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ISCApad #192

Thursday, June 12, 2014 by Chris Wellekens

6-23 (2014-03-25) Offre de thèse en France
  

 


Sémiologie  sonore  pour  l'analyse  spatiale  et  la
représentation cartographique

 

                                              
Directeurs de thèse : JOSSELIN Didier  & ALTMAN Eitan

                                                                    
Membres extérieurs du comité de thèse : BONIN Olivier ,  
BRESSON Jean

1. Laboratoire d'Informatique d'Avignon (LIA), Avignon
2. IFSTTAR – AME-LVMT Champs sur Marne, Marne la Vallée
3. UMR ESPACE, Avignon
didier.josselin@univ-avignon.fr
4. IRCAM, Paris
5. INRIA, Sophia-Antipolis

MOTS-CLÉS :  CARTOGRAPHIE,  MUSIQUE,  GEOMATIQUE,  ANALYSE  SPATIALE,  COMPOSITIONS,
PARTITIONS


Résumé :
La  recherche  proposée  consiste  à  poser  les  fondations  d'une  sémiologie  pour  la
représentation cartographique qui ne soit plus basée exclusivement sur la graphique,
mais sur le son, voire la musique au sens large.
Cette recherche est fondamentale puisqu'elle doit appréhender la dialectique entre la
méthodologie cartographiquee et la théorie de la musique, en appréhendant ce que la
carte  apporte  à  la  musique  et  réciproquement,  en  dégageant  les  différentes
dimensions partagées par les deux approches.
Potentiellement,  elle  a  aussi  une  portée  pratique,  puisqu'elle  peut,  d'une  part,
améliorer la compréhension de la lecture de la carte en ajoutant l'audition à la vue
dans les processus d'analyse  spatiale de données géographiques. Elle peut, à terme,
déboucher  sur  des  applications  de  reconnaissance  dynamique  d'environnement  par
des personnes malvoyantes ou à mobilité réduite, via les cartes mentales.
Ce  sujet  de  recherche  est  ouvert  à  différentes  disciplines,  comme  la  géographie
(géomatique  notamment),  les  sciences  de  l'information  et  de  la  communication,
musicologie, sciences cognitives.

1. Contexte et rationalité

   Depuis les travaux précurseurs  de J. Bertin (1975) en sémiologie graphique,  la
cartographie  a  largement  évolué  (Escobar  et  al.,  2008)  sur  deux  aspects  en
particulier : l'interactivité et l'accessibilité en ligne. On parle depuis quelques années
de  cartographie  en  mouvement  (Mac  Eachren,  1995,  Josselin  &  Fabrikant,  2003),
c'est à dire animée, multimédia (notamment en ligne)  ou interactive  (Cartwright et
al, 2007).

   La  cartographie  peut  être  descriptive,  dans  le  sens  où  elle  sert  à  observer  des
phénomènes se déroulant dans le temps. Mais elle devient rapidement exploratoire,
voire  se  dote  d'un  pouvoir  explicatif,  par  la  capacité  de  ses  outils  à  mettre  en
interaction  différentes  dimensions  ou  points  de  vue.  À  ce  titre,  l'analyse  spatiale
exploratoire  (Andrienko,  2006)  s'est  largement  développée  et  ouvre  de  vastes
horizons scientifiques, technologiques et d'usage. En lien direct avec les cartes et la
géographie,  les graphiques  et les indices  statistiques  constituent  en  effet  autant  de
résumés  des données,  prises dans leur ensemble ou via des sélections appropriées.
Ces méthodes d'analyse constituent de puissants outils d'investigation ou de fouille
de données spatiales.

   Dans  les  outils  de  cartographie,  le  recours  à  la  dimension  visuelle  des
représentations  statistiques  reste  prégnant.  Cependant,  d'autres  voies
complémentaires existent, tels que le son ou la musique. Par exemple, le mouvement
du  « soundscape »  (paysage  sonore)  utilise  les  ambiances  sonores  pour  donner  du
sens  aux  lieux  et  aux  environnement  (Murray  Schafer  1969).  D'autres  auteurs
proposent de simples cartographies  des sons (Schiewe  & Kornfeld  2009). Dans ce
cas, les « signatures sonores » marquent et caractérisent les lieux de façon explicite.
Toutefois, elles ne sont pas utilisées pour mettre en évidence des discontinuités, des
gradients  ou  des  structures  dans  l'espace  (de  mobilité,  par  exemple).  Pourtant,
l'association  des  capacités  cognitives  visuelles  et  auditives  ne  peut  qu'améliorer
notre capacité à analyser  les données géographiques, d'autant plus lorsqu'elles sont
complexes.
   L'utilisation de représentations spatiales et de calculs spatiaux pour les structures
musicales  est  ainsi  un  domaine  en  plein  essor.  On  pourrait  étudier  le  problème
inverse :  à  partir  d'une  structure  spatiale  extraite  d'une  carte  ou  d'une  image,
reconstituer  les  contraintes  musicales  (harmoniques,  mélodiques,  rythmiques)
associées.  On  serait  alors  dans  une  démarche  d'aide  à  la  composition  musicale
(Adhitya  and  Kuuskankare,  2012).  Par  le  biais  de  règles  prédéterminées  ou  avec
l'assistance  d'un  utilisateur,  on  pourra  aller  jusqu'à  la  sonorisation  d'images  ou  de
cartes.  Au-delà de cet objectif, le rapprochement  entre analyse  musicale et analyse
spatiale privilégie souvent un sens   : les représentations musicales s'enrichissent de
représentations  spatiales.  Enrichir  le  domaine  de  l'analyse  spatiale  par  des
techniques  issues  de  l'analyse  musicale  est  une  perspective  intéressante  et
complémentaire. Cette thèse s'inscrit dans cette seconde approche.

2. Orientation de la thèse


2.1. Objectifs

   À notre connaissance, il n'existe pas aujourd'hui de sémiologie sonore éprouvée
et  consensuelle  permettant  de  réaliser  un  lien  symbolique  non  équivoque  entre
représentation sonore et représentation cartographique. Existe-elle  in fine ? Quelles
en  sont  les  dimensions ?  Comment  la  construire  et  avec  quelles  méthodes  ?  C'est
tout l'enjeu de ce sujet de thèse, à l'interface entre les sciences de la communication,
la géographie et la géomatique, la musicologie et les sciences cognitives. À l'instar
des  travaux  de  Bertin  sur  la  sémiologie  graphique  et  sur  tous  ses  développement
consécutifs,  cette  thèse  doit  permettre  de  poser  les  bases  d'une  sémiologie  sonore
dédié à la représentation et à l'analyse spatiales.

   Les objectifs généraux de cette recherche sont :

    •   d'évaluer en quoi et de quelle façon le son peut apporter une amélioration
         des méthodes d'analyse spatiale ;
    •   de  rechercher,  dans  la théorie  de  la  musique,  ce  qui  est mobilisable  pour
         représenter  des  portions  typiques  et  structurées  (patterns)  d'espaces
         géographiques ;
    •   d'appréhender  l'aspect  numérique  et  mathématique  de  la  musique  pour
         tenter  de  poser  les  bases  d'une  sémiologie  sonore  signifiante  (pour  une
         culture musicale donnée) ;
    •   de  réfléchir  aux  méthodologies  informatiques  permettant  le  dépôt  ou
         l'exploration des cartes et d'images géographiques par les utilisateurs.


2.2. Des dimensions partagées par la carte et la musique

   La/le doctorant(e) devra appréhender la musique à travers diverses composantes
intéressantes pour l'analyse spatiale (non exclusives) :

 
 
    •   Composantes    sonores :    intensité (puissance,    vélocité,    latence),
         hauteur/degré  (fréquence,  longueur  d'onde,  période),  timbre  (perception,
         émission, grain) ;

    •   Composantes  de  partition  :  durée,  tempo,  séquence  rythmique,  partition
         graphique  contrainte  (portée,  mesures,  systèmes)  ou  non  (continuités  de
         représentation) ;

 
 
    •   Composantes harmoniques : accords, gammes, tonalités, modes ;

    •   Composantes  libres  :  interprétation,  orchestration  (taille,  instruments),
         improvisation,  « sound-painting »,  enregistrement  et  apprentissage
         dynamiques, adaptation du musicien au contexte.

   Elle/il devra mettre en regard ces composantes avec la carte, qui peut ainsi entrer
en résonance avec ces différentes dimensions :

 
    •   Composantes sonores : la description des observations spatiales et de leurs
         attributs ;

    •   Composantes  de  partition  :  aspects  temporels  de  l'analyse  spatiale
         permettant  de  gérer  des  séquences  d'exploration  des  cartes  ou  des
         phénomènes dans le temps ;

 
    •   Composantes harmoniques : les patterns spatiaux (structures et associations
         spatiales)  peuvent  correspondre  à  une  dimension  compositionnelle  pour
         identifier et construire des objets composites dans l'espace géographique ;

    •   Composantes  libres  :  un  cheminement  (festif  ou  flâneur)  de  l'explorateur
         dans l'espace de représentation ou l'espace géographique peut constituer un
         espace de liberté et d'interprétation.


3.  Déroulement de la thèse

   D'une  part,  les  approches  méthodologiques  mobilisables  dans  ce  projet  sont
largement ouvertes. Elles dépendront du profil du / de la candidat(e), qui pourra être
issu(e)  des  différentes  disciplines :  géographie,  géomatique,  sciences  de
l'information  et  de  la  communication,  musicologie,  culture  et  communication,
sciences cognitives.

   D'autre part, la thèse se déroulera en trois phases :

   Un  premier  volet,  assez  théorique  (état  de  l'art),  consiste  à  recenser  les
différentes caractéristiques de la musique et en extraire celles qui peuvent constituer
des références sémiologiques sonores ou musicales. On pourra ici s'appuyer  sur les
théories (autour) de la musique et sur les dimensions de l'analyse spatiale.

   Un  second  volet,  méthodologique,  permet  de  construire  des  protocoles
expérimentaux robustes pour évaluer/valider ces références afin de dévoiler ce que
le  son ou  la  musique  produits suscitent  en termes  d'objets  géographiques  dans un
contexte culturel donné (ancrage des symboles, aspects cognitifs).

   Un  troisième  volet,  plus  technique,  vise  à  mettre  en  oeuvre  une  cartographie
sonore  dans  un  environnement  cartographique  standard  (Système  d'Information
géographique interfacé à des outils d'analyse musicale), reposant sur les conclusions
des deux premiers volets.

    Dans tous les cas, le/la candidat(e) devra être très intéressé(e) par le domaine de
la  musique,  être  capable  d'appréhender  des  applications  informatiques  simples
(musicales  et  cartographiques)  et  de  faire  coopérer  des  logiciels  de  musique  et  de
cartographie en parfaite interopérabilité. La pratique ou la connaissance approfondie
de la musique serait un plus.

 

4.  Modalités

   Les candidat(e)s doivent contacter rapidement Didier Josselin pour présenter leur
profil,  leur  motivation  et  la  façon  dont  ils pensent  appréhender  ce  sujet  de  thèse  :
didier.josselin@univ-avignon.fr (04 90 84 35 74 ou 06 07 40 69 38). Didier Josselin
est directeur de recherche en Géomatique à l'UMR ESPACE et chercheur associé au
LIA. Eitan Alman est directeur de recherche sur les Réseaux à l'INRIA/LIA.

   Les  candidatures  d'étudiant(e)s  diplômé(e)s  ayant  des  déficiences  physiques
(mal-voyance  ou handicap  physique)  seront étudiées  en priorité sur le projet et en
exclusivité  pour  l'appel  spécifique  à  bourses  de  thèse  du  Ministère  fléché
« handicap ». Elles doivent contacter Didier Josselin impérativement avant la fin du
mois de Mars.

   Les autres candidat(e)s peuvent postuler sur la bourse de thèse Agorantic après
avoir également contacté D. Josselin : http://ed537.univ-avignon.fr/.

   La thèse sera réalisée au sein de l'ED 537 Culture & Patrimoine en Géographie
(SHS).  Deux  laboratoires  de  l'Université  d'Avignon  seront  impliqués :  UMR
ESPACE et LIA. Les laboratoires IFSTTAR et IRCAM sont partenaires du projet de
recherche englobant (CartoMuse). Une cotutelle peut être envisagée selon les profils
et souhaits des candidat(e)s.


5. Bibliographie indicative

Alayrangues  Sylvie,  Daragon  Xavier,  Lachaud  Jacques-Olivier,  Lienhardt  Pascal  (2008).
   Equivalence  between  Closed  Connected  n-G-Maps  without  Multi-Incidence  and  n-
   Surfaces,  Journal of Mathematical Imaging and Vision, Volume  32 Issue  1, pp. 1 – 22,
   Kluwer

Adhitya1  Sara  and  Kuuskankare  Mika  (2012).  SUM:  from  Image-based  Sonification  to
   Computeraided Composition, 8 pages, CMMR, 2012, London

Andrienko N. & Andrienko G. (2006), Exploratory Analysis of Spatial and Temporal Data: A
   Systematic Approach, Springer.

Bertin  J.  (1975),    La  Graphique  et  le  traitement  graphique  de  l'information,  Paris,
   Flammarion.

Cartwright W., Peterson M.P., Gartner G. (Eds) (2007), Multimedia cartography, Springer.

Escobar  Francisco,  Cauvin  Colette,  Serradj  Aziz,  (2008),  Cartographie  thématique  en  5
   volumes  (volume  1.  Une  nouvelle  démarche.  la  cartographie,  discipline  scientifique  en
   évolution;  volume  2.  Des  transformations  incontournables.  une  permanence  :  la
   transformation  sémiotique;  volume  3.  Méthodes  quantitatives  et  transformations
   attributaires. de la description à la généralisation d'une variable attributaire z; volume 4.
   Des transformations renouvelées. transformations cartographiques de position; volume 5.
   Des  voies  nouvelles  à  explorer.  les  révolutions  technologiques  et  leurs  conséquences
   conceptuelles et pratiques). Hermès-Lavoisier, Traité IGAT Série Aspects fondamentaux
   de l'analyse spatiale


Josselin D. & Fabrikant S. (Eds)  (2003), N° spécial « cartographie animée et interactive »,
   vol. 13, n°1/2003, Revue Internationale de Géomatique, Hermès, Lavoisier, Paris.

Josselin  D.   (2011),  Spatial  analysis  using  sonorous  cartography.  Some  propositions,
   ICC'2011, Paris, 3-8 July 2011.

Josselin  D.  (2005),  Interactive  Geographical  Information  System  using  LISPSTAT  :
   prototypes and applications. Journal of Statistical Software. Volume 13, Issue 6

Mac  Eachren  A.  (1995),  How  Maps  Work:  Representation,  Visualization,  and  Design,
   Guilford Press, NY.

Murray Schafer R. (1969),  The New Soundscape, Don Mills, Toronto.

Schiewe  J.,   Kornfeld  A.-L.  (2009),  Framework  and  Potential  Implementations  of  Urban
   Sound  Cartography,  12th  AGILE  International  Conference  on  Geographic  Information
   Science 2009, 8 pages.

Tymoczko Dmitri (2012). The Generalized Tonnetz, Journal o f music theory, 56:1, pp. 1-52.


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