Deep Time et Sapiens : des frises chronologiques interactives où chaque date est un portail vers la littérature scientifique

1. Introduction

Une date de l’histoire de la Terre ou de l’humanité peut soit être issue d’une mesure, soit être une inférence. Elle est obtenue par une méthode, publiée par des auteurs identifiés, et elle peut être révisée. Les frises chronologiques usuelles (affiches murales, frises des manuels scolaires, panneaux de musée) donnent une seule date par événement. Elles n’indiquent ni sa source, ni son incertitude, ni l’existence d’estimations concurrentes.

Dans la littérature scientifique, les dates et les interprétations publiées sont révisées régulièrement, contestées ou parfois rejetées. Premièrement, de nouvelles mesures peuvent conduire à réviser une date. Par exemple, au début du vingtième siècle, les estimations de l’âge de la Terre allaient de quelques millions à plusieurs milliards d’années. Un premier âge valide, 4,55 milliards d’années, a été calculé en 1953. La valeur retenue aujourd’hui, 4,54 milliards d’années, a été déterminée en 1980 ; elle correspond à l’âge de la matière à partir de laquelle la Terre s’est formée 1. L’origine d’Homo sapiens en est un second exemple du caractère évolutif des dates. Jusqu’en 2017, cette origine était datée d’environ 200 000 ans, ce qui correspondait à l’âge des plus anciens fossiles alors connus. En 2017, des fossiles de Jebel Irhoud (Maroc) ont été attribués à H. sapiens et datés de 315 000 ± 34 000 ans 2 : ce résultat a fait reculer la date de plus de 100 000 ans. Ces fossiles correspondent à des stades précoces de la lignée d’H. sapiens 3 : la date attribuée à l’origine de l’espèce dépend donc du critère qui définit l’espèce. Deuxièmement, les chartes de référence, qui fixent l’âge des divisions du temps géologique, sont mises à jour. La Charte chronostratigraphique internationale est publiée en versions successives 4. Entre la version de janvier 2013 et celle de juin 2026, l’âge de la base du Crétacé est passé d’environ 145,0 à 143,1 millions d’années, et celui de la base du Cambrien de 541,0 à 538,8 millions d’années. En outre, certaines dates ne font pas consensus : les âges proposés pour le début de la tectonique des plaques vont de l’Hadéen au Néoprotérozoïque, soit presque toute l’histoire de la Terre 5. Des interprétations publiées sont également contestées : des structures fossiles vieilles de 3,7 milliards d’années ont été décrites en 2016 comme des stromatolithes (dépôts en couches construits par des microbes) et comme la plus ancienne trace de vie 6. Cependant, en 2018, une autre étude les a attribuées à une déformation de la roche, sans origine biologique 7. Enfin, certaines propositions sont rejetées : en 2024, des stratigraphes ont voté en défaveur de la création d’une époque géologique nommée Anthropocène 8.

Ce constat est important pour l’enseignement des sciences, car les élèves sont censés comprendre comment les connaissances scientifiques sont produites et révisées. Cet apprentissage, appelé compréhension de la nature de la science, est l’un des objectifs de l’enseignement des sciences 9. Lors d’une consultation Delphi, 23 experts (scientifiques, didacticiens des sciences, enseignants, historiens, philosophes et sociologues des sciences) se sont accordés sur neuf thèmes que les programmes scolaires devraient inclure au sujet de la nature de la science 10. L’un des aspects de la nature de la science est le caractère provisoire des connaissances scientifiques : elles peuvent être révisées. Selon une revue de 52 études, cet aspect est l’un de ceux que les apprenants assimilent le plus difficilement 11. Pratiquer des activités scientifiques ne suffit pas pour assimiler cet aspect. Dans une étude menée auprès de 62 élèves de sixième année de scolarité, un groupe a discuté explicitement, après ses activités d’investigation, de quatre aspects de la nature de la science, dont le caractère provisoire des connaissances scientifiques ; la compréhension de ce groupe sur ces aspects a progressé, tandis que celle du groupe qui avait réalisé les mêmes activités sans discussion n’a pas progressé 12. Une frise chronologique qui donne une seule date par événement, sans sa source ni son incertitude, ne fournit aucune matière à de telles discussions : elle ne montre pas si une date a été révisée ou si elle est contestée.

Les durées géologiques sont difficiles à estimer. Dans une étude menée auprès de 126 étudiants d’université, les dates estimées pour sept événements majeurs s’étalaient sur plusieurs ordres de grandeur, et les étudiants tendaient à sous-estimer l’âge des événements 13. Les étudiants placent généralement les événements dans le bon ordre, mais évaluent mal les durées qui les séparent 14. Le même résultat a été obtenu chez des étudiants de première année d’université de 26 pays d’Europe 15. Plus généralement, il est difficile de raisonner sur des grandeurs situées hors de la perception humaine 16. Dans deux expériences, la compréhension des durées géologiques s’est améliorée quand les échelles de temps étaient alignées de façon progressive et hiérarchique le long d’une frise chronologique 17. Les représentations visuelles, qu’elles soient statiques, animées ou interactives, occupent une place centrale dans l’enseignement du temps profond (le temps à l’échelle géologique, qui se compte en millions et en milliards d’années) 18.

La curiosité et l’engagement actif améliorent l’apprentissage. La curiosité naît quand une personne perçoit une lacune dans ses connaissances 19, et une information qui éveille la curiosité est mieux mémorisée ^{20, 21}. Le cadre ICAP (Interactive, Constructive, Active, Passive) classe l’engagement d’un apprenant en quatre modes, interactif, constructif, actif et passif, définis par son comportement observable. Il prédit que l’apprentissage s’améliore quand l’engagement passe du mode passif au mode actif, puis au mode constructif, puis au mode interactif 22. Dans une méta-analyse de 225 études portant sur des cours universitaires de premier cycle en sciences, en ingénierie et en mathématiques, les notes d’examen obtenues avec l’apprentissage actif dépassaient de 0,47 écart-type celles obtenues avec le cours magistral 23.

Deep Time et Sapiens ont été conçus à partir de ces constats. Deep Time couvre les 4,54 milliards d’années d’histoire de la Terre et du vivant. Sapiens couvre les 300 000 ans d’Homo sapiens et utilise le même moteur de frise. L’approche n’est pas dogmatique : chaque date et chaque événement sont présentés conformément à l’état actuel des connaissances, et attribués aux publications qui les appuient ; leur incertitude et les autres estimations ou interprétations publiées sont mentionnées explicitement. Les frises sont dynamiques à deux titres. Leur usage est dynamique : l’utilisateur zoome, se déplace le long de l’axe du temps et découvre les fiches. Leur contenu l’est aussi : le corpus est révisé quand une publication ou une nouvelle version d’une charte de référence modifie l’état des connaissances.

Objectifs

1. Échelle. Représenter 4,54 milliards d’années (Deep Time) et 300 000 ans (Sapiens) sur des frises continues où les distances restent proportionnelles aux durées à tous les niveaux de zoom, de la vue de la période entière à une vue d’une dizaine d’années.
2. Attribution. Attribuer chaque date et chaque événement à des publications scientifiques identifiées, accessibles depuis la fiche.
3. Incertitude. Attribuer à chaque date une catégorie d’incertitude (date précise, date approximative, intervalle ou date débattue) et expliquer chaque désaccord.
4. Exploration active. Concevoir les frises pour que l’utilisateur les explore, afin d’éveiller sa curiosité.
5. Révision. Traiter le corpus comme un état daté des connaissances : consigner chaque correction et relire chaque texte révisé.
6. Accès. Proposer les frises gratuitement, en anglais et en français, sur ordinateur et sur mobile, aux apprenants, aux enseignants et au grand public.

2. Méthodes

2.1 Modèle du temps

Le temps a été représenté par une seule variable : le nombre d’années avant le présent. Le présent a été fixé à l’année 2026. Cette année de référence sera mise à jour chaque année. Les années calendaires n’ont servi qu’à l’affichage, quand la vue couvrait moins de 40 000 ans. Les durées ont été exprimées en ka (10³ ans), Ma (10⁶ ans) et Ga (10⁹ ans). Les conversions entre le temps et la position à l’écran, la mise en forme des dates et les opérations de zoom ont été vérifiées par des tests unitaires sur neuf valeurs de référence : 4,54 Ga, 3,5 Ga, 541 Ma, 66 Ma, 7 Ma, 300 ka, 12 ka, l’année 1800 et le présent.

2.2 Moteur de frise

Les deux éditions (Deep Time et Sapiens) ont utilisé le même moteur de frise, avec des constantes différentes. Le moteur a été construit sur trois principes.

Premièrement, sur l’écran d’affichage, les distances sont proportionnelles aux durées, et cela à toutes les échelles. Deuxièmement, une seule représentation numérique du temps a servi à tous les calculs. Troisièmement, le calcul est indépendant du tracé de la frise : les conversions entre le temps et la position, le zoom, les bornes et les graduations ont été calculés par des fonctions pures, qui pouvaient être testées sans navigateur et ne dépendaient pas de la technologie de dessin.

Les valeurs de temps ont été stockées en années avant le présent, sous la forme de nombres en double précision (64 bits). À 4,54 Ga, la résolution du format en double précision était d’environ un millionième d’année. À l’étendue minimale, un pixel représentait environ 0,005 an, soit trois ordres de grandeur de plus que cette résolution.

Le zoom a été retenu pour donner accès à plusieurs échelles. Les axes de temps logarithmiques ont été écartés, car un changement d’échelle à l’intérieur d’une vue peut gêner la comparaison des durées 24. Chaque position de l’écran d’affichage est définie par son centre et son étendue. Le temps a été converti linéairement en position horizontale. Un pas de zoom multiplie l’étendue par un facteur et maintient à sa position l’instant situé sous le pointeur. L’étendue allait de 10 ans à 5,40 Ga dans Deep Time et de 12 ans à 417 ka dans Sapiens. L’étendue maximale correspondait à la période couverte par l’édition (4,54 Ga et 350 ka), augmentée d’une marge de 8 % de la vue de chaque côté.

2.3 Corpus et modèle de données

Chaque édition (Deep Time et Sapiens) contient 200 fiches disponibles en français et en anglais (tableau 1). Ce nombre résulte de trois contraintes. La première était la lisibilité : sur un écran large de 1 280 pixels, une vue de 1 Ga affichait 30 de ses 150 fiches sous la forme de marqueurs individuels et regroupait les autres, de sorte que, dans un corpus plus grand, les fiches ajoutées auraient surtout été regroupées. La deuxième était la couverture : le corpus a été porté à 200 événements pour couvrir les intervalles de temps qui n’en auraient eu aucun sinon. La troisième était la relecture : chaque fiche a été relue individuellement et le corpus entier a été relu et comparé à ses sources, ce qui limitait le nombre de fiches qu’un seul relecteur pouvait tenir à jour. Sapiens a été porté à 200 fiches pour atteindre la même taille. Le corpus a été construit comme une sélection d’événements choisis selon des critères (échantillonnage raisonné) et non comme un inventaire exhaustif. Un événement pouvait être retenu quand il remplissait trois critères :

1. Période et datation. L’événement se situait dans la période couverte par l’édition (de 4,54 Ga au présent dans Deep Time, de 350 ka au présent dans Sapiens) et pouvait recevoir une date ou un intervalle dans l’une des quatre catégories de datation définies à la section 2.5. La période couverte par Sapiens commençait à 350 ka, soit 35 000 ans avant les plus anciens fossiles attribués à l’espèce (315 ka), afin d’inclure la lignée qui l’a précédée.
2. Documentation. Au moins deux publications scientifiques appuyaient sa date et sa description. Chaque fiche citait deux à quatre publications (3,1 en moyenne dans Deep Time et 3,2 dans Sapiens), sélectionnées et vérifiées comme le décrit la section 2.4.
3. Importance. L’auteur a classé chaque événement sur une échelle ordinale de cinq niveaux définis par écrit : 1, jalon majeur, sans lequel l’histoire couverte par l’édition présenterait une lacune ; 2, jalon important ; 3, événement notable ; 4, événement secondaire ; 5, détail de spécialiste. Ce classement était un jugement éditorial et aucun indicateur quantitatif, tel qu’un nombre de citations, n’a été utilisé : le nombre de citations que reçoit une publication varie fortement d’une discipline à l’autre et d’une année de publication à l’autre 25, et les sources du corpus couvraient plusieurs disciplines et avaient été publiées entre 1846 et 2026. Les niveaux 1 à 5 contenaient 13, 52, 98, 29 et 8 fiches dans Deep Time. Dans Sapiens, les niveaux 1 à 3 ont été utilisés (35, 140 et 25 fiches) et correspondaient à l’échelle de l’espèce, d’un continent et d’une région : les événements envisagés étaient bien plus nombreux que les 200 retenus, et aucun événement d’importance inférieure à celle d’un repère régional majeur n’a été conservé.

Un événement était exclu quand moins de deux publications vérifiées l’appuyaient ou quand une fiche existante le traitait déjà.

Les fiches ont été stockées sous la forme de données structurées (format JSON), séparément du code du programme, dans un fichier par langue. Chaque fiche avait un identifiant permanent, utilisé dans son adresse web. Chaque fiche a été rattachée à une, deux ou trois couches thématiques, par exemple la vie, le climat ou la génétique dans Deep Time, et les techniques, la société ou le peuplement dans Sapiens (tableau 1). Des contrôles automatiques ont permis de vérifier l’unicité de l’identifiant, l’ordre des bornes d’une période, le nombre de sources et la cohérence des données d’incertitude enregistrées.

Les 400 fiches citent plus de 1 150 sources distinctes. L’année médiane de publication était 2017, et 34 % des sources avaient été publiées en 2020 ou après.

2.4 Recherche bibliographique et vérification des sources

Les publications ont été recherchées fiche par fiche, avant la rédaction, dans deux moteurs de recherche, Consensus et PubMed. Pour chaque fiche, une requête en anglais, parfois deux, a été soumise à Consensus, un moteur de recherche de publications scientifiques qui combine la recherche sémantique et la recherche par mots clés. Au moment des recherches, son index contenait les résumés et les métadonnées de plus de 200 millions de publications scientifiques de tous les éditeurs, le texte intégral des publications en libre accès et, en vertu d’accords avec des éditeurs, le texte intégral de publications de revues sur abonnement.

Une requête associait le nom de l’événement, du site ou de l’objet aux termes qui le définissent et, dans 38 % des cas, à un âge ou à une date. Exemple : « onset Northern Hemisphere glaciation Quaternary ice ages intensification ». Aucun filtre sur l’année de publication, le type d’étude ou la revue n’a été appliqué ; les prépublications ont été exclues dans deux requêtes. Chaque requête renvoyait une liste ordonnée de publications, avec leurs résumés.

Au total, 459 requêtes ont été soumises à Consensus pour les deux éditions entre le 14 août et le 4 octobre 2026, pour les fiches et pour les contenus qui les accompagnaient sur la frise (échelles de temps, bandes d’environnement et illustrations). PubMed a été interrogé directement pour les publications originales des découvertes historiques (29 requêtes), pour lesquelles Consensus renvoyait peu de résultats pertinents.

Pour les dates débattues, des publications appuyant chacune des positions ont été retenues.

Chaque référence a ensuite été vérifiée en trois étapes :

1. Identifiant. Un programme a interrogé PubMed et Crossref avec le DOI ou l’identifiant PubMed, puis a comparé l’auteur et l’année obtenus à ceux de la référence.
2. Attribution. Chaque référence a été associée à la phrase qu’elle appuyait.
3. Contenu. Chaque phrase a été comparée à la publication citée, obtenue auprès de Consensus, PubMed, Europe PMC, Crossref ou OpenAlex.

Les sources étaient des articles de recherche et des articles de synthèse publiés dans des revues à comité de lecture. Des documents institutionnels, par exemple ceux d’agences spatiales et des Nations unies, ont été utilisés pour certains événements de l’histoire récente.

2.5 Incertitude de datation

Chaque date a été classée dans l’une des quatre catégories définies au tableau 2. Quand une date avait des bornes, la borne ancienne et la borne récente ont été considérées également. Les dates ont été affichées avec la précision que les sources permettaient, par exemple « il y a ~3,7 milliards d’années » ou « il y a entre 4,4 et 3,8 milliards d’années ». Une note explicative, affichée dans la fiche, était obligatoire pour les dates débattues. Sur les 400 fiches, 314 (78,5 %) portaient une date approximative, un intervalle ou une date débattue.

2.6 Rédaction, relecture et validation

Les fiches ont été rédigées à partir des publications qu’elles citaient. Les termes techniques ont été définis à leur première occurrence. Les versions française et anglaise de chaque fiche ont été rédigées comme des textes à part entière et non comme des traductions littérales. Les contradictions entre fiches ont été résolues par un retour aux sources scientifiques. Les 400 fiches ont toutes été relues et approuvées individuellement.

2.7 Mise à jour et contrôle de la qualité

Le contenu et le code ont été conservés dans un système de gestion de versions (Git) ; chaque modification a été datée. La date de la dernière relecture a été enregistrée dans chaque fiche. Une révision a été déclenchée dans trois cas : une publication qui modifiait une date ou une interprétation, une nouvelle version d’une charte de référence et la relecture périodique du corpus.

Après la première mise en ligne (août 2026), le corpus entier a été relu et comparé aux résumés de ses sources en septembre 2026. L’échelle des temps géologiques a été comparée le 20 septembre 2026 à la version de juin 2026 de la Charte chronostratigraphique internationale, et quatre limites ont été mises à jour. La version de la charte a été stockée avec les données. Les erreurs peuvent être signalées par le formulaire de contact du site qui héberge les frises.

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