ARTheque - STEF - ENS Cachan | Analyse comparative des difficultés rencontrées par les élèves dans l'appropriation de différents types de graphismes techniques en classe de seconde TSA

ANALYSE COMPARATIVE DES DIFFICULTÉS

RENCONTRÉES PAR LES ÉLÈVES DANS

L'APPROPRIATION DE DIFFÉRENTS TYPES DE

GRAPHISMES TECHNIQUES EN CLASSE DE SECONDE

TSA

1

Janrené DOULIN

PRÉAMBULE

La présentation s'articule en trois points: 1. Constat, hypothèses et problématique, 2. Méthodologie utilisée et premiers résultats2_,

3. Pistes de réflexion et de recherche possible.

1. CONSTAT, HYPOTHÈSES ET PROBLÉMATIQUE 1.1. Situation vécue par les élèves

Comme enseignant de construction mécanique industrielle en formation initiale et continuée d'abord puis comme formateur de formateur (ENNA) ensuite, j'ai côtoyé tout au long de ma carrière les langages graphiques du technicien, dessin industriel, schémas, graphiques, etc... J'ai pu ainsi

1 _{TSA : Technologie des Système Automatisés.} 2

Les résultats, obtenus récemment, n'ont pas été développés au cours de la communication.

mesurer tout l'intérêt qu'ils représentent comme outil de communication spécifique et comme outil de pensée, mais aussi et surtout les difficultés de décodage et d'interprétation auxquelles se trouvent continuellement confrontés les élèves.

L'expérience m'a aussi enseigné qu'un graphisme technique, aussi puissant et adapté qu'il soit pour un usage donné, ne peut et ne doit pas, être considéré comme « l'outil idéal et universel » et qu'il a ses limites propres. Or que constate-t-on dans le vécu des élèves entrant en classe de seconde? Professeur principal dans une telle classe en 1992, j'ai demandé à mes élèves de me montrer tous les supports sur lesquels ils avaient travaillé pendant la troisième semaine du mois d'octobre – livres, manuels, notes prises en cours, énoncés de travaux pratiques, exercices, corrigés, etc. – et cela dans toutes les matières. Le premier résultat de ce petit sondage, qui n'a rien de scientifique, est révélateur quant à la variété des graphismes : cette semaine-là j'ai recensé 28 types de graphismes aussi divers que :

- en mathématique, figures de géométrie et graphes de fonction, - en physique, perspectives, schémas de principe, de circuit, courbes, - en science et vie de la terre, croquis anatomiques, coupes,

- en histoire, cartes politiques, histogrammes, organigrammes, - en géographie, diagrammes-barre, courbes de niveau, tableaux, - en économie, diagrammes-cercle, histogrammes,

- en français, schémas de structure, graphes sagittaux, - en langue vivante, illustrations, bandes dessinées, etc. . .

Il faut ajouter à cette liste les graphismes à caractère proprement « technique » utilisés dans les deux options suivies – la TSA et la productique – par la moitié des élèves de cette classe :

- dessins et croquis techniques en projection géométrale, - dessins et croquis en projection perspective,

- logigramme, algorigrammes, - grafcet, gemma,

- schéma électrique, pneumatique, électronique, cinématique, etc, - graphes fonctionnels, tableaux divers,

- chronogrammes, pour ne citer que les principaux.

Ce recensement « à la Prévert » n'est qu'une toute petite partie de « l'herbier » dans lequel un élève doit retrouver la plante rare qui lui apportera l'information ad hoc sous un volume restreint et lui permettra d'accéder à une part de la connaissance. On mesure ici d'entrée de jeu « l'effet Babel » que peut créer, sur des élèves abordant l'enseignement en second cycle long, cette multiplicité de graphismes techniques ou non.

1.2. Graphismes ou langage graphique

On ne peut parler de « graphisme» ou de « langage graphique» sans en donner, sinon une définition qui reste toujours un exercice périlleux, du moins sans en cerner les principales limites. Dans la recherche engagée, le parti a été pris de limiter le champ d'investigation aux seuls « graphismes techniques» utilisés en classe de seconde option TSA. Par graphisme technique il faut entendre : Tout mode de communication graphique en deux dimensions construit à partir de formes géométriques, normalisées ou non, autres que l'écriture d'une part et le dessin technique d'autre part3 _dont

la fonction est soit de décrire la structure organique ou fonctionnelle d'un système technique réel, soit d'en expliquer le fonctionnement ou la dynamique.

Bien que très tentante l'idée de parler de « langage graphique» n'est pas retenue car elle tend à faire penser que tous les graphismes étudiés appartiennent à un ensemble cohérent de communication possédant ses propres codes et sa propre syntaxe, ce qui n'est assurément pas le cas. Mais on peut tout de même penser que sous certaines conditions et dans des limites bien précisées, certains de ces graphismes peuvent être considérés comme un véritable langage de par leur caractère transversal et interdisciplinaire, ce développement intéressant ne fait toutefois pas partie de l'étude actuelle, mais sous-tend une réflexion à plus long terme.

1.3. Quatre points de vue pour aborder le problème des graphismes L'ensemble des graphismes étant vaste et complexe, quatre points de vue privilégiés ont été retenus pour l'aborder. En effet les graphismes n'ont pas les mêmes fonctions, ni les mêmes finalités selon qu'on les observe du point de vue : de l'utilisateur industriel, du normalisateur, de l'apprenant ou encore du pédagogue.

Si l'on observe les graphismes techniques du point de vue de l'utilisateur industriel, ce qui restreint déjà fortement le champ à explorer, on constate que ceux-ci sont en constante évolution, qu'il en naît de nouveaux tous les jours, qu'ils s'adaptent plus ou moins parfaitement et souplement à toutes sortes de situations différentes. Chaque domaine, chaque métier génère ses propres graphismes et au sein même d'un secteur défini, chaque activité technique, chaque utilisateur les adapte à son gré. S'engager dans la «jungle des graphismes», c'est s'aventurer dans un monde mouvant, évolutif et constamment remis en cause et semé d'embûches et de pièges. Une première série de questions préalables se pose déjà: les graphismes techniques proposés aux élèves de TSA ont-ils un réel caractère industriel,

comme tels sont-ils connus d'eux, les utilisent-ils correctement ? On peut faire l'hypothèse que l'enseignement de technologie reçu en collège permette de répondre par l'affirmative au moins pour certains d'entre eux tels que le grafcet ou le schéma électrique par exemple.

Si l'on observe les graphismes du point de vue du normalisateur, on constate qu'un certain nombre d'entre eux font bien l'objet d'une normalisation ou au moins d'une standardisation4_{. C'est le cas des schémas cinématiques,}

électriques ou pneumatiques ou encore du grafcet et du gemma qui sont normalisés, c'est aussi le cas des graphes fonctionnels5_{, des graphes}

cinématiques6 _{que l'usage à progressivement standardisé. La question se}

pose alors de la connaissance des normes, de la symbolique et des standards par les élèves. On peut faire l'hypothèse que seuls quelques graphismes très utilisés sont connus de ce point de vue, en particulier le grafcet et dans une moindre mesure le schéma électrique et le schéma cinématique.

Si l'on observe maintenant les graphismes du point de vue de l'apprenant, on mesure l'immense difficulté à laquelle celui-ci est confronté quand il se trouve, dans le meilleur des cas, face à des graphismes plus ou moins connus mais dont il ne possède pas les «clés de décodage» et dans le pire, quand ceux-ci lui sont totalement inconnus. Un recensement des graphismes techniques utilisés par les 24 élèves d'une classe de 1re F3 tous issus d'une seconde TSA a montré qu'ils avaient« découvert» en seconde 71,6 % de graphismes nouveaux7_{. Face à cet état de fait on peut se poser la question de}

savoir comment l'élève «

se débrouille» pour les décoder et les utiliser et

si le résultat obtenu est

conforme à l'attente de l'enseignant, si les démarches opératoires qui en découlent dans les TP (travaux pratiques) et TD (travaux dirigés) sont correctes. On peut faire l'hypothèse que sans apprentissage, ou sans information préalable sérieuse, les risques de mauvais décodage, d'interprétation erronées, de contresens graves restent très nombreux, particulièrement quand il s'agit de graphismes qui peuvent être utilisés de façon plus ou moins interchangeable8

.

Si l'on observe enfin les graphismes du point de vue du pédagogue, on constate que s'il existe bien un temps consacré à l'apprentissage du dessin

4 _{Au sens restrictif Français du terme.}

5 _{Les graphes fonctionnels sont des graphes construits et adaptés à partir des règles}

d'écriture semblables à celles définies par la société IGL pour le SADT.

6

Il s'agit ici de graphes sagittaux utilisés lors de la modélisation des problèmes de mécanique appliquée, mais qui peuvent s'adapter à de nombreuses situations différentes (cotation, graphe des flux, etc...).

7 _{On peut citer entre autre et de manière non exhaustive: les chronogrammes, les}

graphes fonctionnels, les logigrammes, les algorigrammes, les schémas électriques, pneumatiques ou mécaniques, etc...

technique industriel, et dans une moindre mesure du grafcet, le temps consacré réellement à l'apprentissage des autres graphismes techniques est par contre extrêmement limité quand il n'est pas totalement inexistant. Quand il est question d'apprentissage, il faut entendre l'ensemble des démarches cognitives amenant progressivement l'élève à appréhender, comprendre et utiliser correctement un graphisme. Cet apprentissage ne pouvant se faire sans une analyse fine de la construction du graphisme, de sa sémiologie et de ses domaines d'utilisation. Or tout semble se passer comme si la majorité des enseignants de TSA semblaient considérer, a priori, qu'un graphisme ne pose pas de problème de lecture particulier et qu'il ne nécessite donc pas d'apprentissage spécifique.

TI faut toutefois noter une différence d'approche pédagogique selon que les graphismes sont nonnalisés ou non. Dans le cas des premiers le seul fait de la nonne rend l'apprentissage presque obligatoire, c'est le cas du grafcet par exemple. Dans le cas des graphismes non nonnalisés9 _{on retrouve cette}

relative absence d'apprentissage de leur décodage. La question se pose donc de vérifier s'il existe ou non un temps d'apprentissage réel de ces nouveaux graphismes, quelle est son importance, quelles sont les méthodes de décodage proposées? On peut ici poser l'hypothèse que face à ces nouveaux graphismes, la majorité des élèves est pratiquement laissée à elle-même et qu'il n'existe pas de temps significatif réservé de manière systématique à cet apprentissage. On peut aussi s'interroger sur l'utilisation des manuels (Bases de données techniques) par les élèves. .. et les enseignants.

1.4. Développement de l'utilisation des graphismes techniques

L'histoire récente de l'utilisation des graphismes techniques en classe de seconde peut s'écrire en deux périodes principales, avant et après la TSA. Avant la création de l'option TSA en 1987, les graphismes techniques utilisés et enseignés se réduisent essentiellement aux graphismes utilisés dans la problématique de l'analyse technique, de la conception, de la construction et de la fabrication industrielle : dessin technique, représentation perspective, schéma cinématique et de principe, graphe sagittal, croquis et autres tableaux. À partir de 1984 les objectifs de formation évoluant sensiblement10_{, apparaissent toute une kyrielle de}

graphismes techniques empruntés à des domaines plus étendus. Tout particulièrement la prise en compte des formations à la maintenance, à la gestion de production, ou à la productique, à partir de 1985, ou l'imbrication

9 _{Il existe parmi ceux-ci une catégorie de graphismes qui sans être normalisés au sens}

strict et légal du terme respectent es règles d'écriture consacrées par des habitudes des usages véhiculés en particulier par les revues et la littérature technique et pédagogique (par exemplecertains graphes (graisons, des contacts, des flux, etc...).

des technologies telles que l'informatique, l'automatique, la robotique ou l'électronique, mettent en évidence l'utilisation par les professionnels de ces secteurs de graphismes multiples et multiformes. Par ailleurs, le passage obligé par les méthodologies de l'approche systémique11 _{comme outil de}

diagnostic et d'action ont permis le développement d'outils graphiques adaptés à des systèmes complexes tels que par exemple les graphes fonctionnels inspirés du SADT12 _{(Datagrammes et Actigrammes).}

1.5. Travaux sur les graphismes

Un certain nombre de travaux ont déjà été réalisés sur les graphismes, et sans entrer dans les détails, on notera qu'ils peuvent se classer en quatre groupes d'inégale importance correspondant, d'une part à la nature des graphismes et d'autre part à des préoccupations de recherche différentes : les travaux sur« la graphique » (J. BERTIN) à partir de 1970, les travaux réalisés à l'INRP sur le dessin technique industriel, principalement par l'équipe P. RABARDEL, P. VÉRILLON, A. WEILL-FASSINA entre 1975 et 1980, les travaux sur la schématique générale réalisés par J.F. et L. VÉZIN dans les années 1980, enfin plus récemment encore des travaux plus ponctuels sur la schématisation électrique (JOHSUA) et sur le grafcet (C. ANDREUCCI). Le lecteur trouvera en annexe une bibliographie établie en 199213 _{et complétée en 1994.}

1.6. Problématique de la recherche

Partant du constat précédent, et du fait que la multiplicité des graphismes techniques à tendance à s'accroître, la question générale se pose de savoir si, dans les conditions actuelles, l'utilisation de ces graphismes techniques par les élèves de TSA n'aboutit pas à deux phénomènes contradictoires: d'une part ils semblent bien faciliter l'accès à l'information pour certains élèves, mais d'autre part ils semblent aussi créer des difficultés de décodage des consignes et des énoncés pour d'autres élèves. De cette double constatation découlent alors de nombreuses questions: existe-t-il des graphismes plus « efficaces» que d'autres? Les graphismes sont-ils «lisibles» sans apprentissage préalable? Quelle(s) représentation(s) du réel se fait un élève au travers d'un graphisme conçus comme descripteurs de systèmes techniques? Quelle est la nature des difficultés de décodage? Ces difficultés sont-elles liées au graphisme, à l'élève, à autre chose? Existe-t-il des méthodologies de décodages de ces graphismes, etc... ? N'existe-t-il pas de

11 _{En particulier les méthodologies d'analyse systémique descendante.} 12 _{System Analysis and Désign Technics.}

13 _{DOULIN, J. (1992). Formation technologique en second cycle long - Graphisme}

techniques et résolution de problème, Mémoire de DEA. NANTES, UER de Sciences de l'éducation, 170p.

risque de confusion entre les diverses formes de descripteurs techniques? À partir de toutes ces questions et de bien d'autres une problématique peut s'esquisser. Les travaux sur les graphismes techniques étant relativement peu nombreux, si l'on excepte ceux qui ont été réalisés autour du dessin technique, du schéma électrique et plus récemment du grafcet, le parti a donc été pris de procéder, dans un premier temps, à une étude empirique des graphismes utilisés en classe de seconde TSA, c'est à dire de réaliser une sorte d'état des lieux préalable à des études ultérieures plus fines et plus ciblées.

Deux directions ont donc été choisies: un inventaire des graphismes utilisés actuellement et un inventaire des difficultés sur lesquelles butent les élèves. La mise en relation de ces deux ensembles devant permettre une comparaison, c'est à dire l'identification des différences ou des similitudes existant entre les différents types de graphismes techniques du point de vue sémiologique, technologique, du code, etc... Mais aussi du point de vue de l'appropriation qu'en font les élèves, soit en phase de décodage (lecture), soit comme outil de pensée. Deux pistes de recherche didactiques se dégagent déjà et devraient pouvoir être étudiées ultérieurement: la mise en œuvre de pédagogies d'apprentissage des graphismes (on apprend bien à lire un texte, mais jamais un dessin... !) et l'utilisation généralisée des graphismes à caractère polyvalent dans des activités de formation interdisciplinaire et transversale (projets pédagogiques, modules, etc...). 2. MÉTHODOLOGIE

2.1. Choix globaux

La méthode d'investigation empirique choisie est donc volontairement multidirectionnelle de manière à appréhender les graphismes techniques à partir de trois points de vue : ceux de l'institution, de l'élève et de l'enseignant. Elle s'appuie sur les supports matériels que sont les manuels et ouvrages pédagogiques, les rédactions des consignes données par les enseignants lors des TP et des TD, et les travaux des élèves. Trois types d'outils d'investigation ont été choisis, mis au point puis testés: des questionnaires, des grilles d'analyse des graphismes, des guides d'entretien individuels.

2.2. Choix des graphismes

Les premières instructions de 198714 _{indiquaient assez fortement que les}

graphismes techniques, autres que le dessin industriel, devaient être

14

Les instructions de mise en place de l'option «lourde» de technologie en 1984, recommandaient déjà les mêmes types de graphismes.

largement utilisés. Par contre les instructions du 24/09/9215 _limitent

fortement leur emploi et ne retiennent que 5 graphismes en classe de seconde TSA: le dessin technique, le schéma cinématique, le logigramme, le chrono gramme et le grafcet, elles excluent tous les autres. La réalité des faits est bien différente d'où le choix des huit graphismes qui ont été sélectionnés pour cette étude.

La sélection de ceux-ci s'est faite, d'une part, en excluant le dessin technique qui a déjà fait l'objet de travaux importants déjà cités, mais aussi parce que ce moyen de communication technique met en jeu des phénomènes de nature très différente que ceux des autres graphismes, en particulier les phénomènes liés à la représentation d'un objet réel en trois dimensions dans un espace à deux dimensions. D'autre part la sélection s'est opérée après une étude des fréquences d'apparition dans les manuels de TSA et dans les rédaction de TP et de TD des quatre établissements-test retenus.

Les huit graphismes choisis sont par ordre de fréquence d'apparition : le graphe fonctionnel, le grafcet, le schéma cinématique, l'algorigramme, le schéma électrique, le logigramme, le chrono gramme, le schéma pneumatique (Cf. Annexe). Bien d'autres graphismes apparaissent aussi16_,

mais leur impact apparaît nettement moins grand du fait d'une fréquence d'apparition plus faible, ou parce qu'ils sont utilisés dans d'autres disciplines et donc a priori mieux connus des élèves.

2.3. Questionnaires

Cinq questionnaires ont été construits complémentaires mais répondant à des finalités différentes et utilisés à des moments spécifiques de l'année scolaire, les six premiers s'adressant aux élève, le dernier aux enseignants, ils ont par la suite servi de guide d'entretien :

- Un questionnaire « I » explore très brièvement le passé des élèves et leurs prérequis quant à la connaissance et à l'utilisation des graphismes techniques.

- Un questionnaire « A » s'attache à demander aux élèves de comparer les huit graphismes qui leur sont présentés sous forme d'un «jeu de cartes» qu'ils peuvent manipuler facilement. Ce questionnaire est réalisé au milieu du premier trimestre, période relativement dégagée des problèmes de rentrée et d'adaptation mais où les élèves n'ont encore que très peu de connaissances de ces graphismes.

15 _{B.a. N° 112 Hors série "Programme de technologie des systèmes automatisés (TSA)}

– Classe de seconde générale et technologique

- Un questionnaire « B » s'attache à faire analyser par chaque élèves l'un des huit graphismes. Ce questionnaire est réalisé au milieu du deuxième trimestre, période de l'année où les élèves ont déjà eu à utiliser l'ensemble des graphismes dans les différents travaux pratiques et dans les ouvrages et documentations mis à leur disposition.

- Un questionnaire« C » reprend le jeu de carte du début de l'année et s'attache à mettre en évidence les écarts entre la découverte des graphismes en début d'année et leur utilisation raisonnée en fin d'année. Ce questionnaire est réalisé au milieu du troisième trimestre, période de l'année où les élèves sont censés maîtriser l'ensemble des graphismes. - Un questionnaire « E », adressé aux enseignants qui ont accepté de

participer à cette recherche.

2.4. Grille d'analyse des graphismes

Une grille d'analyse des graphismes a été mise au point de manière à étudier ceux-ci selon divers points de vue: origine, typologie, fréquence, localisation, mode d'utilisation, etc... En ce qui concerne l'origine des graphismes, quatre sources ont été retenues et explorées: les manuels ayant précédé la mise en place de la TSA, les manuels spécifiques à la TSA actuellement disponibles (livre de l'élève, du maître, bases de données, etc...), les rédaction de TP et TD fournis aux élèves (fiches ressources, énoncés et consignes de travail, fiches de synthèse, documentation, etc...), et les« traces élève» c'est à dire ce que l'on trouve dans le classeur de l'élève en sus des TP et TD (cahier personnel, contrôles, évaluation, etc...). Le recensement des graphismes amène tout naturellement à établir une typologie des graphismes utilisés débouchant sur l'étude des fréquences d'apparition. Un autre niveau d'analyse s'attache à repérer la localisation des graphismes (position du graphisme dans la page) dans la typographie des manuels, ceci n'étant valable que pour les ouvrages imprimés. Enfin les modes d'utilisation ont été aussi identifiés (illustratif, explicatif, à compléter, etc...).

2.5. Entretiens complémentaires

En vue d'affiner et éventuellement de corriger les informations rassemblées par les questionnaires, il a paru nécessaire de procéder à des entretiens, d'une part avec un échantillon représentant 10 % des élèves, et d'autre part avec tous les enseignants participants à la recherche (12). Ces entretiens sont guidés à l'aide de grilles d'entretien ciblées. Les entretiens avec les élèves ont lieu, par tiers, directement après chaque questionnaire, après traitement des résultats bruts et avant leur interprétation. Les entretiens avec les enseignants ont lieu en fin d'année scolaire de manière à éviter des interférences sur les divers questionnaires.

3. DÉLIMITATION DU CHAMP DE RECHERCHE

Le groupe d'élèves appartient à quatre lycées d'enseignement général et technologique publiques situés: au centre ville de Nantes (recrutement spécifique internat), à la périphérie nord (recrutement dans des quartiers populaires), à la périphérie ouest (recrutement «rurbain» classe moyenne), et dans un gros centre rural du nord du département. En 1993-94, 17 606 élèves sont scolarisés en classe de seconde dans l'académie de Nantes. 1934 soit 10,98 % de l'effectif total ont choisi l'option TSA, 631 (32,63 %) dans l'agglomération Nantaise dont 563 (29,11 %) dans les quatre établissements retenus. Le nombre d'élèves interrogés est de 313 soit 16,18 % de l'effectif académique et 55,60 % de l'effectif des quatre établissements. Le nombre total d'enseignants dans ces sections est de 15, le nombre d'enseignants ayant participé avec leur classe à la recherche est de 12 (80 %).

4. PREMIERS RÉ SULTATS

Le travail de préparation et de mise au point des outils d'investigation terminé, la recherche a été lancée en novembre 1993 et un certain nombre de résultats bruts sont déjà disponibles. Mais attention, ces résultats doivent être appréciés avec la plus grande prudence et doivent être croisés avec les entretiens de contrôle, c'est la raison pour laquelle ils ne sont donnés que sous forme indicative.

4.1. Publications imprimées

Les publications imprimées à l'usage des secondes options TSA sont relativement peu nombreuses. Trois types d'ouvrages distribués dans le circuit commercial par les maisons d'éditions Françaises ont été sélectionnés, elles mêmes scindées en deux groupes: celles qui ont précédées la création de l'option TSA et celles qui l'ont suivies. Dans cette dernière catégorie ont été repérés l'ensemble des manuels spécifiques (manuel de l'élève), des bases de données techniques (recueil de nonnes et de renseignements techniques) et d'autres ouvrages qui nous ont été signalés par les enseignants comme pouvant être utilisés ponctuellement par les élèves ou par eux-mêmes en TSA.

4.1.1. Ouvrages pré-TSA

Si on limite à 5 ans le recensement des ouvrages qui ont précédé l'ouverture de l'option TSA, il est possible de faire une série de constats mettant bien en évidence la rupture provoquée par la création de cette option technologique. Le graphisme très majoritairement utilisé dans ces manuels est le dessin technique normalisé ou le croquis technique utilisant les principes de projection géométrale. La représentation perspective y tient aussi une place

tout à fait remarquable, en particulier les perspectives cavalière et isométrique, les éclatés, les écorchés. Viennent ensuite, mais assez loin derrière, les schémas techniques (cinématique, d'agencement ou de principe), les graphes de type sagittaux et les tableaux à deux ou trois entrées. Bien que beaucoup plus rares on trouve aussi quelques schémas électriques, pneumatiques ou hydrauliques et quelques grafcet dans les édition plus récentes. De nombreux graphismes sont de fonne hybrides mêlant à la fois dessins techniques, schémas cinématiques ou d'agencement et même des photographies qui sont assez nombreuses et sont, elles aussi, parfois hybridées de schémas ou de graphismes divers. Les illustrations non photographiques telles que des représentations artistiques ou des dessins type bandes dessinées apparaissent parfois timidement, mais seulement dans des éditions récentes.

4.1.2. Manuels spécifiques TSA

À ce jour seulement treize ouvrages ont été recensés et encore faut-il préciser que l'un d'entre eux est un guide du professeur, que quatre autres constituent une collection indissociable et qu'un dernier n'est qu'une édition nouvelle prenant en compte les modifications de programme de 1992, ce qui ramène le nombre de publications actuelles proposées aux élèves à 7 manuels. Un premier relevé de la répartition des graphismes fait apparaître les constats suivants. Les graphismes utilisés sont beaucoup plus nombreux et divers que dans les précédents ouvrages et ce principalement au détriment du dessin technique (qui malgré tout reste encore très utilisé). La perspective et les croquis figuratifs par contre sont nettement plus employés que le dessin technique lui-même. Corrélativement à la diminution de l'usage du dessin technique, nécessitant un apprentissage sérieux pour passer du réel en trois dimension à son modèle en deux dimensions, les graphismes utilisés dans

les ouvrages récents tentent d'éliminer les

difficultés liées à cette

«

vision

spatiale» en privilégiant des graphismes en deux dimensions ou s'écartant d'une représentation strictement «figurative ». L'émergence des méthodologies d'analyse basées sur une approche de type systémique semble avoir eu comme conséquence de faire apparaître de nouveaux descripteurs techniques en particulier en ce qui concerne les points de vue fonctionnels et opératoires du système réel modélisé.

Les graphismes pré-TSA donnaient du réel une représentation presque strictement géométrique, spatiale et par là statique, la description qu'ils privilégiaient était de nature essentiellement «organique », « anatomique », «physionomique ». Les graphismes post- TSA, s'inscrivant dans cette approche systémique donnent du réel une représentation beaucoup plus dynamique, fonctionnelle et opératoire, la dimension du temps y apparaît

beaucoup plus fortement intégrée (Chronogramme, grafcet, algorigramme). La description, sans négliger

l'aspect organique, prend plus en compte

désormais la

« fonctionnalité» et la «physiologie» et « l' opérationnalité » du réel. On note donc l'importance du graphe fonctionnel, issu et dérivé du SADT, qui est de loin le plus utilisé parmi les graphismes techniques. Le grafcet, les schémas de principe, les graphismes mixtes et le graphe sagittal arrivent ensuite à peu près à égalité. Les ouvrages pré- TSA s'inscrivaient encore très fortement dans une dimension de la « formation à la conception et à la fabrication mécanique industrielle », propédeutique aux formations FI, F10, F2, F3, par contre les ouvrages de TSA s'inscrivent dans une

perspective totalement nouvelle, celle d'une

« culture technologique» beaucoup plus vaste et diversifiée, ce qui peut expliquer le relatif abandon du dessin industriel comme mode de communication privilégié du technicien et l'émergence des nouveaux graphismes. Des formes de graphismes, inhabituelles dans les ouvrages pré- TSA, et des graphismes qui jusque là n'étaient utilisés que dans des secteurs relativement étroits ou limités apparaissent et se développent largement. C'est le cas par exemple des schémas électriques, des courbes, des logigrammes et des schémas hydrauliques et pneumatiques ainsi que des histogrammes, des diagrammes PERT et de GANTT, etc... TI arrive aussi que ces graphismes soient parfois adaptés et comme phagocytés pour être utilisés à d'autres fins. Enfin contrairement à ce que l'on pouvait imaginer et en observant que l'évolution des graphisme va assez nettement dans le sens d'une abstraction accrue et d'une symbolique de moins en moins figurative, les schémas mécaniques et cinématiques déjà fortement symboliques restent relativement moins utilisés qu'auparavant.

4.1.3. Bases de données techniques

Ici l'étude n'a qu'un intérêt limité relativement à la problématique puisque les élèves ont encore très peu accès à ce type d'ouvrage plus centré sur la conception et la fabrication et s'adressant plutôt à un public d'élèves allant de la première à l'après bac, il n'a donc pas paru utile, pour le moment, de faire une analyse fine de ces ouvrages. On peut tout de même remarquer que ces ouvrages utilisent majoritairement le dessin technique, la schématique (mécanique, électrique etc...) et les tableaux à une ou deux entrées. Les autres graphismes techniques y sont très peu apparents. TI faut noter cependant qu'un groupe d'auteurs a conçu un ouvrage, qui tout en étant une base de données spécifique à la TSA, comporte une partie informative sur le premier tiers de la page dans laquelle l'élève trouve des conseils technologiques, des exemples de montage, des applications, des informations de synthèse, le reste de la page constituant la base de données proprement dite. Cet ouvrage est complété par un glossaire de 70 mots. Cet

ouvrage a donc fait l'objet d'un traitement particulier de par sa position intermédiaire entre les manuels et les bases de données.

4.1.4. Autres ouvrages

TI est encore prématuré de parler des autres ouvrages cités par les enseignants car ils n'ont pas encore fait l'objet d'une étude exhaustive, on peut simplement dire que s'ils sont utilisés par des élèves c'est exceptionnel et principalement dans une dynamique de recherche autonome d'information, les ouvrages sont, dans ce cas, confiés par l'enseignant au cours d'une séance de TP. L'enquête et les entretiens près des enseignants devraient permettre de mieux préciser cette question.

4.2. Rédaction des TP et TD et traces élèves

Le traitement étant en cours aucun résultat fiable n'est encore disponible, mais un premier balayage superficiel montre à l'évidence des écarts importants, sinon une très grande différence entre le choix, la répartition et l'utilisation des graphismes par rapport aux manuels imprimés et aux instructions officielles. Dans le cas des établissements étudiés, la rédaction se fait, selon les cas, individuellement (20 % environ) ou collectivement (80 %). Les systèmes techniques et les matériels sur lesquels travaillent les enseignants étant presque les mêmes, les TP sont très proches d'un établissement à un autre, seule la présentation peut varier.

4.3. Questionnaires

Les cinq questionnaires ont été informés et dépouillés, les résultats obtenus n'ont pas encore fait l'objet d'une interprétation fine, mais les premières constatations sont déjà riches de renseignements, voici les principales.

Le questionnaire « I » n'avait comme ambition que de cibler la population des élèves participant à l'enquête et d'éliminer quelques incertitudes quant aux pré requis des élèves. D'autre part un certain nombre d 'hypothèses de départ ont été posées: Les élèves ont reçu un enseignement de technologie en collège, ils connaissent le dessin technique et quelques autres formes de graphismes (schéma cinématique, histogramme, diagrammes, courbes, etc...), ils ont pu utiliser un manuel de technologie. Deux élèves seulement disent avoir utilisé durant leur scolarité en premier cycle secondaire un manuel, il en existe pourtant un certain nombre relativement récents et bien adaptés, un seul a été cité par l'un des élève. Les élèves, dans leur très grande majorité ont bien reçu un enseignement de technologie, connaissent et utilisent le dessin technique ou la perspective depuis au moins la quatrième, par contre la très grande majorité d'entre eux déclarent ne pas connaître les autres graphismes. Les élèves connaissant d'autre types de graphismes que le dessin technique citent par ordre décroissant le grafcet,

l'histogramme, le diagramme l'organigramme et le schéma électrique, rares sont ceux qui citent le graphe fonctionnel et aucun n'a cité le schéma cinématique, le logigramme ou le chrono gramme. Ces résultats tendraient à confirmer certaines des hypothèses de départ, mais pas toutes, en particulier la non utilisation d'un manuel, ou la connaissance du schéma cinématique. Le questionnaire« A » a pour but de faire une première mesure de la représentation que se font des élèves des graphismes techniques, de leur construction, de leur mode d'utilisation. Les premiers résultats semblent confirmer certaines des hypothèses de base et font émerger d'autres questions incidentes. Contrairement à ce qui a été déclaré plus haut par les élèves, les graphismes proposés sont relativement bien connus et plus d'un tiers d'entre eux savent associer correctement un graphismes à son nom. Les graphismes les moins connus étant le logigramme, le schéma pneumatique et le chrono gramme, les plus connus étant le grafcet, le schéma cinématique et l'algorigramme. Le «jugement de simplicité» d'un graphisme ne semble pas associé à la densité graphique ou à la structure de construction, mais plutôt à la symbolique utilisée, ainsi le schéma pneumatique et le logigramme paraissent-ils plus complexes que le schéma cinématique. Le « jugement de facilité de compréhension» semble d'abord lié à la nature du descripteur, en particulier si celui-ci est «

organique »,

ainsi le schéma cinématique est-il le plus facile à

comprendre car il permet une représentation directe du système. Mais l'écriture symbolique reste un obstacle majeur à cette compréhension, c'est le cas du schéma pneumatique et du logigramme.

Les de scripteurs « organiques» semblent aussi mieux compris que les autres types de descripteurs. Les de scripteurs techniques proposés appartiennent à trois classes: «organique », «fonctionnelle» ou « opératoire». La confusion entre les différents graphismes reste élevée quant il s'agit de faire identifier par l'élève la nature de chaque descripteur. Mais paradoxalement quand il leur est demandé de choisir trois descripteurs parmi les huit pour décrire le plus complètement un système, les réponses font apparaître un choix tout à fait cohérent : Graphe fonctionnel, Schéma cinématique et grafcet. Quand on demande aux élèves de classer les graphismes en deux« familles », les résultats obtenus sont assez significatifs, les classements effectués s'appuient presque exclusivement sur le fait qu'il existe des graphismes « avec du texte, ou des mots» et des graphismes « qui sont des dessins purs ». D'autres élèves classent les graphismes entre ceux qui «montrent le fonctionnement» et « les autres». Seuls quelques rares élèves indiquent un classement en fonction critères iconographiques ou sémiologiques (sens de lecture, utilisation d'une symbolique, type d'informations, sens donné au (ou par le) graphisme, etc...). Les trois quarts des élèves indiquent qu'un texte ne peut remplacer

un graphisme et que les informations contenues dans un graphisme sont beaucoup plus « synthétiques », « globales» et faciles à appréhender que celle contenues dans un texte. Un graphisme facilite aussi fortement la représentation du système et de son fonctionnement. à contrario des élèves préfèrent le texte lorsqu'il s'agit d'une description opératoire, dans ce cas la linéarité du texte s'oppose au foisonnement du graphisme surtout quand ce dernier ne propose pas a priori une «entrée, un déroulement et une sortie », comme par exemple le grafcet ou l'algorigramme.

Le questionnaire « B » doit permettre de repérer les difficultés spécifiques à la lecture d'un graphisme particulier. Ce qui ressort en première analyse, et sous réserve d'une analyse plus poussée, est ]a confusion fréquente entre certains graphismes (schémas électriques, pneumatiques et logiques) ou encore celle qui existe entre dessin technique et schéma cinématique. L'effet de surface est ici très nettement mis en évidence.

Le questionnaire « C », qui doit être mis en parallèle avec le questionnaire « A », laisse apparaître qu'en fin d'année scolaire les confusions restent encore très fortes. Nombre d'élèves indiquent connaître tous les graphismes mais sont incapable de les décoder correctement, ce qui pose assurément l'une des questions de fond la plus importante: ont-ils reçu un enseignement leur permettant de décoder correctement les graphismes qui leur sont proposés? La réponse est oui en ce qui concerne le grafcet et le graphe fonctionnel, et non pour tous les autres.

Enfin le questionnaire «E» proposé aux enseignants permet de dégager quelques constantes: l'hétérogénéité des formations d'origine oblitère très fortement le choix des graphismes et de leur enseignement (ou non enseignement), L'unité pédagogique et didactique de l'option TSA n'est qu'apparente et reste fortement soumise aux choix personnels des enseignants de la discipline, même si une forte dynamique d'équipe essaye de compenser ce défaut. L'absence de réflexion d'ensemble et de formation spécifique au décodage des graphismes techniques est bien mise en évidence par les enseignants même s'ils ne l'expriment pas ouvertement. Une autre constatation intéressante est le degré d'engagement des enseignants dans cette formation, tous sont volontaires et souhaitent s'investir encore plus, mais la dimension « culturelle» de la technologie reste encore assez floue, ceci se remarque tout particulièrement dans le fait qu'aucun d'entre eux, sauf un, ne travaille en interdisciplinarité avec d'autres collègues d'enseignement général, seule voie possible pour développer chez un élève cette dimension « culturelle technique générale ». La grande majorité des enseignants interrogés restent encore et avant tout des «techniciens ». L'enseignement de l'option TSA dans sa forme actuelle montre là ses limites et la question se pose de savoir s'il répond bien actuellement à l'idée généreuse de ses pères fondateurs.

5. PISTES DE RÉFLEXION ET DE RECHERCHE POSSIBLES Les premiers résultats obtenus et les interview et entretiens avec les enseignants intervenant en TSA ou en section industrielle du second cycle, confirment que les graphismes techniques sont un mode de communication incontournable en évolution continuelle et rapide. S'ils sont totalement intégrés par les élèves comme outils d'information, ils restent source de nombreuses erreurs d'interprétation, de contresens et d'utilisation erronées. L'une des raisons de cet état de fait peut sans doute se trouver dans l'absence presque totale de formation au décodage et au codage de ces graphismes. Les difficultés qui apparaissent ne semblant pas être de même nature que celles qui ont été identifiées en dessin technique, elles apparaîtraient plus proches des modes de communication tels que l'écrit ou l'image, ne serait-ce déjà parce qu'elles s'inscrivent directement dans un espace à deux dimensions. Ils peuvent aussi apparaître redondants et de ce fait accroître la confusion de l'élève qui cherche une information quand graphisme et texte sont « juxtaposés» et non «intégrés» dans une démarche. Ce fait est particulièrement remarquable dans la rédaction de TP et des TD où s'entrecroisent des graphismes à fonction descriptive, opératoire, didactique.

La question peut se poser de savoir si la limitation du nombre de graphismes techniques recommandés par les instructions officielles est la solution pour diminuer les difficultés rencontrées par les élèves alors qu'ils vont se trouver de plus en plus confrontés à la croissance de ce mode de communication technique ? D'ailleurs la pratique tendrait à montrer que loin de se limiter aux seuls graphismes recommandés, les auteurs de manuels autant que les enseignants, élargissent au contraire l'utilisation de ces graphismes et l'enrichissent en suivant par là le mouvement créatif constant constaté dans la pratique industrielle. Un comportement malthusien en la matière est-il de nature à développer l'esprit dans lequel s'est créée cette option, c'est à dire non plus option de formation technique industrielle, mais découverte d'une véritable culture pluritechnique? Les modifications importantes qu'a vécu le lycée technique depuis près de 10 ans montrent à l'évidence que l'ancienne classe de seconde technique, première étape d'une formation technique spécifique n'est en rien comparable à l'actuelle classe de seconde option TSA qui s'inscrit dans une philosophie beaucoup plus généraliste et de détermination. La première avait une réelle vocation d'initiation à une formation technique se prolongeant tout naturellement vers les baccalauréats techniques ou technologiques, la seconde a une vocation très différente puisqu'elle n'est pas attachée directement à une formation spécifique et n'est pas non plus propédeutique à celle-ci, mais qu'elle s'inscrit dans une dynamique de découverte d'un monde technique. Et c'est bien là l'une des difficultés

majeures qu'ont à gérer actuellement les enseignants. Les enjeux ne sont plus les mêmes, les approches doivent donc elles aussi évoluer en particulier en ce qui concerne les graphismes techniques, les enseignants y sont-ils correctement préparés?

La nécessité d'une approche et d'un apprentissage des graphismes techniques différentes de ceux que l'on connaissait, par exemple les méthodes de décodage du dessin industriel, militent pour la mise en place de véritables méthodologies de décodage des graphismes. Cela est d'autant plus utile et nécessaire que ces formes de communications sont tout à fait transférables d'une disciplines à une autres, il est par exemple très intéressant pour un professeur de français de connaître et d'utiliser l'algorigramme ou le graphe fonctionnel, et un professeur d'histoire et géographie aura tout intérêt à utiliser des graphes de flux identiques à ceux qu'utilise le mécanicien dans sa discipline. La difficulté pour l'élève est de reconnaître en eux non pas des outils différents et indépendants, mais des manières différentes d'utiliser un même outil. On comprend ici l'intérêt majeur qu'ils peuvent représenter dans les travaux et projets communs mis en œuvre par des équipes pédagogiques pluridisciplinaires. Le problème de la formation des enseignants de cette discipline à caractère « interfacielle », puisqu'elle se trouve au carrefour de plusieurs champs professionnels, mécanique, électrotechnique, électronique, automatique, maintenance, productique, etc..., reste entier. Si la formation initiale des enseignants, dans une discipline donnée, reste une garantie de qualité, et si la mise en place progressive d'équipes TSA par établissement ou au niveau académique aide à gommer quelques difficultés, il n'en reste pas moins que faute d'une formation commune importante cette formation risque encore longtemps de garder une très forte hétérogénéité.

En guise de conclusion provisoire, on peut dire que les enjeux de l'option TSA, l'évolution du cycle technologique long, la continuité de la formation technologique collège-lycée, pour ne citer que cela, sont autant d'interrogations vitales qui ne semblent pas encore avoir trouvé de réponses totalement satisfaisantes sur ce point de la formation des enseignants. Les graphismes techniques ne seraient-ils pas l'un des lieux de rencontre et de construction de nouvelles pédagogies pour les futurs enseignants de TSA ? Si l'on anticipe sur les évolutions pédagogiques à venir en seconde et en TSA on peut remarquer qu'un certain nombre de graphismes apparaissent donc comme des outils polyvalents et pas seulement comme des outils spécifiques à un domaine, un métier, ou à une tâche. Ne serait-il pas possible d'envisager une formation à la communication graphique au cours de cette année particulière qu'est devenue la classe de seconde? TI semble même évident que cette année de détermination soit le lieu et le temps le mieux adapté pour permettre à chaque élève d'acquérir, avant tout autre

savoir, des méthodes et des outils transférables d'une discipline à une autre. Les graphismes peuvent certainement devenir l'un des vecteurs puissants de l'interdisciplinarité pour peu qu'on ait mis en place une véritable formation commune aux enseignants. Même si elles restent encore limitées et confidentielles, les expériences tentées dans ce sens, ici ou là, sont à ce titre très encourageantes17_{. Les graphismes ne seraient-ils pas l'un des lieux de}

rencontre et de construction de nouvelles pédagogies transversales pour les enseignants des équipes pédagogiques des classes de seconde ?

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