Qu'est-ce qu'une donnée structurée en SNT ?

Une donnée structurée est rangée selon un schéma fixe : chaque objet est décrit par les mêmes descripteurs, dans le même ordre et avec le même type de valeur. On la présente en table (une ligne par objet, une colonne par descripteur), ce qui permet à un programme de la lire automatiquement, par exemple dans un fichier CSV ou JSON.

Quelle est la différence entre un descripteur et une valeur ?

Le descripteur est la caractéristique étudiée, c'est-à-dire le nom de la colonne (par exemple « année de publication »). La valeur est ce que vaut ce descripteur pour un objet précis (par exemple 1885 pour le roman Germinal). Un descripteur est commun à toute la table, une valeur est propre à une case.

Quelle différence entre le format CSV et le format JSON ?

Le CSV est un fichier texte où chaque ligne est un objet et où les valeurs sont séparées par un caractère (virgule ou point-virgule) ; la première ligne donne les descripteurs. Le JSON écrit chaque objet entre accolades sous forme de paires « clé : valeur », et regroupe les objets dans une liste entre crochets. Le CSV convient aux tables simples, le JSON accepte des données imbriquées.

Qu'est-ce qu'une métadonnée ?

Une métadonnée est une donnée qui décrit une autre donnée ou un fichier : taille, date de création, auteur, format, ou, pour une photo, modèle d'appareil et coordonnées GPS. On la consulte dans les propriétés du fichier. Certaines métadonnées révèlent des informations personnelles, comme le lieu où une photo a été prise.

Pourquoi les centres de données consomment-ils autant d'énergie ?

Ils font fonctionner jour et nuit des milliers de serveurs et de disques, qu'il faut en plus refroidir, et les données y sont souvent copiées plusieurs fois par sécurité. Au niveau mondial, les centres de données consomment de l'ordre de 1 à 2 % de l'électricité produite. On mesure leur efficacité avec le PUE, rapport entre l'énergie totale et l'énergie des équipements informatiques.

Sciences numériques et technologie (SNT) 2ⁿᵈᵉ

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Données structurées

Données, descripteurs, tables, formats CSV et JSON, métadonnées, stockage et cloud (SNT de 2nde)

À propos de cette page

Ce cours de sciences numériques et technologie (SNT) en seconde sur « Données structurées » suit le programme officiel de sciences numériques et technologie (SNT) de seconde. Il présente les définitions, les propriétés et les méthodes essentielles, accompagnées d'exemples résolus pour bien comprendre. Au programme : L'essentiel : donnée, descripteur, valeur, table, Organiser les données en tables, Les formats CSV et JSON, Les métadonnées. Chaque notion est expliquée pas à pas, puis mise en pratique grâce à des exercices interactifs, un QCM et une évaluation corrigée. Idéal pour réviser à son rythme, combler ses lacunes et progresser, en autonomie ou avec un professeur. Cours rédigé par un professeur particulier à Marseille pour aider les élèves de seconde à réussir en sciences numériques et technologie (SNT).

L'essentiel : donnée, descripteur, valeur, table

Donnée. Une donnée est une valeur qui décrit un objet, une personne ou un événement que l'on a choisi de conserver. Exemple : « 1885 » est une donnée sur le roman Germinal.

Descripteur et valeur. Le descripteur (ou attribut) est la caractéristique décrite : « année de publication ». La valeur est ce qu'il vaut pour un objet précis : 1885. Un objet est décrit par plusieurs descripteurs.

Collection et table. Des objets qui partagent les mêmes descripteurs forment une collection. On la présente sous forme de table : une ligne par objet (on dit aussi enregistrement), une colonne par descripteur.

Données structurées. Des données sont structurées lorsqu'elles respectent un schéma fixe et connu : mêmes descripteurs, même ordre, même type de valeur pour tous les objets. Un programme peut alors les lire et les traiter automatiquement.

Donnée personnelle. C'est toute information qui se rapporte à une personne physique identifiée ou identifiable, directement (nom, photo du visage) ou indirectement (numéro d'identification, numéro de téléphone, données de localisation, identifiant en ligne…). Dans une table d'élèves, le nom et la date de naissance de chaque élève sont des données personnelles ; la longueur d'un sentier n'en est pas une.

Un cadre juridique protecteur. En France, la loi « Informatique et libertés » du 6 janvier 1978 a créé la CNIL (Commission nationale de l'informatique et des libertés), chargée de veiller à l'usage des données personnelles. Dans toute l'Union européenne, le RGPD (règlement général sur la protection des données) s'applique depuis le 25 mai 2018 : on ne collecte que les données nécessaires (minimisation), et chacun dispose de droits sur les siennes (accès, rectification, effacement…).

Un carnet de contacts ou un emploi du temps sont des données structurées ; le texte libre d'un courriel ou le contenu d'une photo ne le sont pas.

Organiser les données en tables

Exemple : les livres du CDI.

titre	auteur	annee	genre	disponible
Germinal	Zola	1885	roman	oui
Les Fleurs du mal	Baudelaire	1857	poésie	non
Cyrano de Bergerac	Rostand	1897	théâtre	oui

Cette table compte 5 descripteurs et 3 objets, donc 5 × 3 = 15 valeurs.

Types de valeurs. Chaque descripteur a un type : texte (titre, auteur), nombre entier (annee), nombre décimal, date, booléen (oui/non, vrai/faux : disponible).

Identifiant. Pour distinguer deux objets qui se ressemblent (deux homonymes, deux exemplaires d'un même livre), on ajoute un descripteur identifiant dont la valeur est unique pour chaque objet (numéro d'inventaire, numéro de licence…).

Base de données. Elle regroupe plusieurs collections reliées entre elles. Exemple : la base d'une bibliothèque conserve les livres, les abonnés et les emprunts ; un emprunt relie un abonné à un livre grâce à leurs identifiants.

Données ouvertes (open data). Ce sont des données publiées librement, dans un format lisible par une machine et sous une licence qui autorise leur réutilisation. En France, le portail public data.gouv.fr existe depuis 2011, et la loi pour une République numérique du 7 octobre 2016 pose le principe de l'ouverture par défaut des données publiques.

Repères historiques. Années 1930 : les cartes perforées, déjà utilisées pour le recensement américain de 1890, sont le premier support de stockage de données. 1956 : premier disque dur (IBM 350). 1970 : Edgar F. Codd propose le modèle relationnel, qui range les données en tables (base des bases de données actuelles). 1979 : VisiCalc, premier tableur grand public. 2009 : initiative pour un gouvernement ouvert (Open Government) du président Obama et portail américain data.gov. 2013 : charte du G8 pour l'ouverture des données publiques.

Les formats CSV et JSON

CSV (Comma-Separated Values). Fichier texte où chaque ligne représente un objet et où les valeurs sont séparées par un séparateur (virgule ou point-virgule). La première ligne, l'en-tête, donne les noms des descripteurs. Toutes les lignes ont le même nombre de champs.

La table du CDI en CSV :

titre;auteur;annee;genre;disponible
Germinal;Zola;1885;roman;oui
Les Fleurs du mal;Baudelaire;1857;poésie;non
Cyrano de Bergerac;Rostand;1897;théâtre;oui

En France on choisit souvent « ; » car la virgule sert à écrire les nombres décimaux.

JSON (JavaScript Object Notation). Un objet s'écrit entre accolades { } sous forme de paires "clé": valeur séparées par des virgules ; une collection est une liste entre crochets [ ]. Les clés et les textes sont entre guillemets droits doubles ; les nombres (avec un point décimal) et les booléens true/false s'écrivent sans guillemets.

Le même CDI en JSON (extrait) :

[
  {"titre": "Germinal", "auteur": "Zola", "annee": 1885, "genre": "roman", "disponible": true},
  {"titre": "Les Fleurs du mal", "auteur": "Baudelaire", "annee": 1857, "genre": "poésie", "disponible": false}
]

vCard. Format texte standard des fiches de contact (fichiers .vcf), échangé entre téléphones et messageries : une ligne par descripteur, par exemple FN:Camille Roux ou EMAIL:camille.roux@example.fr, entre BEGIN:VCARD et END:VCARD.

	CSV	JSON
Structure	table : lignes et colonnes	objets et listes, imbrication possible
Descripteurs	une fois, dans l'en-tête	répétés dans chaque objet (clés)
Usage typique	tableur, données ouvertes	échanges entre applications et sites web

Les métadonnées

Métadonnée. Donnée qui décrit une autre donnée ou un fichier. Elle ne fait pas partie du contenu, mais l'accompagne.

Exemples. Tout fichier : nom, format, taille, dates de création et de modification, auteur. Photo (métadonnées EXIF) : date et heure de prise de vue, modèle d'appareil, dimensions en pixels, parfois coordonnées GPS. Morceau de musique : titre, artiste, album, durée. Certaines sont enregistrées automatiquement par l'appareil ou le logiciel (date, position GPS, taille), d'autres sont renseignées par l'utilisateur (titre, auteur, mots-clés).

Où les trouver ? Clic droit sur le fichier puis « Propriétés » (Windows) ou « Lire les informations » (macOS) ; sur smartphone, le bouton d'information de la photo.

Les métadonnées peuvent trahir la vie privée : une photo publiée avec ses coordonnées GPS révèle l'endroit où elle a été prise, par exemple son domicile. On peut désactiver la géolocalisation de l'appareil photo ou supprimer les métadonnées avant de partager.

Les métadonnées sont utiles : elles permettent de classer ses photos par date, de retrouver un fichier, ou de connaître la licence et la date de mise à jour d'un jeu de données ouvertes.

Les données dans le nuage (cloud)

Stockage dans le nuage. Les fichiers sont enregistrés sur des serveurs distants, dans des centres de données (data centers), accessibles par Internet depuis n'importe quel appareil connecté au compte.

Supports de stockage et sauvegardes. Un fichier est enregistré sur un support interne (disque dur, SSD) ou externe (disque externe, clé USB), local ou distant (nuage). Un support peut tomber en panne, être perdu ou abîmé : on fait donc des sauvegardes, c'est-à-dire des copies sur un autre support.

Synchronisation et partage. Un dossier synchronisé est recopié automatiquement entre le nuage et chaque appareil : une modification faite sur l'un apparaît sur les autres. On peut partager un fichier par lien ou invitation, en lecture seule ou en modification.

Avantages et limites. Avantages : accès partout, sauvegarde en cas de perte de l'appareil, travail à plusieurs. Limites : connexion nécessaire, dépendance au fournisseur, confidentialité (où sont les serveurs, qui peut lire les données ?), consommation d'énergie.

Consommation énergétique des centres de données. Causes principales : serveurs et disques en fonctionnement 24 h sur 24, refroidissement des salles, redondance (données copiées plusieurs fois). Ordre de grandeur : environ 415 TWh en 2024, soit à peu près 1,5 % de l'électricité consommée dans le monde (Agence internationale de l'énergie, rapport Energy and AI, 2025). Les centres consomment aussi de l'eau pour le refroidissement et des métaux rares pour la fabrication des machines. L'efficacité se mesure par le PUE :

PUE = \frac{E_{totale}}{E_{informatique}}

Plus il est proche de 1, moins l'énergie est dépensée hors informatique.

Exemple. Un centre consomme 9,6 GWh par an, dont 6,4 GWh pour ses équipements informatiques : PUE = 9,6 ÷ 6,4 = 1,5. Pour 1 kWh utile, il dépense 0,5 kWh en plus (refroidissement, éclairage…).

Unité	octet	kilooctet (ko)	mégaoctet (Mo)	gigaoctet (Go)	téraoctet (To)
Valeur	8 bits	10³ octets	10⁶ octets	10⁹ octets	10¹² octets

Un caractère simple (lettre sans accent, chiffre, séparateur, fin de ligne) occupe 1 octet dans un fichier texte ; une lettre accentuée en occupe 2 en UTF-8.

Méthodes

Méthode — Identifier objets, descripteurs et valeurs

Repérer les titres des colonnes : ce sont les descripteurs.
Compter les lignes (hors en-tête) : ce sont les objets.
Une case = une valeur, repérée par son objet (ligne) et son descripteur (colonne).
Donner le type de chaque descripteur.

Méthode — Écrire ou contrôler un fichier CSV

Choisir un séparateur absent des valeurs (« ; » s'il y a des nombres décimaux).
Écrire l'en-tête : les descripteurs dans l'ordre choisi.
Écrire une ligne par objet, valeurs dans le même ordre ; une valeur inconnue laisse un champ vide.
Vérifier que chaque ligne a autant de champs que l'en-tête.

Exemple rédigé. nom;race;date_arrivee;sterilise puis Pistache;européen;2025-03-12;oui : 4 champs dans chaque ligne, le fichier est cohérent.

Méthode — Passer d'une ligne CSV à un objet JSON

Associer chaque descripteur de l'en-tête (clé) à la valeur de la ligne.
Mettre clés et textes entre guillemets doubles.
Écrire nombres (point décimal) et booléens sans guillemets.
Entourer d'accolades ; plusieurs objets vont dans une liste entre crochets.

Exemple rédigé. {"nom": "Pistache", "race": "européen", "date_arrivee": "2025-03-12", "sterilise": true}.

Méthode — Estimer la taille d'un fichier texte

Compter les octets d'une ligne (caractères + 1 pour la fin de ligne).
Multiplier par le nombre de lignes.
Convertir : 1 ko = 1 000 octets, 1 Mo = 1 000 000 octets.

Exemple rédigé. Un CSV de 2 400 lignes de 60 octets pèse 2 400 × 60 = 144 000 octets, soit 144 ko.

Pièges et erreurs classiques

Descripteur ou valeur ? « Ville » est un descripteur, « Lyon » est une valeur. Une question « quelle est la valeur… » attend le contenu d'une case, pas le titre d'une colonne.

La virgule décimale dans un CSV à virgules. Avec le séparateur « , », la valeur 12,5 est coupée en deux champs : la ligne a un champ de trop. Solution : séparateur « ; » ou valeur entre guillemets.

JSON mal écrit. Guillemets simples, clé sans guillemets, virgule décimale ou virgule après le dernier élément rendent le fichier illisible. Et "16" (texte) n'est pas 16 (nombre).

Un descripteur qui vieillit. Stocker un âge oblige à tout mettre à jour chaque année ; on stocke plutôt une date de naissance.

ko ou Kio ? 1 ko = 1 000 octets ; 1 Kio (kibioctet) = 1 024 octets ; de même 1 Mio (mébioctet) = 1 048 576 octets. Certains logiciels mélangent les deux.

Le nuage n'est pas immatériel. Les fichiers sont sur des disques bien réels, dans des bâtiments qui consomment de l'électricité.

En bref

Une donnée est une valeur ; le descripteur est la caractéristique qu'elle décrit.
Table : une ligne par objet (enregistrement), une colonne par descripteur, un type par descripteur.
CSV : en-tête + une ligne par objet, valeurs séparées par « , » ou « ; », même nombre de champs partout.
JSON : objets {"clé": valeur}, listes [ ], guillemets doubles, point décimal.
Métadonnée = donnée sur une donnée (taille, date, auteur, GPS) : utile mais parfois indiscrète.
Cloud = serveurs distants ; synchronisation, partage ; centres de données ≈ 1 à 2 % de l'électricité mondiale, PUE = énergie totale ÷ énergie informatique.

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