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C5 - Les figures
Les figures peuvent servir à
présenter des données ou des résultats,
quand ceux-ci concernent l'apparence, les
caractéristiques, l'état, ou
l'évolution d'un objet, d'un phénomène
ou d'un processus qu'un simple énoncé ne
suffirait pas à bien décrire. Elles servent
aussi à fournir la signification de tous les symboles
mathématiques représentant des
quantités (distance, masse, etc.) associées
à la situation ou au montage expérimental.
Finalement, elles peuvent illustrer les liens logiques ou
fonctionnels entre divers éléments d'une
situation ou d'un montage.
Elles proviennent généralement
de dessins, d'esquisses ou de photographies (voire de
séquences vidéo) réalisés lors
de l'expérimentation et intégrés dans
le cahier de laboratoire, soit physiquement, pour les
dessins et esquisses, soit par référence, pour
les fichiers (photos et vidéos).
Dans un texte scientifique, les figures sont
toujours numérotées; elles sont aussi
commentés dans le texte en y faisant
référence au moyen de ce numéro. Le
présent texte vous fournit un exemple de la
façon de le faire.
Selon leur degré d'abstraction, on
distingue trois types principaux de figures.
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1.
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Les
photographies
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2.
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Les dessins au
trait
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3.
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Les
schémas
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Le choix du type de figure dépend de
nombreux facteurs, dont la complexité de l'objet ou
du phénomène, le fait qu'il soit connu ou non
des lecteurs et le média employé pour la
diffusion du document.
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1.
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Les photographies
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On pourrait penser qu'une photographie est la
meilleure façon de renseigner le lecteur sur les
caractéristiques visuelles d'un objet ou d'un
phénomène, mais ce procédé
présente un certain nombre de limitations.
Tout d'abord, une photographie
« brute » est souvent difficile à
interpréter. Elle ne montre un objet ou un ensemble
d'objets que sous un seul angle, avec des effets de
perspective ou d'occultation qui peuvent en modifier
l'apparence ou en masquer des parties. Il faut aussi
considérer le fait qu'il est souvent difficile pour
un photographe non professionnel de bien faire ressortir les
détails sur une photographie; l'éclairage
acquiert ici une importance capitale.
On pourra pallier ces limitations en
superposant à la photographie des
éléments graphiques ou textuels servant
à en guider l'examen et facilitant le lien entre la
figure et le texte explicatif. On songe ici à des
inscriptions (textes ou simples numéros),
associées à des zones mises en évidence
dans la photo, ou encore à des traits pointant vers
des éléments de l'image. On peut aussi
combiner dans une même figure plusieurs photographies
montrant l'objet ou le système sous divers angles ou
à diverses échelles.
La figure 1 présente une
photographie d'un montage expérimental (un pendule
composé) avec des inscriptions qui en
énumèrent les principales composantes. On
remarquera dans les mortaises (à droite) des prises
de vues rapprochées de certaines parties du montage,
sous des angles différents, qui permettent de montrer
des détails difficiles à percevoir dans la
photographie principale.
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Figure 1. Photo d'un montage
expérimental, avec inscriptions et détails en
mortaises.
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Cependant, ces moyens présentent
eux-mêmes leurs inconvénients. Selon la nature
de l'image et le nombre d'inscriptions requis, celles-ci
peuvent venir cacher des parties de l'image que l'on
voudrait montrer, ou simplement la surcharger d'informations
difficiles à distinguer. Dans la figure 1, par
exemple, il serait bien difficile d'ajouter les informations
sur les dimensions des parties du pendule.
Quand une figure est destinée à
un média numérique, on peut contourner cette
difficulté en ayant recours aux possibilités
du multimédia. Il suffit de rendre facultatif
l'affichage des inscriptions ou autres
éléments de guidage ou
d'interprétation. Sauf pour les présentations
de type Power Point, les outils nécessaires pour
réaliser ces animations (programmation Javascript ou
de type Flash) ne sont pas très faciles
d'utilisation. Il est toutefois possible de produire un
effet assez satisfaisant à l'aide de simples
documents HTML de base (sans aucune programmation).
À titre d'exemple, la figure
suivante (qui s'ouvrira dans une nouvelle fenêtre)
montre comment on peut ajouter une certaine
interactivité à la figure 1,
de manière à y inclure de manière
sélective un plus grand nombre d'informations qui,
autrement, rendraient la figure difficile à
interpréter. Ce qui s'ouvre dans la fenêtre est
simplement une série de quatre fichiers HTML,
interreliés par hyperliens, contenant chacun une
version de la figure.
Quand les données ou résultats
sont formés de séquences vidéo et que
le mode de diffusion ne permet pas de les montrer telles
quelles, on optera pour une série de photographies
présentant des instantanés permettant au
lecteur de recréer le mouvement ou les modifications.
Ces photos peuvent également comporter des
inscriptions facilitant la comparaison d'un image à
l'autre; de plus, le temps devra être clairement
indiqué, de préférence sur les images
elles-mêmes, ou encore dans la légende.
Finalement, soulignons que si les
photographies conviennent bien à la
présentation sur ordinateur (projection, pages web),
elles ne se prêtent pas aisément à
l'impression. Les revues (autres qu'électroniques)
hésiteront à les accepter; quand elles le
sont, elles doivent souvent être converties en noir et
blanc, ce qui risque de masquer les différences entre
des zones voisines. De même, la plupart des
imprimantes laser et des photocopieuses élimineront
la couleur, avec de plus des conséquences souvent
désastreuses sur le contraste.
Pour éviter ce problème, la
seule solution réside dans la technique du dessin au
trait.
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2.
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Les dessins au trait
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Comme le font la plupart des modes d'emploi,
les photos peuvent être remplacées par des
dessins en noir et blanc, appelés dessins au trait,
comportant uniquement les contours des objets; les
détails de texture ou de
« décoration » sont
généralement omis.
La figure 2 présente un dessin au
trait réalisé à partir de la
photographie de la figure 1.
On constate que certains détails ou
éléments ont été omis (le fil
à gauche du pilier vertical, près de la base,
et les graduations sur le pilier) ou simplifiés (le
ressort, le système d'attache de la corde sur la
plaque d'ajustement). Hormis ces différences, le
dessin reproduit fidèlement les
caractéristiques du montage.
Figure 2. Dessin au trait
réalisé à partir de la photographie de
la figure 1.
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La remarque touchant la limite du nombre
d'inscriptions pouvant être incluses dans une
photographie s'applique également, quoique parfois
dans une moindre mesure, aux dessins au trait. Les
schémas constituent un moyen de repousser quelque peu
cette limite.
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3.
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Les schémas
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Les schémas sont des
représentations plus ou moins abstraites d'objets, de
systèmes ou de phénomènes.
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À un extrême, ils peuvent
représenter de manière assez fidèle les
systèmes et les objets qui les constituent, mais en
simplifiant leurs formes et en ne conservant que les objets
ou parties d'objets pertinents à la
compréhension de la donnée ou du
résultat.
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La figure 3 illustre, toujours pour le
même montage, un schéma qui n'en
présente que les éléments essentiels
(la tige, le cylindre, le pivot, le ressort et la plaque
d'ajustement), sans se préoccuper du respect
intégral de l'échelle et des formes (le
ressort est montré beaucoup plus étiré
qu'en réalité). L'élimination des
éléments non pertinents permet maintenant
d'indiquer toutes les quantités, fixes ou variables,
mesurées durant l'expérimentation, avec leurs
symboles mathématiques et, le cas
échéant, leur valeurs.
Figure 3. Schéma du
même montage expérimental, ne faisant
apparaître que les éléments pertinents,
dont les valeurs mesurées et leurs symboles.
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Les schémas seront souvent des vues en deux
dimensions (de face). Pour montrer la troisième
dimension, on emploiera, plutôt que la perspective,
une vue appelée isométrique, couramment
utilisée en dessin technique, qui correspond à
ce qu'on observe sur une photographie prise de très
loin avec un téléobjectif, ce qui minimise les
déformations pouvant causer des erreurs
d'interprétation.
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À un autre extrême, les
schémas expriment essentiellement des idées et
des liens entre elles. Ils ne contiennent alors que des
éléments textuels et graphiques simples
(formes géométriques ou icônes)
reliés par des traits ou des flèches. La
figure 4 illustre un exemple d'un tel schéma,
qui ne donne aucune indication (autre que le texte des
boîtes) sur la nature et les caractéristiques
(forme, dimensions) des objets qu'il décrit.
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Figure 4. Exemple de schéma
illustrant
un processus d'amplification/filtrage avec
rétroaction.
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