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L’ANALYSE ET LA
REPRÉSENTATION DES RÉSEAUX
SCIENTIFIQUES MONDIAUX
Les rencontres de statistique appliquée
Analyses statistiques de réseaux
Marion Maisonobe/ @GeoMaisonobe/ marion.maisonobe@univ-poitiers.fr
Vendredi 15 septembre 2017
Plan de la présentation
• Depuis 2010, programme de recherche ANR GEOSCIENCE (2010-2013) puis
opération du LABEX SMS (Structuration des Mondes Sociaux) sur l’évolution de la
géographie mondiale des activités de production scientifique
• Depuis 2013, collaboration avec Laurent Jégou pour progresser dans l’exploration
visuelle et la représentation graphique des données relationnelles
LA GÉOGRAPHIE DES ACTIVITÉS DE
PRODUCTION SCIENTIFIQUES
Une analyse des dynamiques spatiales de production, collaborations et
citations entre 2000 et 2014
Principaux résultats
• Croissance continue des activités de recherche et de publication
• Prolifération des sites d’activité scientifiques
• Croissance du nombre de chercheurs et enseignants du supérieur
• Un rééquilibrage dans la répartition mondiale de la production scientifique au
cours des 30 dernières années (Grossetti et al., 2014)
• Une organisation de plus en plus polycentrique des collaborations scientifiques
(Maisonobe et al., 2016)
• Une répartition de plus en plus équilibrée de la visibilité scientifique des
publications (Maisonobe et al., 2017)
Le niveau de l’agglomération urbaine
• Du réseau de chercheurs au réseau de villes
• La délimitation d’entités urbaines comparables à l’échelle mondiale
• Le Fractionnement des données de collaboration
L’analyse et la représentation des réseaux scientifiques mondiaux sans hyperlink
Élaboration d’une méthode pour étudier la science
à l’échelle mondiale et au niveau urbain
Repérer les lieux d’activités
scientifiques
Construire des périmètres
d’agglomérations urbaines
Washington - Baltimore
Source : en 2013 plus de 8500 revues et près d’un 1,5 millions de publications (SCI Expanded).
Géolocalisation de près de 98% de l’ensemble des publications de la base à plusieurs dates (1999-2014).
En tout, plus de 19 millions de publications ont été géocodées (SCI Exp, SSCI,AHCI)
Fractionnement des liens
Source : https ://toreopsahl.com/tnet/two-mode-networks/
Package tnet. Méthode de projection dite « Newman » (2001)
1er cas: le degré des sommets est égale au nombre total de co-publications issues de ce sommet
1.5+0.5+0.5+2+1+1 = 6.5
Fractionnement des liens
2nd cas: la somme des liens est égale au nombre total de co-publications considérées
O.3
1.3
1.3+0.3+0.3+2+1+1 = 6
O.3
L’approche multi-niveaux
• Les collaborations entre villes à l’échelle mondiale
• Nationalisation vs internationalisation des collaborations
• La cohésion croissante de plusieurs grandes macro-régions
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Détection de communautés
• Appliqué au réseau des 500 premières agglomérations: aucune
agglomération ne se retrouve dans un groupe différents de celui des autres
villes de son pays (sauf en appliquant OSLOM – multi appartenance)
• VoS Clustering et Louvain appliqué au réseau des collaborations
scientifiques entre pays (hors EER) pour la première période étudiée 99-01
• Mobilisation des huit périmètres obtenus pour observer des dynamiques
macro-régionales
L’évolution de la répartition des collaborations scientifiques entre grands espaces de collaborations
mondiaux (2000-2007-2013). Augmentation de la part des liens intra-nationaux et intra-clusters
Europe 2000* 2007* 2013* Russian world 2000* 2007* 2013*
Intranational Links (%) 43.0 44.1 44.3 Intranational Links (%) 29.0 41.6 56.5 
Intra-Europe Links (%) 33.0 32.3 31.5 Intra-Russian world Links(%) 3.4 3.0 2.6 
Links with ROW** (%) 24.1 23.6 24.2  Links with ROW ** (%) 67.7 55.4 40.9 
100 100 100 100 100 100
Number of publications 102614 156549 227732 Number of publications 5574 8249 15797
North America 2000* 2007* 2013* Oceanic world 2000* 2007* 2013*
Intranational Links (%) 66.1 64.9 61.9 Intranational Links (%) 36.1 34.6 35.6 
Intra-N.-Am Links (%) 5.3 5.4 4.9  Intra-Oceanic Links (%) 7.5 8.0 8.6 
Links with ROW** (%) 28.6 29.7 33.2 Links with ROW ** (%) 56.4 57.3 55.9 
100 100 100 100 100 100
Number of publications 77738 116079 158381 Number of publications 7223 14120 28454
Asiatic world 2000* 2007* 2013* Arab world 2000* 2007* 2013*
Intranational Links (%) 70.1 71.3 71.0 Intranational Links (%) 19.6 24.7 22.5 
Intra-Asian Links (%) 5.5 6.4 5.5  Intra-Arab world Links (%) 9.6 11.4 20.5 
Links with ROW ** (%) 24.4 22.3 23.5 Links with ROW ** (%) 70.8 63.8 57.0 
100 100 100 100 100 100
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Intra-Lat-Am Links (%) 8.5 7.1 6.3 Intra-Sub-s Africa Links (%) 6.6 9.3 10.6 
Links with ROW ** (%) 48.2 36.9 32.9 Links with ROW ** (%) 67.8 62.5 61.3 
100 100 100 100 100 100
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Collaborations
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entre
grandes
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• Article écrit en collaboration avec Antony Andurand, René Sigrist et Laurent
Jégou, paru dans la revue Histoire et Informatique en 2015
• L’évolution des traces disponibles et exploitables mais l’alliance entre la carte et le
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• Voir l’exemple des Propos de tables de Plutarque
• Et l’exemple de la production scientifique contemporaine recensée dans le Web of
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Composante principale
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en 2007
Localisation
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La plateforme Coscimo.net
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Chantiers en cours
• L’expérience de l’expositionVie d’Ordures au MUCEM (Avril-Aout 2017), données
de circulation internationales de déchets extraites de la base de données UN
COMTRADE
• Développement d’une nouvelle plateforme d’exploration de ces données en
couplant les fonctions de deux bibliothèques JavaScript (Vis.Js + D3). Les fonctions
deVis.Js déjà accessibles via le package R «VisNetwork ».
• Application de cette méthodologie aux données de collaborations et de citations
scientifiques
• Projet de package R permettant d’intégrer ces deux types de sorties graphiques
interactives dans un « flexdashboard »
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Conclusion
• Que ce soit les données scientifiques ou les données de circulations mondiales de
matières premières secondaires, on dispose d’une masse d’informations
spatialisées dont il est possible d’étudier l’évolution années après années
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L’analyse et la représentation des réseaux scientifiques mondiaux sans hyperlink

  • 1. L’ANALYSE ET LA REPRÉSENTATION DES RÉSEAUX SCIENTIFIQUES MONDIAUX Les rencontres de statistique appliquée Analyses statistiques de réseaux Marion Maisonobe/ @GeoMaisonobe/ marion.maisonobe@univ-poitiers.fr Vendredi 15 septembre 2017
  • 2. Plan de la présentation • Depuis 2010, programme de recherche ANR GEOSCIENCE (2010-2013) puis opération du LABEX SMS (Structuration des Mondes Sociaux) sur l’évolution de la géographie mondiale des activités de production scientifique • Depuis 2013, collaboration avec Laurent Jégou pour progresser dans l’exploration visuelle et la représentation graphique des données relationnelles
  • 3. LA GÉOGRAPHIE DES ACTIVITÉS DE PRODUCTION SCIENTIFIQUES Une analyse des dynamiques spatiales de production, collaborations et citations entre 2000 et 2014
  • 4. Principaux résultats • Croissance continue des activités de recherche et de publication • Prolifération des sites d’activité scientifiques • Croissance du nombre de chercheurs et enseignants du supérieur • Un rééquilibrage dans la répartition mondiale de la production scientifique au cours des 30 dernières années (Grossetti et al., 2014) • Une organisation de plus en plus polycentrique des collaborations scientifiques (Maisonobe et al., 2016) • Une répartition de plus en plus équilibrée de la visibilité scientifique des publications (Maisonobe et al., 2017)
  • 5. Le niveau de l’agglomération urbaine • Du réseau de chercheurs au réseau de villes • La délimitation d’entités urbaines comparables à l’échelle mondiale • Le Fractionnement des données de collaboration
  • 7. Élaboration d’une méthode pour étudier la science à l’échelle mondiale et au niveau urbain Repérer les lieux d’activités scientifiques Construire des périmètres d’agglomérations urbaines Washington - Baltimore Source : en 2013 plus de 8500 revues et près d’un 1,5 millions de publications (SCI Expanded). Géolocalisation de près de 98% de l’ensemble des publications de la base à plusieurs dates (1999-2014). En tout, plus de 19 millions de publications ont été géocodées (SCI Exp, SSCI,AHCI)
  • 8. Fractionnement des liens Source : https ://toreopsahl.com/tnet/two-mode-networks/ Package tnet. Méthode de projection dite « Newman » (2001) 1er cas: le degré des sommets est égale au nombre total de co-publications issues de ce sommet 1.5+0.5+0.5+2+1+1 = 6.5
  • 9. Fractionnement des liens 2nd cas: la somme des liens est égale au nombre total de co-publications considérées O.3 1.3 1.3+0.3+0.3+2+1+1 = 6 O.3
  • 10. L’approche multi-niveaux • Les collaborations entre villes à l’échelle mondiale • Nationalisation vs internationalisation des collaborations • La cohésion croissante de plusieurs grandes macro-régions • En cours: une réflexion sur le niveau inter-régional
  • 11. Détection de communautés • Appliqué au réseau des 500 premières agglomérations: aucune agglomération ne se retrouve dans un groupe différents de celui des autres villes de son pays (sauf en appliquant OSLOM – multi appartenance) • VoS Clustering et Louvain appliqué au réseau des collaborations scientifiques entre pays (hors EER) pour la première période étudiée 99-01 • Mobilisation des huit périmètres obtenus pour observer des dynamiques macro-régionales
  • 12. L’évolution de la répartition des collaborations scientifiques entre grands espaces de collaborations mondiaux (2000-2007-2013). Augmentation de la part des liens intra-nationaux et intra-clusters Europe 2000* 2007* 2013* Russian world 2000* 2007* 2013* Intranational Links (%) 43.0 44.1 44.3 Intranational Links (%) 29.0 41.6 56.5  Intra-Europe Links (%) 33.0 32.3 31.5 Intra-Russian world Links(%) 3.4 3.0 2.6  Links with ROW** (%) 24.1 23.6 24.2  Links with ROW ** (%) 67.7 55.4 40.9  100 100 100 100 100 100 Number of publications 102614 156549 227732 Number of publications 5574 8249 15797 North America 2000* 2007* 2013* Oceanic world 2000* 2007* 2013* Intranational Links (%) 66.1 64.9 61.9 Intranational Links (%) 36.1 34.6 35.6  Intra-N.-Am Links (%) 5.3 5.4 4.9  Intra-Oceanic Links (%) 7.5 8.0 8.6  Links with ROW** (%) 28.6 29.7 33.2 Links with ROW ** (%) 56.4 57.3 55.9  100 100 100 100 100 100 Number of publications 77738 116079 158381 Number of publications 7223 14120 28454 Asiatic world 2000* 2007* 2013* Arab world 2000* 2007* 2013* Intranational Links (%) 70.1 71.3 71.0 Intranational Links (%) 19.6 24.7 22.5  Intra-Asian Links (%) 5.5 6.4 5.5  Intra-Arab world Links (%) 9.6 11.4 20.5  Links with ROW ** (%) 24.4 22.3 23.5 Links with ROW ** (%) 70.8 63.8 57.0  100 100 100 100 100 100 Number of publications 38224 80890 149438 Number of publications 1730 3903 12243 Latin America 2000* 2007* 2013* Sub-saharan Africa 2000* 2007* 2013* Intranational Links (%) 43.3 56.0 60.8 Intranational Links (%) 25.6 28.1 28.1  Intra-Lat-Am Links (%) 8.5 7.1 6.3 Intra-Sub-s Africa Links (%) 6.6 9.3 10.6  Links with ROW ** (%) 48.2 36.9 32.9 Links with ROW ** (%) 67.8 62.5 61.3  100 100 100 100 100 100 Number of publications 6866 15124 27364 Number of publications 1760 3546 6614
  • 14. Fédération de recherche INCREASE • Etudier l’émergence d’un collectif travaillant dans le domaine de la chimie verte et dont les membres sont localisés dans 6 villes françaises de l’Ouest de la France: Poitiers, Nantes, La Rochelle, Rennes, Bordeaux etToulouse • Extraction des publications des membres de ce réseau parues entre 1999 et 2016.  Possibilité d’opérer une détection de communauté sur chaque EGO-RESEAU de ville et recoupements entre les EGO-RESEAU  Comparaison entre le réseau des chercheurs de la fédération et celui de tous les chimistes de ces 6 villes
  • 15. Carte des collaborations des chercheurs d’INCREASE
  • 16. LAVISUALISATION DES DONNÉES DE PRODUCTION SCIENTIFIQUE Travail sur la complémentarité entre le graphe (diagramme nœuds-liens) et la carte et sur l’interactivité
  • 17. Les mondes savants et leur visualisation, de l’Antiquité à aujourd’hui • Article écrit en collaboration avec Antony Andurand, René Sigrist et Laurent Jégou, paru dans la revue Histoire et Informatique en 2015 • L’évolution des traces disponibles et exploitables mais l’alliance entre la carte et le graphe fonctionne pour chaque période • Voir l’exemple des Propos de tables de Plutarque • Et l’exemple de la production scientifique contemporaine recensée dans le Web of Science
  • 18. Composante principale du réseau mondial des collaborations scientifiques entre villes en 2007 Localisation des villes de la composante principale et intensité de production
  • 19. La localisation des personnages, des banquets, Et les liens de coprésence aux banquets décrits par Plutarque
  • 21. Chantiers en cours • L’expérience de l’expositionVie d’Ordures au MUCEM (Avril-Aout 2017), données de circulation internationales de déchets extraites de la base de données UN COMTRADE • Développement d’une nouvelle plateforme d’exploration de ces données en couplant les fonctions de deux bibliothèques JavaScript (Vis.Js + D3). Les fonctions deVis.Js déjà accessibles via le package R «VisNetwork ». • Application de cette méthodologie aux données de collaborations et de citations scientifiques • Projet de package R permettant d’intégrer ces deux types de sorties graphiques interactives dans un « flexdashboard »
  • 26. Chantiers en cours • L’expérience de l’expositionVie d’Ordures au MUCEM (Avril-Aout 2017), données de circulation internationales de déchets extraites de la base de données UN COMTRADE • Développement d’une nouvelle plateforme d’exploration de ces données en couplant les fonctions de deux bibliothèques JavaScript (Vis.Js + D3). Les fonctions deVis.Js déjà accessibles via le package R «VisNetwork ». • Application de cette méthodologie aux données de collaborations et de citations scientifiques • Projet de package R  permettant d’intégrer ces deux types de sorties graphiques interactives dans un « flexdashboard »
  • 28. Conclusion • Que ce soit les données scientifiques ou les données de circulations mondiales de matières premières secondaires, on dispose d’une masse d’informations spatialisées dont il est possible d’étudier l’évolution années après années • Deux manières privilégiées d’explorer ces informations: _ La statistique descriptive _ La visualisation avec l’alliance du graphe et de la carte