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ARTheque - STEF - ENS Cachan | Des ouvriers plus autonomes

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Academic year: 2021

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DES OUVRIERS PLUS AUTONOMES :

DE L'OPINION À LA MODÉLISATION

Jean-Marc GUILLEMEAU Université de Liège

MOTS-CLÉS: ISOLATION lHERMIQUE - MODÉLISATION - RÉSOLUTION DE PROBLÈME FORMATION CONTINUE DES ENSEIGNANTS

RÉSUMÉ: Dans un premier temps, nous présenterons le projet de formation continue des enseignants en isolation themùque des bâtiments, mis en place en Région wallonne. Le but de ce projet est d'améliorer la formation initiale scientifique et technique des futurs ouvriers de la construction, projet établi en cohérence avec les nouveaux enjeux socio-professionnels de ce secteur. Dans un second temps, nous décrirons, au départ d'un exemple précis, la pertinence des modèles proposés par les spécialistes en regard de ceux mobilisés par les enseignants.

SUMMARY : In the lITSt part of this publication, we shall present the setting up, in walloon region, of a continuing training project for teachers in thennai insulation of the building shell. The aim of this project is to improve scientific and technicai initial training of futur building workers in accordance with new socio-professionnal challenges. In the second part, we shall describe from a choosen example differences between expert's model and teacher's mode!.

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1. INTRODUCTION

Le dispositif de fonnation envisagé ici a été mis en place dans le cadre d'une action-recherche: action dans la mesure oùils'agit de concevoir un programme et des outils de fonnation en cohérence avec des objectifs socio-professionnels préalablement identifiés;

recherche dans la mesure où il s'agit de s'interroger sur les savoirs scientifiques et techniques pertinents pour le futur professionnel afin qu'il puisse résoudre les nombreuses situations-problèmes concrètes qu'il rencontrera sur le terrain.

2. LE CONTEXTE

2.1 Augmenter ,'efficacité énergétique des bâtiments

La Région wallonne a adopté en 1984 un règlement thennique qui imposeàl'auteur d'un projet, dans le secteur résidentiel, de démontrer la perfonnance énergétique du bâtiment qu'il a conyu. Le concepteur doit notamment calculer, selon une procédure nonnalisée, le niveau global d'isolation thermique de l'habitation (niveau K) qui ne doit pas dépasser un niveau maximal appelé K70. A partir de 1995, en conformité avec la directive SAVE du Conseil des Communautés européennes, un nouveau règlement abaissera ce niveau à K55. L'isolation de ces bâtiments devra donc être notablement renforcée.

Cependant ce règlement thermique est fondé sur une estimation "sur papier" de l'efficacité énergétique d'un bâtiment. La perfonnance réelle dépend crucialement de la qualité d'exécution des travaux d'isolation thennique, surtout lorsque le niveau global d'isolation augmente. Une isolation bien conyue dont la mise en oeuvre a été négligée perd en efficacité. Les ouvriers de la construction ont donc une grande responsabilité vis-à-vis de la qualité thennique des futurs bâtiments. Cet enjeu économique, qui vise à réduire les factures d'énergie dans le secteur tertiaire et résidentiel, se couple à un enjeu écologique (limitation des émissions de

COz,

gaz à effet de serre).

2.2 Renforcer l'implication des ouvriers

Le secteur de la construction en Belgique reste encore largement artisanal. Ainsi, les ouvriers sont amenés à résoudre "sur le tas" de nombreux problèmes délicats de mise en oeuvre; problèmes souvent très localisés au niveau de l'enveloppe d'un bâtiment mais qui peuvent êtreàla source de pathologies graves, difficiles à surmonter une fois l'habitation tenninée. Par ailleurs, la méthode traditionnelle de construction des parois extérieures d'un bâtiment constitue un réel obstacle lorsqu'il s'agit d'obtenir une isolation de qualité. En effet, dans un mur creux (technique qui concerne environ 90%des habitations actuellement construites en Belgique), l'isolation est une "partie cachée" de l'édifice ; les détails de mise en oeuvre des panneaux d'isolants et membranes d'étanchéité sont difficiles, voire impossibles, à superviser lors de la progression du chantier.

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Detelles situations professionnelles et des exigences accrues de la part des concepteurs imposent une implication personnelle et explicite de la part de l'ouvrier. Celui-ci doit dorénavant faire preuve d'initiative, être autonome, c'est-à-dire être capable d'identifier et d'analyser les situations-problèmes rencontrées lors des travaux d'isolation ainsi que de proposer et discuter des solutions à apporter. D'autre pan, la résolution de nombreux problèmes de terrain ne peut s'envisager que dans le cadre d'une négociation entre l'exécutant et le concepteur. L'ouvrier doit donc disposer d'un "modèle théorique" de l'isolation thermique pour que s'établisse une communication fertile entre partenaire.

Le développement de telles compétences chez les ouvriers de la construction est encore plus important dès que ceux-ci deviennent indépendants, c'est-à-dire chefs de petites entreprises, souvent limitées à une ou deux personnes (90%des entreprises en Belgique), et doivent donc assumer, à la fois, les fonctions de maîtrise et d'exécution.

2.3 Améliorer la formation initiale des ouvriers

Dans l'enseignement professionnel organisé dans notre région, les enseignants recrutés pour assurer les cours de pratique professionnelle dans les sections bâtiments sont quasi tous d'anciens ouvriers (mayons par exemple) n'ayant reyu qu'une formation scientifique et technique rudimentaire.Deplus, ces enseignants accusent un net retard dans l'actualisation des savoirs et savoir-faire relatifs à l'isolation thermique des bâtiments, lesquels ont fortement progressé durant ces dix dernières années. Ce retard résulte notamment de réelles difficultés qu'éprouvent ces enseignants pour s'informer et se former en cette matière; par exemple, on constate une absence d'outil didactique récent et adapté à ces publics. Une autre difficulté essentielle est liée à l'attitude de "méfiance" rencontrée chez de nombreux enseignants à l'égard de l'isolation thermique qu'ils tiennent pour responsable de problèmes d'humidité dans l'habitat. Ce climat d'inquiétude les amène à éluder l'apprentissage à l'isolation lors des travaux pratiques réalisés en atelier didactique. De plus, on observe que les cours de pratique professionnelle restent encore très largement centrés sur l'apprentissage de "recettes" appliquées à la mise en oeuvre des matériaux. Les futurs professionnels sont ainsi peu formés à résoudre des problèmes.

Un objectif essentiel de notre recherche est donc de susciter, chez les enseignants concernés, une analyse-critique de leurs opinions et ainsi les aider à clarifier et modéliser les phénomènes physiques rencontrés au niveau de l'enveloppe d'un bâtiment et des techniques d'isolation de cette même enveloppe. Il s'agit à la fois d'actualiser les savoirs et savoir-faire propres à l'isolation, de renforcer la formation scientifique et technique de base en thennique du bâtiment et de promouvoir une méthodologie de formation offrant une large place au dialogue et à la négociation entre différents acteurs (élèves, enseignants, architectes, spécialistes technico-commerciaux...) en vue d'apporter des réponses techniques optimales aux divers problèmes rencontrés.

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3. LE PROJET

Dans ces perspectives, une fonnation continuée d'enseignants de cours de pratique professionnelle a été mise en place afin d'améliorer la formation professionnelle initiale des futurs ouvriers du bâtiment et ainsi les préparer aux nouvelles exigences. Cette formation concerne, en priorité, deux techniques de construction très largement répandue en Belgique : l'isolation thermique des murs creux et des toitures inclinées.

La première phase du projet, menée depuis 1991, concerne l'isolation des murs creux. La seconde phase, soutenue par le programme SAVE de la Commission des Communautés européennes (DGXVII) en1994-95,étend cette fonnation à l'isolation des toitures. Chacune de ces deux phases se compose essentiellement de deux volets d'action:

conception et expérimentation d'un outil didactique en collaboration avec les enseignants concernés;

organisation de cycles de formation aux aspects pratiques de l'isolation durant lesquels l'outil est testé et soumis àla consultation des enseignants, suivi de cycles de fonnation pennettant d'approfondir des aspects théoriques et didactiques grâceàl'exploitation de la version définitive de l'outil.

4. LE DISPOSITIF

4.1 Résoudre des problèmes et susciter la modélisation

En cohérence avec les objectifs définis ci-dessus, la fonnation organise le repérage, l'analyse et la résolution de situations-problèmes rencontrées sur les chantiers. Diverses techniques de mise en oeuvre des matériaux isolants sont ainsi testées et critiquées par les participants. Les échanges au sein du groupe privilégient une double confrontation: d'une part entre les "modèles" proposés par les participants et d'autre part entre ces "modèles" et ceux suggérés par les experts. Le but est d'amener les fonnés à se construire un modèle théorique des phénomènes thenniques, hydriques et hygroscopiques au niveau de l'enveloppe d'un bâtiment.

La méthodologie de formationpeUlse résumer comme suit: mobiliser les préacquis du groupe pour repérer, analyser et résoudre un problème relatifàl'isolation thermique; confronter les modèles et solutions élaborées collectivement avec ceux des spécialistes en thermique des bâtiments; utiliser ensuite les nouveaux acquis modélisés pour résoudre d'autres problèmes et ainsi affiner les modèles explicatifs construits. En d'autres termes, sortir progressivement du désordre engendré par la juxtaposition des opinions pour entrer dans l'ordre, l'organisation et la modélisation du réel.

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"Les formateurs n'agissent pas comme on leur dit d'agir, mais comme on agit sur eux... " (Schwartz B., 1973). La meilleure manière d'amener un enseignant à organiser une démarche d'apprentissage fondée sur la résolution de problèmes et les interactions au sein du groupe-classe n'est pas de lui faire un cours magistral sur la question, mais de lui faire expérimenter cette démarche. Pour ce faire, on installe un isomorphisme, c'est-à-dire une certaine similitude, mais non une identité, entre la situation vécue par l'enseignant en formation continue et la situation dans laquelle seront placés ses élèves.

4.3 Associer les enseignants à la conception des outils didactiques

En parallèle aux cycles de formation, un outil didactique a été également conyu selon une méthodologie articulant résolution de problèmes concrets et modélisation correspondante à celle développée en formation (Guillemeau J.-M. et Cebulska L, 1993). Néanmoins, les enseignants refusent en général les outils pédagogiques "prêts à enseigner", souvent assimilés à des "prêts à penser". Cette opposition est très marquée lorsqu'il s'agit d'un document qui s'organise selon une démarche méthodologique préalable. Notons d'ailleurs, à leur décharge, qu'il est souvent périlleux de mettre en oeuvre, telle qu'elle, une démarche ou un outil élaboré par un autre. Ceux-ci ne seront efficaces que dans la mesure où ils seront utilisés en cohérence avec les valeurs éducatives qui ont fondé leurs conceptions. Pour exploiter un outil didactique d'une manière optimale, l'enseignant passe donc nécessairement par une phase de reconstruction, en partie ou en totalité, de l'outil proposé.

Ces constats nous amènent à concevoir l'outil en question dans le cadre d'une étroite collaboration avec les utilisateurs potentiels. L'enseignant ayant participé de près à la production d'un support didactique s'en approprie et personnalise plus aisément les valeurs sous-jacentes ainsi que les modalités d'utilisation.

5. UN EXEMPLE DE MODÉLISATION FONCTIONNELLE

Conformément au projet, les échanges entre les participants ont occupé une grande place dans le dispositif de formation. Les débats ont fait surgir un ensemble très varié d'opinions et de modèles explicatifs relatifs à la thermique du bâtiment et à l'isolation en particulier. Traitons à titre d'exemple, une "manière de voir" les phénomènes physiques au niveau de l'enveloppe d'un bâtiment, largement présente chez les enseignants concernés: un isolant thermique constitue, à la fois, une barrière aux flux de chaleur et de froid qui traversent une paroi en des sens opposés. Une telle description envisage la chaleur et le froid comme des concepts similaires caractérisés par la propriété de propagation.

Or, une telle modélisation ne coïncide pas avec les modèles du physicien relatifs à la chaleur et à ses modes de propagation. Dès lors, deux questions essentielles se posent. Comment éviter l'approche dogmatique qui consiste à rejeter un modèle "non orthodoxe" pour le physicien? Comment organiser

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la confrontation entre le modèle du physicien et ceux proposés par les formés pour notamment, discuter de leur pertinence et éventuellement tenter de les falsifier?

Cette approche de la formation scientifique appelle quelques commentaires qui pennettront d'éclairer le processus de construction d'un savoir pertinent pour un professionnel du bâtiment

5.1 Un modèle induit par le vécu

La sensation de froid ressentie dans un local fournit, pour bon nombre de personnes, une preuve "expérimentale" qui tend à confIrmer la propagation du froid, par exemple: effet de paroi froide à proximité d'un simple vitrage en hiver, contact des pieds avec un sol plus froid que l'air ambiant, courants d'air froid... Chez de nombreux enseignants, mais également chez de nombreux élèves, les phénomènes "frigoriques" et "thermiques" occupent une place symétrique dans leurs descriptions du réel qui est induit au départ de l'expérience quotidienne. Par conséquent, ils seront très résistantsà la critique car solidement ancrés dans leurs vécus.

5.2 Un modèle efficace sur le terrain

Pour un observateur placéà l'intérieur d'un bâtiment, le modèle de la propagation du froid peut apparaître très pertinent et efficace pour expliquer la création de surface froide qui résulte de l'existence d'un pont thermique (c'est-à-dire une interruption de la couche isolante) et la formation éventuelle de condensation sur cette surface du mur qui peut,àson tour, générer des problèmes de moisissures. En effet, l'absence d'isolant est assimiléàune absence de barrière permettant dès lors au froid de se propager plus facilement vers l'intérieur de l'habitation et engendrer ainsi des surfaces froides. Dans ce cas,ilfaut constater que le modèle du physicien peut apparaître paradoxal dans la mesure où il aboutit à des conclusions apparamment contradictoires: création de surfaces froides malgré d'importants transferts de chaleur.

5.3 Un modèle non falsifiable

Pour amener un apprenantàconstruire un nouveau savoir, jugé plus pertinent que celui qu'il possède, on peut le placer dans une situation qui viseàfalsifIer (Popper K., 1973)ses propres modèles de pensées. Dans le cas qui nous occupe, le résultat est décevant: toutes les expériences classiques concernant la propagation de la chaleur au travers d'un matériau peuvent être "inversées" et ainsi plaider en faveur de la propagation du froid; de plus, nous n'avons pas àce jour d'expérience susceptible de falsifIer cette hypothèse. Comment dès lors justifier le modèle du physicien? Une théorie locale, uniquement fondée sur les différences de températures entre les faces d'une paroi reste insuffisante.Àce niveau, un simple changement de signe permet d'inverser le sens du transfert: au lieu de perdre des calories, on apporte des frigories. Langage que connaissent bien les spécialistes des technologies du froid et de la climatisation. En fait, pour expliquer son modèle, le physicien doit nécessairement le resituer dans l'édifIce global de la thermodynamique; elle-même fondée sur deux principes dont le second postule le passage spontané et irréversible delachaleur d'un corps chaud vers un corps plus froid. Nous le constatons, un modèle peut être pertinent et effIcace pour fonder des

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décisions dans le cadre d'un projet et d'un contexte donné (par exemple l'industrie du froid citée ci-dessus) malgré qu'il ne soit pas reconnu par d'autres spécialistes, physiciens notamment (FourezG., 1992).

5.4 La cohabitation des modèles

Pour les professionnels du bâtiment, un modèle théorique sera pertinent si il permet d'analyser et résoudre aisément une situation-problème de chantier. Encequi concerne les ponts thermiques par exemple, l'important est sunout de savoir pourquoi et commentilfaut les éviter. Pour cela une théorie locale fondée sur la propagation du froid est efficace dans la mesure où elle ne heurte pas les représentations acquises sur une base empirique. En formation, il s'agit néanmoins de bien identifier les limites de validité d'un tel modèle. En effet, un tel modèle appliquéà l'enveloppe globale du bâtiment peut conduireàun placement erroné de l'isolation. Un exemple emprunté à un autre champ disciplinaire permettra de mieux cerner notre position du problème. Le modèle héliocentrique du système planétaire est un acquis consolidé, standardisé, au sein de la communauté scientifique; lui-même étant un sous-ensemble du modèle cosmologique actuel du big-bang. Il reste cependant, qu'un tel modèle est peu efficace pour un observateur ayant les pieds sur terre, pour de nombreuses personnes (géographes, marins,.. et nous même au quotidien) le modèle "géocentrique" de la course du soleil dans le ciel est nettement plus fonctionnel. En effet, celui-ci permet avec une grande facilité d'appréhender les cycles diurne - nocturne, l'éclairement en fonction des heures, etc. Une approche scientifique du réel peut donc faire cohabiter des modèles globaux ayant une cohérence interne forte et des modèles locaux "inexacts" mais pertinents et efficaces dans des situations précises. L'essentiel est d'éviter les amalgames, chaque modèle doit être précisé en fonction du but qu'il poursuit; leurs limites de validités sont également fonction de ce but.Lemodèle local de la propagation du froid està envisager de la sorte par rapport au modèle global de la thermodynamique du bâtiment.

6. CONCLUSION

Àl'instar d'autres chercheurs en didactique des sciences (Dupin 1.-1., Joshua S., 1989), il faut constater qu'il n'est pas évident d'ébranler les convictions des apprenants, de surcroît lorsqu'ils sont adultes. Il serait d'ailleurs réducteur de penser que les modèles élaborés par ces derniers n'ont guère de pertinence.Leprojet de formation s'oriente finalement sur la voie d'une modélisation qui intègreà la fois les savoirs scientifiques et techniques des spécialistes et les préacquis des enseignants-formés. L'hypothèse de travail actuelle consisteàreconnaître l'existence et la cohabitation de plusieurs modèles explicatifs, quelquefois largement personnalisés. L'important étant d'aider les apprenantsà expliciter et clarifier leur propre modèle en regard de ceux proposés par les spécialistes. La démarche envisagée a le mérite de placer formateur et apprenant sur un pied d'égalité. Un savoir ne domine pas un autre, ils sont simplement comparés et confrontés. Il s'agit de montrer que certains modèles sont plus pertinents, plus efficaces, en fonction d'un projet donné.

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REMERCIEMENTS

L'action décrite a été réalisée dans le cadre d'une collaboration réunissant:

une équipe de recherche composée de M. Venez,I.Cebulska, G. Raes et M.-C. Pirenne; la Direction générale des Technologiesde la Recherche et de l'Energie du Ministère de la Région wallonne qui a financé la conception de l'outil ;

le Fonds de Fonnation professionnelle de la Construction qui a financé et organisé les journées de fonnation pour les enseignants ;

le Ministère de l'Education, de la Recherche et de la Formation de Communauté franyaise qui a autorisé les enseignants de tous les réseauxàparticiperàces fonnations.

Qu'ils en soient vivement remerciés.

BIBLIOGRAPHIE

DUPIN J.-J., JOHSUA 5.,Représentations et modélisations: le débat scientifique dans la classe et l'apprentissage delaphysique,Peter Lang, Berne, 1989.

FOUREZ G.,Laconstruction des sciences, les logiques des inventions scientifiques,DeBoeck, Bruxelles,2eédition, 1992.

GUll..LEMEAU J.-M., CEBULSKAL, L'isolation thermique des murs creux, Outil didactique pour l'enseignement secondaire technique et professionnel,Région wallonne (D.G.T.R.E;) et Fonds de Fonnation professionnelle de la Construction (F.F.C.), Bruxelles, 1993.

POPPERK.,La logiquedela découverte scientifique,Payot, Paris, 1973. SœWAR1Z B.,L'éducation demain,Aubier-Montaigne, Paris, 1973.

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