Interventions d’activité physique en milieu scolaire et cognition 1 Différentes modalités interventionnelles

Si l’école constitue une place de choix pour les interventions d’AP pour la santé et la cognition des enfants, elle n’en est pas moins une place éducative et les interventions, aussi bénéfiques sont-elles, ne devraient pas avoir d’effets délétères sur les objectifs liés à la scolarité. Toutefois, la mise en œuvre

125 d’interventions d’AP en milieu scolaire peut réduire le temps alloué à l’enseignement académique, aussi, il est primordial de s’assurer qu’il n’y a pas de répercussions négatives sur les performances académiques des enfants. A notre connaissance, la littérature ne rapporte pas d’effets délétères, même plutôt des améliorations en terme de performance académique et de comportement en classe (Saint Louis Deschênes, 2012; Watson et al., 2019). Ce qui constitue un argumentaire favorable à la mise en place d’interventions d’AP. L’AP peut être incorporée de différentes manières à l’école. Certaines interventions ont proposé de rallonger les temps où les enfants pouvaient être actifs physiquement, comme les enseignements d’EPS ou les temps de pause (e.g., récréation ou pause méridienne) ; d’autres interventions ont inclus de nouveaux temps d’AP au cursus habituel (e.g., programme d’AP après l’école) ; et d’autres encore se sont proposées d’introduire de l’AP pendant le temps de classe (e.g., faire une pause où l’on bouge entre deux enseignements ou utiliser des pédagogies d’apprentissage actif impliquant le corps).

Par exemple, en 2003, une équipe de recherche a comparé en termes de développement cognitif, de forme physique et de composition de corps des enfants d’écoles primaires recevant des enseignements d’éducation physique de 45 minutes 5 fois jours semaine vs. un groupe contrôle suivant un enseignement classique (de 30 à 45 minutes une fois par semaine pour les plus jeunes et 50 minutes par jour sur un seul semestre pour les plus grands) (Reed et al., 2013). L’assignation des élèves à un groupe se faisait en début d’année scolaire et l’intervention durait tout au long l’année scolaire. Les mesures ont été faites sur un design pré/post intervention. L’intervention a montré des résultats positifs en faveur de l’intervention sur 7 des 16 variables liées à la forme physique et à la composition corporelle et sur 8 des 26 variables liées à la cognition (intelligence fluide et vitesse de perception de cibles). D’autres travaux ont comparé en termes de développement cognitif des élèves ayant pratiqué des AP qualitativement différentes de l’éducation physique à des élèves ayant bénéficié de cours d’éducation physique classiques. Par exemple, une étude a comparé les effets de la pratique de Yoga vs. l’enseignement classique d’éducation physique sur les fonctions cognitives (mesurées avec des échelles issues du Wechsler Intelligence Scale for Children (WISC)) d’enfants âgés de 7 à 9 ans issus de milieux défavorisés (Chaya et al., 2012). L’intervention de remplacement des cours d’éducation physique par du Yoga durait 3 mois. Les mesures ont été faites à trois temps : pre-intervention, post- intervention et 3 mois après l’intervention. Les résultats ont montré que les deux groupes recevaient des bénéfices de la pratique d’AP, mais il n’y avait pas de différence significative entre les groupes. Toutefois, le yoga a apporté davantage de bénéfices au développement de l’attention et des habiletés visuo-spatiales - habiletés qui sont particulièrement mises en jeu dans cette pratique qui requiert un certain niveau d’alerte (Diamond & Lee, 2011).

126 Parmi les études qui ont pu mettre en place de nouveaux créneaux d’AP, on retrouve la lignée de travaux réalisés autour de l’intervention FITKids (Hillman et al., 2014). L’étude menée en ERC comparait des enfants de 8 à 9 ans ayant bénéficié du programme FITKids après l’école à des enfants n’ayant pas reçu ce programme à propos du développement de leur forme physique (VO2max), de leur activité électrique dans la zone P3 et des mesures comportementales liées au contrôle cognitif (l’inhibition via une tâche de Flanker modifiée et la flexibilité via une tâche de flexibilité couleur/forme où les enfants doivent ranger des objets selon un critère ou l’autre et être capables de changer de critère de rangement en cours de tâche). FITKids est un programme que les enfants suivaient durant deux heures le soir après l’école pendant 9 mois (150 jours sur les 170 de l’année scolaire). Les séances comprenaient au moins 70 minutes d’AP modérée à vigoureuse et étaient suivies d’un goûter équilibré sur le plan nutritionnel accompagné de contenu éducatif. Ensuite, les enfants s’engageaient dans 45 à 55 minutes de jeux structurés de type aérobie qui étaient aussi une occasion d’affiner les compétences motrices. En matière de cognition, les résultats ont montré que, après l’intervention, les enfants ayant bénéficié de FITKids avaient de meilleures performances dans les tâches cognitives (inhibition et flexibilité) que les enfants du groupe contrôle. Aussi, les enfants du groupe intervention présentaient davantage d’amplitude des ondes P3 dans les tâches incongruentes (les plus demandeuses en termes de contrôle) d’inhibition et de flexibilité et une latence plus rapide des ondes P3 dans la tâche d’inhibition incongruente, mais pas pour la flexibilité. Les auteurs ont aussi pu identifier que les effets bénéfiques du programme étaient fonction de l’assiduité des participants : les enfants ayant été présents à toutes les séances tiraient davantage de bénéfices que ceux étant venus moins souvent.

Une récente étude a implémenté à l’école auprès d’élèves de 10 ans une intervention d’AP combinant des enseignements dans lesquels les élèves apprenaient en bougeant (90 minutes par semaine majoritairement dans la cours de récréation), des pauses physiquement actives en classe pendant les leçons (5 minutes par jours) et de l’AP pour devoirs (10 minutes par jour) : Active Smarter Kids (Resaland et al., 2016). La randomisation entre les participants se faisait en cluster : des classes intégraient l’intervention et d’autres poursuivaient une scolarité classique. L’intervention ASK n’a pas montré d’effet sur les performances académiques des enfants. Toutefois, les analyses en sous-groupes ont montré que l’intervention était bénéfique pour les performances en mathématiques des élèves ayant les performances les plus faibles avant l’intervention (tercile le plus bas).

Les interventions que nous venons de présenter illustrent que les possibilités d’intervention d’AP en milieu scolaire sont larges. Si ces interventions permettent toutes d’augmenter le temps de pratique d’AP à l’école par leur design, seules les interventions incluant de l’AP en classe s’avèrent capables, à la fois, de de favoriser l’AP et de limiter la sédentarité. Elles sont donc particulièrement intéressantes.

127 Qu’en est-il des designs existants et des effets observés sur le comportement en classe, les performances académiques et la cognition ?

3.3.2 De l’activité physique dans la salle de classe

A notre connaissance, la récente méta-analyse de Watson et collaborateurs est la seule à avoir recensé et analysé les travaux interventionnels d’introduction d’AP en classe pour les élèves âgés de 5 à 12 ans et ayant testé leur effet sur des variables liées aux résultats scolaires (Watson, Timperio, Brown, Best, et al., 2017). Les auteurs ont distingué différentes implémentations de l’AP en classe : les leçons actives, leçons – hors enseignements d’éducation physique – durant lesquelles les apprentissages clés se sont enseignés via des pédagogies incluant de l’AP de la part des élèves (e.g., mathématiques, géographie) ; les pauses actives, pauses de quelques minutes durant le temps de classe où les élèves s’adonne à de l’AP dans la salle de classe (ou dans le couloir ou la cour) mais qui ne sont pas les temps de récréation ou de pause méridienne ; et les pauses actives mettant l’accent sur du contenu du programme scolaire pour renforcer les apprentissages déjà enseignés. Les variables dépendantes en lien avec les résultats scolaires prises en compte dans cette méta-analyse sont le comportement en classe des élèves (comportements orientés sur la tâche et/ou comportements indésirables), les fonctions cognitives (fonctions exécutives et autres processus mentaux) et la réussite académique (performance à des tâches académiques comme des tests académiques nationaux ou le niveau scolaire perçu).

Les auteurs ont pu recenser dans la littérature 39 études correspondant à leurs critères d’inclusion. Parmi ces travaux, la majorité était d’origine américaine (N = 18) et en Europe, seules quelques études isolées sauf pour les Pays-Bas (N = 7). Aucune étude interventionnelle d’AP en classe dont les effets sur la cognition, le niveau scolaire ou le comportement en classe des élèves n’a pu être identifiée en France. Les études recensées comprenaient 13 études ayant inclus des leçons actives, 19 des pauses actives et 7 des pauses actives avec un contenu académique. La qualité méthodologique des études était très majoritairement de faible à modérée, seules 3 études avaient une forte qualité méthodologique. Cette qualification est due à une absence de mention ou de contrôle de variables ayant pu influencer les résultats comme la randomisation en aveugle, la prise en compte de variables sociodémographiques, le taux de participation et d’attrition. De plus, la compliance est encore peu renseignée et il semblerait qu’elle soit plus importante lorsque l’AP en classe est animée par un membre de l’équipe de recherche plutôt que l’enseignant ou un animateur.

La majorité des études prises en compte dans cette méta-analyse s’intéressaient aux effets aigus de l’AP sur les variables liées au comportement en classe et aux fonctions cognitives, très peu sur le versant chronique (respectivement, n = 4 et n = 5). Alors, pour tirer ses conclusions, la méta-analyse a

128 choisi de combiner les deux types d’effets. Au niveau aigu comme au niveau chronique, les interventions d’AP ont majoritairement pu augmenter les comportements orientés vers la tâche scolaire et réduire les comportements non-souhaitables en classe. Toutefois, les deux études ayant un suivi plus long ont montré que les effets pouvaient risquer de s’estomper avec le temps. Concernant les fonctions cognitives, les résultats étaient particulièrement inconsistants, autant sur le versant aigu que chronique et les deux combinés, si bien que la méta-analyse conclue à une absence d’effet des interventions d’AP en classe sur les fonctions cognitives. Toutefois, relativement peu d’études se sont penchées sur les FE, la majorité d’entre elles se sont intéressées aux composantes attentionnelles. Aussi, les auteurs soulignent que la variabilité de la qualité des outils de mesure des fonctions cognitives était une limite. En effet, les études ayant trouvé un effet positif de l’AP en classe sur la cognition utilisaient des outils valides et fiables et celles n’ayant pas trouvé d’effet, des outils de moins bonne qualité psychométrique connue. A propos de la réussite académique, les résultats sont aussi inconsistants. Toutefois, les auteurs remarquent que les outils d’évaluation de progrès sont plus sensibles que les outils d’évaluation nationaux. Cette différence peut être due à la différence de sensibilité entre les outils de détection des progrès et les outils d’évaluation annuelle.

Dans cette méta-analyse, seulement 4 travaux se sont intéressés aux FE dont 3 à propos d’interventions de pauses actives, une à propos d’interventions de leçons actives et aucune impliquant des pauses actives avec du contenu scolaire. Aucune des études ayant fait appel à des pauses actives n’a utilisé de design longitudinal. Toutefois, les deux études sur les effets aigus des pauses actives sur les FE ont montré des améliorations uniquement sur le groupe d’enfants ayant reçu l’intervention en semaine 2 et non en semaine 1. Ces résultats à première vue surprenants pourraient témoigner que l’AP n’a pas un effet direct sur la cognition serait plutôt un effet facilitateur à réutiliser les informations précédemment encodées en mémoire (Hill et al., 2010; Hill et al., 2011). L’étude qui a utilisé les leçons actives n’a pas montré de différence entre le groupe ayant bénéficié de l’action par rapport au groupe contrôle sur les FE ; et ce, bien que l’action ait été menée 22 semaines par an durant deux années (de Greeff et al., 2016).

Encore trop peu d’études ont été menées, surtout concernant les effets chroniques des interventions d’AP en classe et les résultats sont trop inconsistants pour tirer des conclusions définitives. Toutefois, des pistes s’ouvrent et nous notons que les auteurs n’ont pas pu identifier d’effet négatif de l’AP sur les variables d’intérêt, ce qui incite à poursuivre les investigations. Les interventions d’AP en classe constituent un moyen peu coûteux pour favoriser l’AP, le comportement en classe, la réussite académique et les FE et également de lutter contre la sédentarité. Cette méta-analyse n’a pas permis de comparer l’efficacité des différentes modalités d’inclusion d’AP en classe. Cependant, nous observons que les leçons actives sont relativement longues (au moins 30 minutes) et impliquent

129 d’importants changements dans le mode de transmission des enseignements. De plus, malgré une méthodologie robuste, l’étude recensée dans la méta-analyse sur l’effet des leçons actives sur les FE n’a pas pu retrouver de résultats significatifs. Aussi, aucune des études recensées ne s’est intéressée à l’effet des pauses actives avec du contenu académique sur les FE. Des recherches complémentaires nous ont amené vers une récente étude montrant que des pauses actives cognitivement engageantes pouvaient avoir des effets aigus délétères sur la flexibilité mentale et aucun effet sur l’inhibition ou la MDT chez des enfants de 7 ans environ (Egger et al., 2018). L’inclusion de contenu académique dans une pause active amène un engagement cognitif certain et pourrait avoir des effets non-souhaitables sur la cognition des élèves. Les pauses actives, elles, ont montré des patterns de résultats inconsistants, mais étaient aussi les interventions au contenu le plus variable (Watson, Timperio, Brown, Best, et al., 2017). Aussi, l’implémentation de pauses entre les enseignements où les élèves pourraient bouger apparaît comme une intervention plus acceptable dans un pays comme la France qui, à notre connaissance, n’a jamais implémenté d’AP en classe pour favoriser le développement des FE des élèves. Ou du moins, une éventualité plus acceptable qu’opérer des changements dans la transmission des savoirs et l’apprentissage comme c’est le cas pour les leçons actives et les pauses actives avec un contenu académique.

3.3.3 Les pauses actives

Comme le montre la méta-analyse de Watson et collaborateurs, l’implémentation de pauses actives est très variée selon les études (Watson, Timperio, Brown, Best, et al., 2017). La majorité des études prises en compte ont implémenté des pauses actives contenant des exercices de type aérobie réalisables en classes (12/19) et d’autres se sont proposées de faire des pauses hors de la salle de classe ou dans la cour de l’école et/ou ont nécessité l’utilisation de matériel complémentaire (e.g., balles, cordes à sauter, vidéos…). Les programmes proposés pouvaient aller de 4 minutes de pause active d’intensité vigoureuse durant la semaine à 20 minutes de pause active d’intensité modérée deux fois par jour. Peu de travaux ont comparé des variations des interventions d’AP en termes d’intensité, de durée et de fréquence. Toutefois, les travaux recensés dans cette méta-analyse montrent qu’une dizaine de minutes de pause active pouvaient suffire à améliorer le comportement en classe et les résultats en mathématiques. Aussi, l’effort d’intensité modérée est capable d’améliorer davantage l’attention sélective que des pauses d’intensité faible ou vigoureuse dans des pauses actives d’une quinzaine de minutes. Enfin, des pauses de 20 minutes d’AP modérée à une fréquence de 2 pauses par semaine se sont avérées suffisantes pour montrer des effets bénéfiques sur l’attention sélective. Ces résultats sont encourageants pour poursuivre les investigations sur les effets de l’AP pratiquée en classe sur la cognition. Ainsi, implémenter des pauses actives d’AP aérobie d’intensité modérée d’une dizaine de minutes plusieurs fois par semaine pourrait être une dose suffisante pour obtenir des

130 résultats et comme la littérature n’a que peu d’études sur les effets chroniques de l’AP en classe (Watson, Timperio, Brown, Best, et al., 2017), une implémentation sur une année scolaire est un design intéressant. Si la pratique quotidienne de pauses actives peut favoriser le développement des FE qui pourraient à leur tour favoriser la performance académique des élèves (Schmidt et al., 2017) ; si les pauses actives favorisent les comportements d’apprentissage (Watson et al., 2019) et si elles favorisent l’AP et permettent à la fois de lutter contre la sédentarité, les pauses actives pourraient constituer un moyen positif pour améliorer les perspectives des élèves en difficulté scolaire.

Si les pauses actives sont à implanter en classe, il est nécessaire de consulter les enseignants pour en savoir plus sur la faisabilité des pauses actives sur le terrain. En effet, les enseignants ont l’expérience du terrain, ils sont en classe avec les élèves toute la journée et sont soumis à des contraintes et des priorités qui peuvent être très différentes de celles des travaux menés en laboratoire. Deux études (une américaine et une australienne) menées auprès d’enseignants sur leur perception quant à l’inclusion de pauses actives en classe ont montré que, pour un accueil favorable des pauses actives, il était nécessaire de tenir compte des contraintes de temps et d’espace (McMullen et al., 2014; Webster et al., 2013). En effet, à l’école, la priorité est donnée aux enseignements prévus dans le programme annuel et les pauses actives ne devraient pas trop empiéter sur le temps de classe. Dans l’éventualité d’une implémentation sur le long terme, d’une introduction des pauses actives à la routine de classe, les enseignants pensaient qu’une durée de pause supérieure à 5 minutes ne serait pas envisageable (Howie et al., 2014). Aussi, les pauses devraient être faciles à implémenter et adaptées à l’espace de la classe sans nécessiter de préparation particulière de l’espace ou d’utilisation de matériel spécifique. Les enseignants interrogés avaient une certaine crainte quant à une possible distractibilité des élèves pendant ou après les pauses actives. Il est alors nécessaire d’informer les enseignants quant aux bénéfices que peuvent apporter les pauses actives sur le climat de classe.

Pour favoriser l’implémentation des pauses actives en classe, il serait pertinent que des enseignants puissent participer à l’élaboration de ces pauses pour les adapter au maximum aux contraintes du terrain. Toutefois, à notre connaissance, aucune intervention n’a consulté le corps enseignant mis à part le programme de pauses actives ACTI-BREAK (Watson, Timperio, Brown, & Hesketh, 2017) qui a été publié lors du déroulement de nos investigations sur le terrain. Certaines des pauses actives inclues dans la méta-analyse de Watson et collaborateurs étaient menées par les enseignants préalablement formés plutôt que par des intervenants extérieurs. Bien que ces études manquaient d’informations sur la compliance réelle des enseignants à animer des pauses actives (Watson, Timperio, Brown, Best, et al., 2017), une animation des pauses actives par les enseignants est par nature beaucoup plus écologique quant à la routine de classe et plus réalistes dans une perspective de généralisation possible de la pratique. Pour favoriser la mise en place de pauses actives par les enseignants, une formation

131 aux pauses actives doit être mise en place et des ressources mises à disposition (Ahamed et al., 2007; Carlson et al., 2015). Aussi, pour favoriser la compliance, il est primordial de passer par des facteurs facilitant l’accès à un comportement. Ceci est possible par l’opérationnalisation de concepts issus des modèles psycho-sociaux du comportement humain comme favoriser l’accessibilité aux informations utiles et aux expériences d’autrui, favoriser le sentiment d’appartenance à un groupe, minimiser les barrières, soutenir et encourager les enseignants (Ajzen, 1991; Schwarzer, 2008), favoriser le plaisir (Wankel, 1993) et l’autonomie (Deci & Ryan, 2008) et fournir des objectifs spécifiques, mesurables, accessibles, réalistes et temporels (des objectifs SMART) (Doran, 1981). Puisque ce sont les élèves qui vivent les pauses actives, il est crucial qu’ils soient consultés autant pour le contenu que pour leur satisfaction vis-à-vis des pauses actives. Toutefois, à notre connaissance, aucune étude ne s’est intéressée à la représentation des pauses actives que se faisaient les élèves et comment ils vivaient ces pauses.

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En résumé, les programmes d’inclusion d’AP en milieu scolaire sont nombreux et leurs résultats

hétérogènes. Toutefois, à notre connaissance, aucun programme n’a pu avoir d’effets délétères sur les variables d’intérêt (cognition, performance académique). L’inclusion de l’AP à l’école peut se faire de différentes manières : on peut rallonger les temps d’AP existant, créer de nouveaux temps d’AP ou inclure de l’AP dans des temps où elle n’existe pas habituellement. Parmi ces possibilités, la dernière apparaît comme la plus acceptable.

Pour inclure de l’AP à des temps où les élèves ne sont habituellement pas actifs, il est possible