapide entre deux points sur une carte.