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Analyse de réseaux en SHS 
Analyse de réseaux en sciences sociales en 
général. . . et en histoire en particulier 
Laurent Beauguitte (CNRS, UMR IDEES) 
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Août 2014 - École thématique Ferney-Voltaire
Analyse de réseaux en SHS 
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Sommets, liens et attributs 
Mesures locales et globales 
Cliques, clusters et communautés
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Format matriciel très lourd : non recommandé 
Format le plus économique : 1 ligne par sommet (attributs et 
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Format trop compliqué pour les logiciels. . .
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Introduction et rappels 
Manière la plus courante de structurer ses données : 
I liste de liens (et attributs) 
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Sociologie : sociométrie (30s), anthropologie (50s), Social Network 
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Absence totale de complexe par rapport aux données, capacités de 
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Quand et comment utiliser l'analyse de réseaux ? 
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Quelques atouts : 
I eet de mode scientique ; 
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Quand et comment utiliser l'analyse de réseaux ? 
Comment utiliser l'analyse de réseaux ? 
Au départ : questions de recherche et hypothèses 
Structure des données 
I que représentent les points ? 
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I d'autres méthodes sont-elles utilisables ?
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I l'incomplétude des données 
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Analyse de réseaux en SHS 
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  • 1. Analyse de réseaux en SHS Analyse de réseaux en sciences sociales en général. . . et en histoire en particulier Laurent Beauguitte (CNRS, UMR IDEES) http://groupefmr.hypotheses.org/ Août 2014 - École thématique Ferney-Voltaire
  • 2. Analyse de réseaux en SHS Introduction et rappels Graphe & réseau Sommets, liens et attributs Mesures locales et globales Cliques, clusters et communautés
  • 3. Analyse de réseaux en SHS Introduction et rappels Graphe : points et lignes. Graphe + attributs = réseau Points : n÷uds, sommets, acteurs, vertex (plu. vertices), nodes, actors Lignes : arêtes, arcs, liens, edges, links 3 manières courantes de représenter un graphe : graphe, matrice, liste(s)
  • 4. Analyse de réseaux en SHS Introduction et rappels Format matriciel très lourd : non recommandé Format le plus économique : 1 ligne par sommet (attributs et relations) code;nom;sexe;age;dom;rel1;rel2 etc. 1;Bob;M;29;Paris;2;3 2;Bobby;M;32;Pau;1 3;Bobette;F;27;Frejus;1 Format trop compliqué pour les logiciels. . .
  • 5. Analyse de réseaux en SHS Introduction et rappels Manière la plus courante de structurer ses données : I liste de liens (et attributs) I liste de sommets (et attributs) #fichier liens 1;2 2;1 1;3 ... #fichier sommets code;nom;sexe;age;dom; 1;Bob;M;29;Paris 2;Bobby;M;32;Pau 3;Bobette;F;27;Frejus
  • 6. Analyse de réseaux en SHS Introduction et rappels Types de réseaux
  • 7. Analyse de réseaux en SHS Introduction et rappels Types de réseaux
  • 8. Analyse de réseaux en SHS Introduction et rappels Types de réseaux
  • 9. Analyse de réseaux en SHS Introduction et rappels Types de réseaux
  • 10. Analyse de réseaux en SHS Introduction et rappels Mesures locales : au niveau d'un sommet ou d'un lien. Surtout des mesures de centralité (degré, intermédiarité, etc.) Mesures globales : caractériser le graphe dans son ensemble (densité, diamètre, nombre de composantes connexes, etc.) Cliques, clusters, communautés : recherche des sous-groupes fortement inter-connectés Modélisations statistiques (dynamique ou écart à un modèle) Connaître le vocabulaire anglophone est nécessaire. . .
  • 11. Analyse de réseaux en SHS Introduction et rappels Analyse de réseau issue de la théorie des graphes Mesures sur graphe = calcul matriciel Calcul matriciel = logiciel obligatoire Au moins 80 logiciels permettant de faire de l'analyse de réseaux. . . http://www.gmw.rug.nl/ huisman/sna/software.html http://groupefmr.hypotheses.org/1750
  • 12. Analyse de réseaux en SHS Précisions terminologiques Réseau6= analyse d'un réseau6= analyse de réseau Réseaux sociaux et/ou réseaux spatiaux et/ou réseaux complexes Réseaux sociaux6= supports techniques (facebook, twitter, etc.)
  • 13. Analyse de réseaux en SHS Précisions terminologiques 3 grands modèles = 3 processus de formation Proximité, attachement préférentiel et processus aléatoire Source : http://jasss.soc.surrey.ac.uk/8/4/8/Figure%201.gif
  • 14. Analyse de réseaux en SHS Un survol historiographique multi-disciplinaire Mathématiques : théorie des graphes (depuis 1759 - Euler et les ponts de Königsberg) Sociologie : sociométrie (30s), anthropologie (50s), Social Network Analysis (70s à nos jours) Géographie (60s à nos jours) Biologie : interactions moléculaires (depuis 90s ?) Écologie : réseau biparti (proie - prédateur ; plante - pollinisateur etc.). Mesures et outils spéciques ((50s à nos jours) Physique et informatique (90s à nos jours)
  • 15. Analyse de réseaux en SHS Un survol historiographique multi-disciplinaire Tradition mathématique : graphe eulérien, hamiltonien, plus court chemin, etc. Source : http://jmbellot.blogs.com/personnel/images/koenigsberg_bridges.jpg
  • 16. Social network analysis, issue de la sociométrie, 2 grandes traditions : réseau de relations entre personnes (petit graphe, orienté, booléen), réseau biparti (conseils d'administration : interlock) Nombreuses intuitions dans Moreno (1934) mais suppose calcul matriciel - développement années 70. Ouverture longtemps faible aux autres disciplines (colloques, associations, logiciels) Source : http://www.pnas.org/content/103/23/8577/F2.large.jpg
  • 17. Analyse de réseaux en SHS Un survol historiographique multi-disciplinaire Tradition en géographie : réseaux d'infrastructures (transport, énergie, etc.), planaires, le plus souvent valués et non orientés. Peu d'interactions avec les autres disciplines. Utilisation de logiciels (SIG) et de mesures spéciques Questions de recherche : accessibilité, optimisation des ux, vulnérabilité Source : Kansky, 1963, Structure of transportation networks, p. 19
  • 18. Analyse de réseaux en SHS Un survol historiographique multi-disciplinaire L'arrivée sauvage des physiciens (90s à aujourd'hui) Absence totale de complexe par rapport aux données, capacités de modélisation et de programmation, force de frappe scientique, ignorance quasi totale (au départ) des autres disciplines Réseaux de grande taille (dit complexes) : suppose l'élaboration de nouveaux outils et de nouvelles méthodes Modèles innovants (small-world, scale-free) et quelques avancées majeures
  • 19. Et en histoire ? Dans monde francophone, liens forts avec l'analyse de réseaux sociaux Tradition de modélisation forte en archéologie Hybridation croissante des approches et des méthodes : collaboration de plus en plus fréquente avec des informaticiens, des géographes, etc. Jernite et al., 2014, The random subgraph model for the analysis of an ecclesiastical network in Merovingian Gaul, The Annals of Applied Statistics, 8(1) :377-405
  • 20. Analyse de réseaux en SHS Quand et comment utiliser l'analyse de réseaux ? Quand utiliser l'analyse de réseaux ?. . . . . .quand vous en avez envie ! Quelques atouts : I eet de mode scientique ; I présentation des résultats (parfois) attrayante ; I outil favorisant dialogue inter-disciplinaire ; I pas (pas encore) de normes scientiques rigides (mais ça viendra. . .)
  • 21. Analyse de réseaux en SHS Quand et comment utiliser l'analyse de réseaux ? Comment utiliser l'analyse de réseaux ? Au départ : questions de recherche et hypothèses Structure des données I que représentent les points ? I que représentent les liens ? I comment peut-on transformer ces données ? I quels sont les indicateurs pertinents ? I comment interpréter les résultats ? I d'autres méthodes sont-elles utilisables ?
  • 22. Analyse de réseaux en SHS Quand et comment utiliser l'analyse de réseaux ? Un exemple sur les votes à l'AG de l'ONU Hypothèse : étude des votes à l'ONU permet de mettre en évidence une régionalisation politique du monde Données : résultats de votes de résolutions par session Création d'un tableau État - résolution avec 4 modalités de vote Transformation de ce tableau en matrice de similarité État - État (0, votes toujours diérents à 100, votes toujours identiques) : graphe valué non orienté
  • 23. Session 59 (2005-2006), similarité supérieure ou égale à 98% I que représentent les points et les liens ? I comment peut-on transformer ces données ? I quels sont les indicateurs pertinents et comment interpréter les résultats ? I d'autres méthodes sont-elles utilisables ?
  • 24. Méthode de clustering dérivée de l'algorithme CONCOR (corrélation de corrélation) : permet de garder l'intensité des liens, crée une partition au niveau mondial I d'autres méthodes sont-elles utilisables ?
  • 25. Analyse de réseaux en SHS Quand et comment utiliser l'analyse de réseaux ? Un exemple sur les discours onusiens Orateurs : représentants d'États, de groupes régionaux, d'OIG, etc. Hypothèses : I les groupes prennent de plus en plus souvent la parole ; I les États soutiennent de plus en plus souvent les déclarations faites par des groupes Données : PV des sessions de l'Assemblée générale
  • 26. Analyse de réseaux en SHS Quand et comment utiliser l'analyse de réseaux ? Recherche d'occurrences du type : le représentant de l'État A soutient la déclaration faite au nom du groupe A0 Transformation en graphe biparti État - groupe Mesures (ordre, taille, densité) et visualisation
  • 27. I que représentent les points et les liens ? I comment peut-on transformer ces données ? I quels sont les indicateurs pertinents et comment interpréter les résultats ? I d'autres méthodes sont-elles utilisables ?
  • 28. Analyse de réseaux en SHS Quand et comment utiliser l'analyse de réseaux ? L'AR en histoire : vraies questions et faux problèmes (Quelques) vraies questions : I pertinence de l'approche
  • 29. Analyse de réseaux en SHS Quand et comment utiliser l'analyse de réseaux ? L'AR en histoire : vraies questions et faux problèmes (Quelques) vraies questions : I pertinence de l'approche I choix des méthodes et des outils
  • 30. Analyse de réseaux en SHS Quand et comment utiliser l'analyse de réseaux ? L'AR en histoire : vraies questions et faux problèmes (Quelques) vraies questions : I pertinence de l'approche I choix des méthodes et des outils I structuration des données
  • 31. Analyse de réseaux en SHS Quand et comment utiliser l'analyse de réseaux ? (Quelques) faux problèmes : I l'incomplétude des données
  • 32. Analyse de réseaux en SHS Quand et comment utiliser l'analyse de réseaux ? (Quelques) faux problèmes : I l'incomplétude des données I ce n'est pas un vrai réseau
  • 33. Analyse de réseaux en SHS Quand et comment utiliser l'analyse de réseaux ? (Quelques) faux problèmes : I l'incomplétude des données I ce n'est pas un vrai réseau I c'est trop compliqué et il faut apprendre des tas de logiciels. . .
  • 34. Analyse de réseaux en SHS Visualisation des données Le graphe comme image : exploration vs communication Exploration I scripts et lignes de commande I esthétique superue I plus les données sont complètes et précises, mieux c'est
  • 35. Analyse de réseaux en SHS Visualisation des données Le graphe pour communiquer I nécessité d'une légende claire, précise, complète I transparence sur l'outil et la méthode (quel logiciel ? quel algorithme de visualisation ?) I plus le graphe reète vos données, moins il est lisible : sélection indispensable
  • 36. Analyse de réseaux en SHS Visualisation des données Nécessité de ltrer les données (+ de 20 sommets et 30 liens) Varier les teintes, les couleurs, les épaisseurs, déplacer les sommets, ajouter une légende
  • 37. Sortie brute de logiciel library(statnet) g - rgraph(40, tprob = 0.1, mode=graph) gplot(g)
  • 38. Supprimer les èches, taille proportionnelle au degré (ssi le degré est pertinent. . .) gplot(g, vertex.cex=sqrt(degree(g))/2, usearrows=FALSE, mode=fruchtermanreingold)
  • 39. Pour quoi faire ?. . . Source : http://msb.embopress.org/content/2/1/42
  • 40. Quelques options I visualiser autrement (distribution des degrés, matrice bloquée) I zoomer sur les lieux denses I passer du graphe à l'ego-network
  • 41. Analyse de réseaux en SHS Visualisation des données Combiner les approches Visualisation mixte graphe - matrice (logiciel NodeTrix) http://www.aviz.fr/wiki/uploads/Research/NodeTrix.png
  • 42. Analyse de réseaux en SHS C'est à vous Des questions ?. . .