Les réseaux mobiles, moniteur du pouls urbain

Photo Orangelabs / Chercheurs, Orange Labs R&D / June 4th, 2010

La technologie GSM, précurseur dans la mesure des émotions collectives en milieu urbain, nous éclaire sur les applications sociétales et commerciales rendues possibles par la géolocalisation des communications mobiles des générations actuelles et futures.

Les émotions individuelles sont étudiées depuis longtemps. De nombreux instruments de mesure ont été mis au point pour les évaluer. Une question se pose alors : pourquoi n’existe-t-il aucun instrument pour mesurer les émotions collectives ? Cette absence a de quoi interpeller puisque les nouvelles technologies sont aux premières loges dès que ces émotions collectives se manifestent. Lors des grands événements populaires, les outils de communication modernes deviennent un vecteur privilégié pour partager ses émotions. Que ce soit la Fête de la Musique ou la nuit du réveillon en France, la nuit de la Saint-Jean en Pologne ou l’euphorie d’un match de football en Roumanie, ou même la tragédie du 11 septembre 2001 à New York ou les Jeux Olympiques à Pékin en août 2008, les villes s’animent et vivent selon leur rythme propre. Est-il possible de calculer ce rythme, d’évaluer cette émotion ?

En décembre 2008, le Musée du Grand Palais de Paris accueillait une exposition d’un genre nouveau qui illustre bien notre propos : dans la Nuit, des Images. Son clou était « Urban Mobs », une installation de huit écrans plats en vis-à-vis, où on voyait des spots apparaître, grossir en fontaines lumineuses, disparaître, s’élancer d’un angle à l’autre. Chacun reconnaissait sur les écrans les contours ombrés d’une grande ville connue : Paris, Madrid, Barcelone, Varsovie, Cracovie et Bucarest. L’effet visuel des huit écrans du Grand Palais était indéniable, mais quelle est leur véritable signification ? Le catalogue annonce une Cartographie des Émotions Populaires et précise qu’elle utilise les données des réseaux de téléphonie mobile des différents pays concernés.

Vidéo 1 – représentation des SMS pendant la Fête de la Musique – Paris, 21/06/2008
http://www.dailymotion.com/video/x7mykp

Vidéo 2 – représentation des déplacements (handover) pendant la Fête de la Musique – Paris, 21/06/2008
http://www.dailymotion.com/video/x7olsx

Ce que signifie la trajectoire d’un mobile

Pour réaliser cette visualisation, nous avons utilisé, à Orange Labs, les données du réseau de radiotéléphonie. Dans un réseau de téléphonie mobile de type Global System for Mobile Communications (GSM) transitent de multiples informations. Nos appels et SMS bien sûr, mais aussi toutes sortes d’indicateurs sur la qualité de réception et d’émission des téléphones, ainsi que leur localisation géographique. C’est ce dernier point qui nous intéresse ici. Par définition, un téléphone mobile est susceptible de se déplacer et il est important que l’opérateur sache en permanence où le terminal mobile se trouve, au moins le temps de sa communication, afin de pouvoir acheminer celle-ci à partir de l’antenne relais la plus proche. Si le mobile se déplace de quelques centaines de mètres, il va changer d’antenne et l’opérateur en sera alors immédiatement informé. D’où l’idée suivante : si l’on est capable de suivre le déplacement d’un mobile de relais en relais au cours de sa conversation, on peut reconstituer l’essentiel de sa trajectoire. Et si l’on est capable de faire cela pour un grand nombre de mobiles à la fois, on obtient alors des mouvements de foule. Comme de plus, Orange est présent dans plusieurs pays européens, notre réseau est tout indiqué pour suivre les foules simultanément à l’échelle du continent.

Aussi avons-nous choisi quelques évènements populaires, pendant lesquels une foule importante était susceptible à la fois de se déplacer et téléphoner en retraçant par ses activités les contours de l’événement dans les villes européennes choisies pour l’expérience. Ces évènements étaient :
• d’une part, la nuit du 21 juin en France (la Fête de la Musique) et en Pologne, les « Feux de la St-Jean » qui annoncent l’arrivée de l’été ;
• et d’autre part, les matchs de football de l’Euro 2008 : Roumanie-Italie dont le point d’orgue, la finale Espagne-Allemagne observée à Barcelone et Madrid.

A Orange Labs, nous nous sommes chargés de collecter et préparer les données tandis que la partie graphique est l’œuvre de faberNovel.

Localiser, mais avec quelle précision ?

Tout d’abord, on peut s’interroger sur la précision géographique de la localisation. Elle est de l’ordre du rayon de couverture de ce qu’on appelle une cellule, la zone couverte par une antenne relais. Heureusement, cette distance n’est pas très importante en milieu urbain dense comme à Paris, à peine quelques centaines de mètres. Certes, on n’est pas capable de localiser un téléphone à la rue près, mais pour les besoins de l’exposition, à l’échelle d’une ville comme Paris ou Bucarest, cette précision est amplement suffisante pour rendre compte de la dynamique des événements. On pourrait aussi objecter que l’on ne capte que les mobiles réellement en train de communiquer. Il est vrai qu’à première vue, on ne peut suivre les téléphones que tant qu’ils sont en communication. Toutefois, il existe une réalité statistique : à l’intérieur d’un rassemblement important, il se trouve toujours statistiquement quelques personnes en train de téléphoner, et ces dernières sont d’excellents marqueurs pour suivre le reste de la foule dans son ensemble. D’autre part, il n’est pas tout à fait correct de dire qu’on perd de vue les mobiles en veille. De fait, le réseau divise le territoire en grandes zones, dites zones de localisation, qui regroupent chacune quelques centaines de cellules. L’intérêt de ces zones est le suivant : lorsque l’on cherche à joindre un correspondant mobile, si le réseau n’avait aucune idée de l’endroit où se trouve son mobile, ce réseau aurait besoin d’un délai considérable pour parcourir toutes les cellules de France et de Navarre. On imagine mal la mise en relation durer systématiquement un quart d’heure parce que le réseau cherche le correspondant partout, de Dunkerque à Marseille et à Strasbourg…

Inversement, il est inimaginable que le réseau mémorise en permanence où se trouve chaque mobile à la cellule près, qu’il soit en communication ou non. Les ressources à mettre en œuvre seraient trop importantes et clairement antiéconomiques. Aussi l’opérateur choisit-il un compromis : il mémorise bel et bien la cellule des mobiles en communication ; mais pour les autres, il se contente de mémoriser la « zone de localisation » dans laquelle ils se trouvent. Et c’est grâce à cette information que l’on peut situer —de manière plus grossière— la position de personnes dont le téléphone est allumé mais en veille.

Troisième objection : combien de personnes peut-on raisonnablement traiter ?: si l’on souhaite suivre simultanément les déplacements de plusieurs millions de personnes, comme cela a pu être le cas à Paris pendant la Fête de la Musique, il est nécessaire de s’organiser en conséquence. Ce que nous avons présenté au Grand Palais concernait des évènements vieux de six mois et que nous avions eu tout loisir de traiter à tête reposée. Mais il est également possible de suivre des déplacements en temps réel. Cette fois, l’objection est sérieuse : s’il est encore relativement simple de suivre simultanément quelques milliers de personnes en temps réel, un gros travail de synchronisation de flux est nécessaire au-delà du million. C’est précisément ce sur quoi nous travaillons actuellement.

Une expérimentation globale, agrégée, anonyme, sans mémoire

Les questions que posent nos efforts ne sont pas seulement techniques. L’utilisation de la localisation de personnes via les téléphones mobiles pose aussi celle de la confidentialité et du respect de la vie privée. Chacun a le droit à une discrétion absolue quant à sa présence dans tel ou tel endroit. Loin de nous l’idée de jouer les « Big Brother ». Il va de soi que, dans notre exercice, aucune information personnelle n’a été exploitée. Pour cela, au préalable, toutes les données ont été rendues anonymes. Notre propre équipe n’y a même pas eu accès. Par ailleurs, nous n’avons jamais cherché à isoler des groupes de moins de 2 000 personnes. Et finalement, les trajectoires visualisées sur les écrans du Grand Palais n’appartenaient pas à un téléphone unique suivi sur le long terme : nous n’avons jamais mémorisé l’ensemble des trajectoires d’un terminal sur toute la période comme si nous voulions lui associer un historique et en garder la trace. Nous avons donc traité les données issues des informations du réseau mobile comme on le fait avec celles du trafic routier à partir de passages des voitures sur une autoroute : notre expérimentation était globale, agrégée, anonyme, et sans mémoire.

Si l’on applique la typologie de « cartes vivantes » que nous avions essayé de mettre au point ailleurs, les visualisations proposées ici entrent dans le type « carte République ». Une « carte République » propose une cartographie dynamique où les points montrent les gens indifféremment les uns des autres, comme dans le principe républicain : un homme, une voix. Tous les gens visibles par le système à un moment donné y sont représentées sans distinction aucune. Il ne faut pas les confondre avec d’autres types de cartographie des personnes qui sont en train de se développer actuellement. Par exemple, certains travaux analysent la distinction et la visualisation des lieux investis par différents groupes de personnes (jeunes, riches, fans de…). Ce type d’étude, très proche de préoccupations marketing, visent à segmenter les consommateurs potentiels dans le temps et dans l’espace. Un autre type de cartographie personnelle est associé aux services communautaires du web social (web 2.0). Dans ce cas, ce sont les localisations mutuelles d’un groupe d’amis qui sont mises en évidence sur la carte. Inutile de dire que les problèmes de respect de la vie privée posés par chaque type de carte dynamique sont bien distincts, ainsi que les solutions à ces problèmes. Dans notre cas, c’est-à-dire pour la visualisation globale de l’activité téléphonique dans l’espace, de la même manière que pour les visualisations réalisées par le City Lab du Massachussetts Institute of Technology (MIT), quid du risque de contrôle des foules par un opérateur ou superviseur mal intentionné ? Certains parlent même d’un possible « géo-esclavage » moderne induit par les données de géo-localisation. Pourtant, il n’en est rien. A nos yeux, c’est bien cette méthode d’utilisation globale des données localisées qui est la plus facile à encadrer, à la fois juridiquement et politiquement. Produites et détenues par les grands opérateurs industriels ou étatiques, les données de type République —que ce soit la téléphonie mobile, le trafic routier ou les transports publics— sont soumises à un contrôle strict de la part des instances de contrôle et des associations citoyennes. Une régulation évolutive peut aussi être envisagée dans la transparence d’un débat public : on pourrait alors considérer que ces données, prises globalement, constituent un bien public, utile à la collectivité dès qu’il s’agit de naviguer, d’améliorer l’urbanisme, de planifier ou tout simplement de comprendre le fait urbain. Il en va différemment pour les autres formes de cartographie dynamique où les petites sociétés éphémères, voire les usagers eux-mêmes, s’emparent des possibilités offertes par le Géo-Positionnement par Satellite (GPS) de plus en plus présent dans les téléphones et les ordinateurs, pour développer des applications de toute sorte avant même qu’une réflexion sérieuse sur les conséquences à long terme de la mise en ligne de telles informations puisse être engagée.

Un geyser de SMS Tokiophiles

Outre l’effet artistique certain qui se dégage des vidéos du Grand Palais, celles-ci possèdent, on l’aura compris, un vrai intérêt sociologique. On peut y distinguer très nettement des centres d’attraction, qui varient avec le temps. La carte devient « vivante » ; la dynamique temporelle de la présence des gens dans la ville ouvre une nouvelle dimension à la cartographie. Nous ne saurions trop inviter le lecteur à se rendre sur le site de l’expérimentation, pour s’en convaincre par lui-même. Sur les vidéos consacrées à « Paris vu par les SMS », par exemple, il verra un geyser monter, le soir de la Fête de la Musique, au Parc des Princes à l’occasion du concert du groupe allemand de rock Tokio Hotel —suivi par un autre à l’hippodrome d’Auteuil où un autre grand concert a été organisé par la chaîne de télevision publique France 2. Deux événements pendant lesquels un public jeune et technophile a pu envoyer une multitude de messages. Autre exemple, sur la vidéo représentant les appels des étrangers, il verra comment la plupart d’entre eux se sont retrouvés à la Tour Eiffel ou devant Notre-Dame en suivant leur plan de visite classique, indifférents à la fête qui bat son plein alentour.

Sur les vidéos consacrées à la Roumanie ou à l’Espagne pendant les matchs de le Championnat d’Europe de Football 2008 (ou Euro 2008), il pourra constater une brusque augmentation des échanges lors des mi-temps et le silence téléphonique qui règne durant les phases de jeu qui captent toute l’attention des supporters. Il pourra également contempler l’explosion de joie qui a accompagné la victoire, et suivre minute par minute la parade triomphale des joueurs espagnols, lorsqu’ils sont rentrés à Madrid le lendemain de la finale.

Vidéo 3 – pendant le match Espagne – Allemagne à Madrid, 29/06/2008, 19h55, puis coup de sifflet final – l’Espagne est championne – Madrid, 29/06/2008, 20h24
http://www.dailymotion.com/video/x7mwfx

Travaux ultérieurs et applications

Concernant notre système, plusieurs améliorations sont envisagées dès à présent, parmi lesquelles le suivi du trafic mobile de 3e génération (3G), ou l’agrégation des données de plusieurs opérateurs, ce qui confèrerait une bien meilleure précision géographique à notre système. Une fois la capacité d’Urban Mobs démontrée par la voie artistique, les applications potentielles sont multiples. Les flux piétonniers peuvent intéresser des acteurs très divers, des collectivités jusqu’aux entreprises d’évènementiel, en passant par les services de sécurité de notre pays ou les parcs d’attraction. L’intégration des données du transport public pourrait aussi faire de ce système de collecte de données un atout au service de la planification urbaine. Les flux automobiles, eux, peuvent servir à la planification de la voirie, aux entreprises de transport ou encore à la détection d’embouteillages en temps réel. Les données des réseaux techniques peuvent en effet devenir un véritable bien commun, voire un authentique bien public au sens économique, au service de la collectivité, aidant à comprendre la dynamique du territoire.

Cette technologie est aussi un réel atout pour la publicité ciblée et le géomarketing. Associer l’information cartographiée sur les biens et services aux flux réels de clients potentiels peut servir à la fois les marchands et clients en situation d’achat, en particulier si nous imaginons un développement de terminaux mobiles connectés à l’internet. Certains acteurs, comme la société Sense Networks, visent explicitement l’usage des données géolocalisées afin de construire des segmentations dynamiques de la population pour mieux cibler les offres commerciales en espace urbain. Enfin, les acteurs du web 2.0 affichent un grand intérêt pour les échanges entre membres d’un même réseau de données sur leurs positions respectives, cette information permettant alors de multiplier les opportunités de rencontre et de collaboration entre personnes animés par les mêmes intérêts, passions ou opinions. A l’instar des « flash mobs », les services comme Aka-Aki ou Latitude proposent de scanner en temps réel les réseaux d’amis ou non pour permettre une organisation de rencontres au fil de l’eau. Il est certain que ces données connaîtront de multiples exploitations dans les mois qui viennent, comme c’est déjà le cas un peu partout dans le monde. Pour notre part, nous sommes convaincus que c’est à un niveau supérieur que tout va se jouer, à savoir à l’agrégation de données provenant de différentes sources. Pour cela, il importe d’être aussi autonome que possible vis-à-vis de ces sources, et certains acteurs, tant aux Etats-Unis qu’en Europe, l’ont bien compris.

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