Quelques progrès récents des environnements de travail scientifique Lorsqu'à la fin des années 1970 Donald Knuth relut les épreuves de son monumental traité "The Art of Computer Programming" - truffé de diagrammes et de formules mathématiques - il fut très déçu par la qualité de la mise en page réalisée par l'imprimeur. Qu'à cela ne tienne... Knuth, éminent chercheur de l'Université de Stanford, s'attela à la conception d'un {\it système de formatage de textes} révolutionnaire pour l'époque, bientôt connu sous le nom de TeX. L'utilisation de ce système diffère considérablement des traitement de textes "classiques" comme MS-Word - qui lui sont en fait {\it postérieurs} : au lieu de saisir les caractères ou les formules suivant leur position, l'utilisateur spécifie plutôt la structure logique du texte (titre, sections, alignements, sauts de paragraphes, tables, graphiques à inclure, etc). Le logiciel se charge alors d'effecuer la mise en page suivant les règles de l'art, tout en respectant la structure logique spécifiée. Knuth pensait pouvoir mettre au point TeX en quelque mois, mais le travail s'étendit sur près de dix années! Il lui fallut en particulier intégrer une grande quantité de savoir-faire recueillis auprès des professionnels de la typographie scientifique. TeX fut complété vers 1984-85 par le système LaTeX de Leslie Lamport. LaTeX est "juste" une surcouche de macros permettant de simplifier et d'automatiser un grand nombre de tâches, numérotation des paragraphes, bibliographie, références croisées, fichiers de style, etc. Ces logiciels se sont rapidement imposés dans la communauté scientifique, en particulier chez les mathématiciens : la souplesse et la puissance de TeX/LaTeX restent encore aujourd'hui inégalées. Tout aussi déterminant a été le fait que le standards TeX et LaTeX sont restés très stables - les textes saisis en 1984 sont encore exploitables aujourd'hui. Ceci a permis par exemple le développement d'une gigantesque base de données d'articles de recherche librement téléchargeables dans des secteurs comme les Math ou la Physique, cf. http://www.arXiv.org. Il faut noter que TeX et LaTeX sont des logiciels libres, donc gratuitement disponibles sur toutes les plate-formes actuelles d'ordinateurs. Le système a été constamment enrichi depuis ses origines et fait encore aujourd'hui l'objet d'un développement actif. On trouvera ainsi l'excellent paquetage MIKTeX pour les PC/Windows sur http://www.miktex.org, tandis que les distributions Linux les plus courantes pour PC ou Mac installent TeX en standard (MIKTeX est dérivé de l'implémentation pour Unix/Linux). A l'heure où les programmes et les manuels d'enseignement scientifique du secondaire souffrent d'une dévalorisation marquée par rapport à la période antérieure des années 1960-80, on se prend à rêver à la possibilité de constituer et de mettre en libre circulation des documents plus riches en contenu conceptuel, afin que les élèves et les professeurs qui le souhaitent puissent aller plus loin et approfondir quelque peu des programmes devenus souvent indigents. Ceci permettrait aussi de sortir des sentiers battus obligés de l'édition scolaire, et de contourner les restrictions de Copyright systématiques qui obligent les auteurs de documents à constamment réinventer la roue. La technologie actuelle permet à l'évidence un tel développement collaboratif ; la difficulté est plutôt de motiver et de coordonner la communauté enseignante - comme peut l'être aujourd'hui celle des développeurs de logiciels libres. Des associations nationales ou internationales oeuvrant dans ce sens ont vu le jour, comme Linux-Pédagogie (http://logiciels-libres-cndp.ac-versailles.fr ), ABUL-Education (http://www.abul.org/education) SEUL/Edu (http://www.seul.org/edu), OFSET (http://www.ofset.org), l'Encyclopédie Universelle WikiPedia (http://www.wikipedia.com/). Plusieurs développements logiciels récents peuvent apporter une contribution très utile. L'utilisation de TeX/LaTeX requiert en effet a priori l'apprentissage et la maîtrise d'une syntaxe proche de celle des langages de programmation. La visualisation des textes n'est pas interactive et nécessite une phase de compilation - même si la vitesse des processeurs rend maintenant cette phase presque simultanée. Apprendre la syntaxe TeX ou LaTeX est un exercice très enrichissant en soi, mais l'effort nécessaire peut éventuellement rebuter les débutants isolés. Il se trouve que deux logiciels nouveaux issus du monde Linux sont maintenant disponibles pour contourner cet obstacle. Il s'agit de LyX (http://www.lyx.org), fruit d'une collaboration internationale, aussi disponible sous Windows, et de TeXmacs (http://www.texmacs.org), créé par Joris Van der Hoeven à l'Université d'Orsay. Ces deux logiciels sont arrivés tout à fait à maturité - TeXmacs a passé la version 1.0 au printemps dernier. Outre la saisie de textes scientifiques, ils offrent des fonctionnalités complémentaires très intéressantes. En particulier, LyX et TeXmacs proposent une interface graphique qui évitera dans un premier temps l'apprentissage de toute syntaxe élaborée, sans cependant renoncer au concept de document structuré. Les deux logiciels exportent de manière naturelle vers LaTeX, et possèdent des fonctions d'import LaTeX fonctionnelles. LyX exporte également vers HTML et PDF. Dans les 2 cas, un export partiel vers RTF est possible via latex2rtf. TeXmacs est cependant plus ambitieux dans ses objectifs ; totalement WYSIWYG, il présente la même qualité d'impression et d'affichage à l'écran que TeX. Précisons ce point : depuis sa conception, TeX utilise des polices vectorielles inventées elles aussi par Knuth. Ces polices sont gérées par un système appelé MetaFont - il est opportun de signaler que MetaFont a inspiré et précédé de près de 10 années les polices commerciales TrueType - sans rien leur céder en qualité de rendu, bien au contraire. Les police-source MetaFont sont stockées sous forme mathématique en termes de points d'interpolation, de courbure, d'épaisseur de ligne, etc, et le logiciel fabrique à partir de là des polices bitmap (rectangles de pixels) quels que soient la résolution et le grossissement choisis à l'écran ou sur le papier. Bien qu'il soit essentiellement indépendant des autres composantes de TeX et LaTeX, TeXmacs partage avec ceux-ci le système de gestion de polices MetaFont ; il dispose ainsi d'une qualité de rendu tout à fait exceptionnelle. L'un des aspects les plus intéressants de TeXmacs réside dans le fait que le programme fournit un interfaçage avec de nombreux logiciels de calcul symbolique comme Giac, Maxima, Macaulay, Pari, Yacas (et aussi avec des systèmes propriétaires comme Maple...). L'utilisateur chevronné peut étendre lui-même les interfaces existantes ou en réaliser d'autres grâce à l'utilisation de scripts en langage Scheme, un dialecte du Lisp, via l'interpréteur Guile. Le mécanisme est similaire aux scripts de configuration de l'éditeur Emacs de Richard Stallman - d'où l'étymologie de TeXmacs. A terme, il est prévu que TeXmacs évolue pour devenir une véritable suite bureautique scientifique, incluant un tableur intégré, un outil de dessin scientifique et un mode de présentation. Tout ceci est en fait déjà possible, mais avec un degré d'intégration moindre, en utilisant les nombreux outils libres disponibles, comme Sketch pour le dessin vectoriel (http://sketch.sourceforge.net/) ou le tableur Gnumeric (http://www.gnome.org/projects/gnumeric/). Pour terminer, je voudrais mentionner Active-dvi, un outil de présentation récemment mis au point par une équipe de l'INRIA (http://pauillac.inria.fr/activedvi/). Active-dvi peut remplir sensiblement toutes les fonctions d'un logiciel comme PowerPoint. Il repose cependant sur le système TeX/LaTeX et se trouve donc être particulièrement adapté à la réalisation de cours de Mathématiques ou de Physique avec vidéoprojecteur. Bien entendu, Active-dvi peut aussi servir pour des présentations sur des sujets quelconques. J'espère que ce bref panorama aura convaincu le lecteur de la très grande richesse des outils libres actuellement disponibles pour l'environnement de travail des enseignants scientifiques. Une distribution Linux "Debian-Education" regroupant ces outils est disponible depuis la rentrée 2002. Il s'agit d'un travail collectif de nombreux enseignants ou chercheurs, entrepris sous l'égide du CNDP avec le support technique de la société Logidée. Une image ISO du CD-Rom est téléchargeable depuis le site http://logiciels-libres-cndp.ac-versailles.fr/distribution.html.