Choisir de comprendre ou décider d’agir en environnement dynamique : le cas de l’activité de pilotage en situation incidentelle atypique

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Choisir de comprendre ou décider d’agir en

environnement dynamique : le cas de l’activité de

pilotage en situation incidentelle atypique

Marielle Plat-Robain

To cite this version:

Marielle Plat-Robain. Choisir de comprendre ou décider d’agir en environnement dynamique : le cas de l’activité de pilotage en situation incidentelle atypique. Psychologie. Université Paris 8 -Vincennes-Saint-Denis, 2001. Français. �tel-02409060�

UNIVERSITE PARIS VIII

UFR DE PSYCHOLOGIE

Thèse de doctorat

Discipline : psychologie des processus cognitifs

Présentée par

Marielle PLAT

Pour l’obtention du grade de

Docteur de l’Université Paris VIII

Choisir de comprendre ou décider d’agir

en environnement dynamique :

le cas de l’activité de pilotage

en situation incidentelle atypique

Soutenue le 20 novembre 2001 devant le jury suivant :

RICHARD Jean-François, Professeur Emérite de l’Université Paris VIII Président du Jury

CELLIER Jean-Marie, Directeur de Recherche CNRS, Université de Toulouse le Mirail Rapporteur

FALZON Pierre, Professeur au Conservatoire National des Arts et Métiers Rapporteur

ROGALSKI Janine, Directrice de recherche au CNRS, Université Paris VIII, Saint Denis Directrice de thèse

RaPPort

de

soutenance

concernantlathèsedeMelleMariellePLAT

choisir de comprendre ou décider d'agrr en environnement dynamique : le cas de l'activité

de pilotage en situation incidentelle

Thèse soutenue à l'Université de Paris 8 le 20 novembre 2001 devant un jury composé

de Mmes et Mrs.

CELLIER Jean-Marie, RaPPorteur FALZON Pierre, RaPPorteur

AMALBERTI René, CoDirecteur de thèse ROGALSKI Janine, Directrice de thèse RICHARD, Jean-François, Président du jury

Dans son intervention, Jean-Marie Cellier indique le grand intérêt qu'il a eu à la lecture de la

thèse de Mariere plat. Ir précise res aspects du travail qui rui semblent les prus importants.

Tout

d,abord, la thèse est au carrefour de plusieurs thématiques importantes de la psychologie ergonomique. Pour sa part, il voit quatre thèmes majeurs abordés dans la thèse' Le premier est un

conflit d,objectifs originar ,,comprendre ou agir" qui renouvelre les recherches dans ce domaine trop souvent limité au conflit classique entre vitesse et précision' Le deuxième thème traité est la

compréhension d'une situation complexe par des opérateurs. J-M' Cellier rernarque I'intérêt de ce

thème est prus particulièrement celui d,évaruer le niveau de compréhension- Le troisième thème

est relatif à la gestion de pannes en l'absence de procédures. Le thème peut paraître incongru dans

un contexte professionnel où presque tout est renvoyé à I'application de procédures' son analyse

se révèle très riche tant au plan théorique que dans les possibilités d'apprication. Le dernier

thème, que la candidate n'a pas rappelé dans son exposé de présentation mais qui fait I'objet d'un

chapitre, est l'aide en cours de formation à la compréhension des systèmes automatisés' L'analyse révèle que cette aide est beaucoup plus axée sur la performance que sur une véritable aide à la

compréhension' -.*(l :i-ii;? r- .: ?^\î 44"ÿ,a.; a-iv."4 " i}*" _-"i'r"';1 : .,..1 r:{§ ''i"il-" .. j îr?ÿ'."t u _{" ."1'} i,û_ _i*ao c1,:> " -r! '.r' <, b <.'.' s

Le deuxième intérêt que J-M. Cellier trouve à ce travail est Ia volonté de la candidate de maximiser la validité écologique de ses recherches tout en maintenant une bonne validité inteme

par le recours à une approche quasi-expérimentale. uutilisateur d'un simulateur pleine échelle et

la mobilisaüon de pitotes en activité concourent à cet objectif. un autre point fort de ra recherche

est l,effort réalisé pour expliciter la grille d'analyse et pour mettre à la portée du lecteur la

complexité de la tâche de pilotage'

Dans la deuxième partie de son interyention, J-M Cellier émet quelques remârques plus critiques

sur certains points de la thèse.

Il considère, notamment, que

la candidate n'a pas une définition

bien stabilisée de la notion de charge de travail et qu'il aurait été sûrement préférable de parler

d,exigences du travail plutôt que de charge. une deuxième critique est relative à la granularité de

'analyse.

Ir rui paraît que Ie choix d,un grain trop fin a tendance à perdre le lecteur dans des

aspects qui sont moins essentiels pour valider les hypothèses. ces remarques suscitent des réponses argumentées de la candidate qui démontrent par là sa compétence en psychologie ergonomique et un bon recul par rapport à ses travaux'

pierre _{Falzon souligne le} triple intérêt du sujet. Intérêt pratique d'abord : la thèse apporte une

contribution très utile en terme de sécurité des transports, en s'intéressant au comportement d,opérateurs expérimentés faisant face à des pannes hautement inhabituelles et devant adopter

des procédures sans chercher à comprendre I'origine de ces pannes. Intérêt pour l'ergonomie

ensuite

:

la

thèse s'intéresse

à

I'intégration homme-systèmes dans un contexte de forte

automatisation et s'interroge sur la nature des formations souhaitables pour ce type de situations à risque et à haut niveau d'exigence cognitive. Intérêt pour la psychologie enfin : le thème central

de ce travail est Ia relation, parfois conflictuelle, entre agir et comprendre' Un point est à porter

i

au crédit de l,auteur: la présentation qui est faite parvient à éviter de noyer le lecteur dans la

technicité,pourtantconsidérable,delasituationdetravailétudiée.

LespremièresremarquesdeP.Falzonportentsurlaméthoded'analysedesdonnées'Sil'analyste est Souvent amené, dans un premier temps, à effectuer une variété de codages' tous ne

se révèlent

pas également utiles. P. Falzon s'interroge sur la nécessité de certains des codages

proposés par

l,auteur. II regrette par ailleurs l'absence d'un glossaire' qui aurait facilité la lecture et obligé

à

une définition plus rigoureuse de certains terrnes'

P.Falzonenvientensuiteàl,analyseduphénomèneconstatéparl,auteur'c'est-à-direla réticenceàappliquerlaconsigneprescritede..retouraupilotagemanuel,,aubénéficed,une

recherche de compréhension. L,auteur attribue ce comportement à une estimation des coûts et

bénéfices qui pousse à la transgression de la consigne. ceci amène I'auteur à

proposer' très

justement, un maintien de l'entraînement au pilotage manuel (en vue de baisser le coût de ce

retour au manuel). Cependant d'autres hypothèses explicatives sont possibles :

-difficultéàadmettreouàidentifierlefaitquel'onnecomprendpas.onsaitquelediagnostic

de doute est un comportement acquis, qui caractérise I'expertise et non le noviciat. on peut alors

se poser la question de la formation à de tels diagnostics ;

- faiblesse de la prescription : l,auteur fait un constat extrêmement intéressant, dont elle ne tire

peut-être pa§ toutes les conséquences. Interrogés sur la signification de la consigne de retour au

manuel, Ies instructeurs eux-mêmes donnent des réponses en fort décalage par rapport au prescrit'

La prescription, de la part de ceux qui sont chargés de I'enseigner' est donc faible' on peut alors s,inte*oger sur cette prescription : peut-on encore parler de violation à la prescription' si celle-ci

estpeuprescrite?quepenserd,uneprescriptionquelesinstructeurseux-mêmesn,enseignent guère ?

.a

i,est aussi complètement appropriée les données de la littérature sur l'activité développée par les

pilotes dans des environnements dynamiques à tempo rapide et à haut risque, acüvité médiatisée

par des systèmes très automatisés. cette appropriation a permis à Marielle Plat à la fois de situer

sa problématique dans

le

cadre général des rapports entte des processus cognitifs de compréhension et de décision d'action, et d'être très précise sur l'activité des pilotes dans Ie cockpit, appoüant ainsi des éléments précieux dans le domaine' Janine Rogalski demande à

Marielle

Plat

si

l'engagement des pilotes dans

un

processus

de

compréhension des

dysfonctionnements d'automatismes, au lieu d'appliquer immédiatement la consigne générale de

reprise en rnanuel, tient à I'importance que jouent les automatismes comme ressources pour

'action

ou si cet engagement relève aussi d'un processus générar difficile à inhiber: se construire une représentation de la situation qui puisse donner sens à I'action' La réponse de Marielle Plat

confirme cette deuxième interprétation d'un tel processus général, en précisant que vues les

données

il

s'agit davantage d'une hypothèse que d'une conclusion' Janine Rogalski félicite

Marielle Plat pour avoir conduit à bien la rédaction de sa thèse en parallèle aYec un travail prenant, ôt souhaite la poursuite des interactions scientifiques avec elle'

René Amalberti félicite Ia candidate pour le travail accompli, tânt sur

le

plan théorique qu,appliqué. La candidate a bénéficié d'un concours de circonstances favorables en début de

thèse en accédant -avec l,aide des autorités de I'aviation civile- à un terrain d'opportunité

remarquable pour le problème théorique à traiter, mais très difficile à obtenir (l'aéronautique professionnelle). Elle a §u très vite potentialiser ce contact professionnel, I'approfondir grâce à un investissement technique et humain constant, à tel point qu'elle en est devenue une spécialiste

recherchée, et embauchée avant même la fin de sa thèse. CeUe fin de parcours sous forte pression professionnelle a parfois contraint un peu la rédaction, mais le résultat final reste remarquable' Ce

travail de thèse est un des tout premiers travaux approfondissant un domaine de la psychologie

s,est aussi complètement appropriée les données de la littérature sur I'activité développée par les

pilotes dans des environnements dynamiques à tempo rapide et à haut risque, activité médiatisée par des systèmes très automatisés. Cette appropriation a permis à Marielle Plat à la fois de situer

sa problématique dans

le

cadre général des rapports entre des processus cognitifs de compréhension et de décision d'action, et d'être très précise sur I'activité des pilotes dans le cockpit, apportant ainsi des éiéments précieux dans le domaine' Janine Rogalski demande à

Marielle

Plat

si

l'engagement des pilotes dans

un

processus

de

compréhension des

dysfonctionnements d'automatismes, au lieu d'appliquer immédiatement la consigne générale de

reprise en manuel, tient à I'importance que jouent les automatismes comme res§ources pour l,action ou si cet engagement relève aussi d'un processus général difficile à inhiber : se construire une représentation de la situation qui puisse donner sens à l'action. La réponse de Marielle Plat

confirme cette deuxième interprétation d'un tel processus général, en précisant que vues les

données

il

s'agit davantage d'une hypothèse que d'une conclusion' Janine Rogalski félicite Marielle plat pour avoir conduit à bien la rédaction de sa thèse en parallèle aYec un travail prenant, et souhaite la poursuite des interactions scientifiques avec elle'

René Amalbe*i félicite

la

candidate pour le travail accompli, tant sur

le

plan théorique qu,appliqué. La candidate a bénéficié d'un concours de circonstances favorables en début de

thèse en accédant -avec I'aide des autorités de I'aviation civile- à un terrain d'opportunité

remarquable pour le problème théorique à traiter, mais très difficile à obtenir (l'aéronautique professionnelle). Elle a su très vite potentialiser ce contact professionnel, l'approfondir grâce à un investissement technique et humain constant, à tel point qu'elle en est devenue une spécialiste

recherchée, et embauchée avant même la fin de sa thèse. cette fîn de parcours sous forte pression professionnelle a parfois contraint un peu la rédaction, mais le résultat final reste remarquable' Ce

travail de thèse est un des tout premiers travaux approfondissant un domaine de la psychologie

cognitive encore largement méconnu : les arbitrages de compréhension et de décision sous forte

pression temporelle et d'enjeu de risques. La partie méthodologique est tout aussi innovante'

Dans le prolongement de ces constats, René Amalberti demande à la candidate de commenter les enrichissements méthodologiques et théoriques provenant de son travail qu'elle considèrerait comme les plus porteurs d'avenir pour la psychologie cognitive' En conclusion' René Amalberti'

remercie la candidate pour ses réponses ;

il souligne

la maturité, ra facilité et ra maîtrise de la discussion qui devrait lui faciliter une poursuite de son insertion professionnelle brillante et

rapide.

J.F. RICHARD loue la grande qualité du travail de la candidate, lequel témoigne de capacités de synthè§e dignes d'éloge pour l'étude théorique aussi bien que de perspicacité et de finesse dans

l,expérimentation. La partie théorique se distingue par une grande clarté de présentation qui en

fait un document de valeur pédagogique incontestable ainsi que par la qualité de la réflexion" La

candidat montïe qu'elle sait lire en profondeur et elle a su extraire de ses lectures ce qui est vraiment pertinent pour son travail. Il convient de souligner également la qualité du style qui rend la lecture agréable.

Le travail expérimental présente un intérêt certain dans la mesure où elle a pu réaliser une expérimentation qui présente des conditions très proches de celles du travail habituel. Elle a su

saisir les opportunités pour mettre en place une situation expérimentale rare en situation de terrain en étudiant l'introduction de pannes dans les automâtismes. Elle a développé un système

d,analyse des verbalisations très sophistiqué, qui constitue une avance méthodologique utilisable

dans d,autres situations. Elle a

fait

une analyse intelligente de ses données et a bien argumenté

ses conclusions. J.F. Richard s'est interrogé sur I'utilisation qui est faite de la grille de codage des verbalisations dans ses analyses, lesquelles ne tirent pas parti de la finesse du codage et s'sn

tiennent à un niveau relativement global. Cela tient sans doute au fait que la candidate a privilégié

les comparaisons quantitatives; des analyses individuelles auraient sans doute tiré un meilleur parti de cette finesse.

Il

reste que sa méthodologie d'analyse des verbalisations est un modèle,

même si elle n'a pas utilisé toutes ses possibilités.Au total, J.F. Richard félicite le candidat pour

la quatité expérimentale et la qualité de réflexion manifestées dans son travail.

Après discussion et déiibération. le jury considère que les critiques sont rnineures au

regard de la qaulité d'ensemble clu travail et décide à I'unanimité d'accorder à cette thèse la mention Très honorable avec Félicitations.

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Le Président du _{iry

Les membres du jury

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« La technologie, au même titre que de nombreuses autres activités, tend à l’évitement des risques par l’investisseur. L’incertitude est éliminée dans la mesure du possible. Les investissements de capitaux obéissent particulièrement à cette règle, car les gens préfèrent généralement le prévisible à l’imprévisible. Rares sont ceux qui reconnaissent le caractère destructif du processus par les limites qu’il impose à la diversité et par la vulnérabilité où il plonge des populations entières face à la manière brutale dont notre univers est parfois capable de jeter les dés. » Réflexions sur les Ixiens Archives du Bene Gesserit Franck herbert « Le cycle de Dune », « Les hérétiques de Dune », Pocket Science-fiction.

Remerciements

Parce qu’ils ont fait de moi la professionnelle que je suis aujourd’hui, à Janine Rogalski et René Amalberti, mes directeurs de thèse, sans qui rien de tout ce qui vous est présenté dans cette thèse n’existerait. Je rends hommage à leur professionnalisme, à leur patience, à leurs grands cœurs et à la confiance qu’ils ont su m’accorder.

Je tiens également à remercier les gens qui ont permis sinon motivé une reconversion professionnelle qui m’a mise sur la route de cette thèse : tous le personnel du CNED mais surtout Rodolphe Ghiglione, et Jean François Richard qui ont permis à ce cursus d’exister. Merci de nous avoir transmis votre passion.

Je remercie également Tahar Hakim Benchekroun qui lors d’un cours du soir au CNAM m’a définitivement persuadé de me tourner vers l’ergonomie. À cet enseignant, qui l’ignore, merci.

À Pierre Rabardel, qui m’a si gentiment aiguillé vers Janine Rogalski et à donc permis le début d’une collaboration longue, fructueuse dès la maîtrise. À Renan Samurçay qui m’a si gentiment prévenue que le domaine de l’aéronautique était difficile à appréhender : Tu avais raison, c’était difficile, mais l’enjeu en valait la chandelle !

À toutes les personnes, qui m’ont accueillies et aidées à l’IMASSA : Claude Valot, Jean Yves Grau, Lien Wioland, Alain Noizet, Jérome, Guillaume, Martine, Laurent, Pierre, Fabrice et toute l’équipe du service d’ergonomie cognitive.

A toute l’équipe du laboratoire Cognition et activités finalisées à ceux que j’ai déjà cités ci-dessus mais aussi : Daniel Sicot et son aide précieuse lors de mes nombreuses catastrophes informatiques quotidiennes, Viviane Folcher et Marion Chesnais pour leur réconfort et leur soutien, à Christine Vidal, Patricia Antolin-Glenn, Nathalie Lang, Corinna Duperry-Kohler, Elisabetta Zibetti, Séverine Mérand, Gaétan Bourmaud, Cyril Barriquault, Aicha Khalis, Marie-Christophe Petolas et Françoise Richard, merci pour votre amitié.

A Jean Michel Hoc, pour son accueil aux séminaires du LAMIH.

À la DGAC et au SFACT, qui ont financé ces deux études et donc permis leur réalisation. À tous les professionnels, qui ont bien voulu participer aux études présentées dans cette thèse et qui m’ont donc permis d’effectuer ce travail.

À tous les professionnels du Syndicat National des Pilotes de Ligne, mais plus particulièrement de la commission technique qui m’ont accueilli durant près de deux ans afin de parfaire ma connaissance de la tâche de pilotage en situation. Merci de leurs apports précieux. Et plus particulièrement à Michel Jouanneaux et à nos nombreuses discussions sur le métier de pilote de ligne.

A ma famille : ma grand mère pour le courage qu’elle a toujours arboré telle une bannière et pour sa foi en la Bretagne… À mon grand père à qui j’ai fait la promesse posthume qu’il serait fier de ses descendants. Mes parents pour leur soutien constant, leur aide et tout ce qu’ils ont su m’enseigner et m’apporter comme amour pour que je devienne ce que je suis. À mes Frères, belles sœurs et leurs enfants,à mes Oncles et tantes, à mes cousins et cousines et plus particulièrement à Olivier, pour leur gentillesse.

À tous les amis, qui de près ou de loin ont contribué à cette thèse et ont parfois souffert de mes sautes d’humeur (à partir de maintenant je n’ai plus d’excuse) : Hélène Perez-Mas Challeil, Sylvie Arnaly, Caroline Airault, Eric Jalabert, Alain Zummer, Fabien Stocard, Nicolas Lajoix, Jeffrey Eitel, Radenko Milakovitch, Yaroslaw Buchinsky, Yael Lerude, Jacques Michaux, Nadine et Olivier , Mojdeh Zamani, Philippe Michel.

À tous mes collègues de travail, amis et relecteurs : Claire Pelegrin, Jacques Rosay, Les trois Florences, Cécile Vollard, Elisa Gavieiro-Villate, Laurent Spaggiari, Daniel Robain, Eric Videau, Franck De-Witt, Orélie Mayonove.

S

OMMAIRE

Remerciements ____________________________________________________________ 2 Sommaire _________________________________________________________________ 3 INTRODUCTION GENERALE______________________________________________ 7 PARTIE 1 : CADRES D'ANALYSE __________________________________________________ 11 Chapitre I : Compréhension et gestion d’environnement dynamique à risque _______ 12

I.1- Compréhension en environnement statique _____________________________________ 12

I.1-1 La compréhension comme processus ______________________________________________________ 13 I.1-2 Le produit de la compréhension : la représentation ___________________________________________ 14 I.1-3 Le raisonnement pour comprendre et le raisonnement pour l’action, rapport entre diagnostic et résolution de problème ________________________________________________________________________________ 16 I.3-1-A Compréhension et raisonnement pour l’action : la résolution de problème _______________ 17 I.1-3-B Raisonnement pour comprendre : le diagnostic dans les environnements dynamiques_______22

I.2- La spécificité des environnements dynamiques et le contrôle de processus en situations complexes : quelques modèles spécifiques __________________________________________ 26

I.2-1 La compréhension en environnement de travail dynamique ____________________________________ 27 I.2-1-A Les diagnostics ______________________________________________________________ 29 I.1-2-B la notion de pronostic _________________________________________________________ 31 I.2-1-C Le rôle de la planification ______________________________________________________ 31 I.2-1-D L’anticipation, le compromis cognitif et la notion d’économie _________________________ 32 I.2-1-E La gestion des ressources et la notion de charge de travail ____________________________ 33 I.2-1-F Le rôle des métaconnaissances _________________________________________________ 34 I.2-1-G Le modèle de Hoc et Amalberti ________________________________________________ 35 I.2-2 La complexité une notion centrale et régulatrice de la profondeur du processus de compréhension ______ 37

I.2-2-A La complexité issue de la situation : les systèmes automatisés et les modes

associés__________________________________________________________________________ 40 I.2-2-B Complexité liée aux interfaces __________________________________________________ 40 I.2-2-C La complexité génératrice de buts multiples chez les sujets ___________________________ 42 I.2-2-D La complexité en fonction des compétences de l’opérateur ____________________________ 44 I.2-2-E La complexité et l’aspect collectif de la tâche ______________________________________ 47

I.3. La problématique de la recherche de terrain : peut-on appliquer une procédure d’action sans chercher à comprendre la situation ? __________________________________________ 48

I.3-1 L’action dans des situations à risque, tempo très rapide et haute procéduralisation ___________________ 49 I.3-2 Le traitement de dysfonctionnements d’automatismes : une consigne d’action peut-elle court-circuiter le processus de compréhension de la situation _____________________________________________________ 50 I.3-3 En formation, quelles interventions « outillent » la compréhension de l’action dans les cockpits très

automatisés ?_____________________________________________________________________________51 I.3-4 Les études empiriques : simulation en situation semi-experimentale ; la formation sur simulateur pleine échelle__________________________________________________________________________________51

Chapitre II : Les specificités du domaine d’étude : le pilotage en cockpit très automatisé54 II.1 Analyse cognitive de l’activité de pilotage d’avions civils : comprendre les spécificités du domaine ; effectuer une mission c’est évoluer dans un environnement dynamique dont le tempo change en fonction des particularités des phases _______________________________ 54

II.1-1 La préparation du vol _________________________________________________________________ 54 II.1-2 Décollage __________________________________________________________________________ 54 II.1-3 La fin du décollage et la montée _________________________________________________________ 55 II.1-4 la croisière __________________________________________________________________________ 55 II.1-5 la descente, l’approche ________________________________________________________________ 55 II.1-6 la remise des gaz ou l’atterrissage _______________________________________________________ 56

II.2 Etre pilote c’est aussi respecter un certain nombre de contraintes ___________________ 57

II.2-2 Les effets positifs de l’automatisation _____________________________________________________ 58 II.2-3 Le pilotage une activité très réglementée __________________________________________________ 58 II.2-4 La répartition des fonctions dans le cockpit ________________________________________________ 60 II.2-3 La formation du pilote de ligne __________________________________________________________ 62

II.3 Le rôle de la simulation dans l’activité quotidienne des pilotes, sa validité pour l’étude _ 63

II.3-1 Simulation, procédures et construction des connaissances : ____________________________________ 63 II.3-2 L'utilisation des exercises en simulation ___________________________________________________ 68 II.3-3 Le "Line Oriented Flight Training" ou vol complet __________________________________________ 68 II.3-4 L'utilisation du simulateur comme outil de recherche _________________________________________ 69 II.3-5 La validité des recherches effectuées sur simulateur : ________________________________________ 69

II.4 Les problèmes dans les interactions entre pilotes et automatismes ___________________ 73

II.3-1 Le paradoxe des automatismes __________________________________________________________ 74 II.3-2 La charge de travail ___________________________________________________________________ 74 II.3-3 La notion de complexité des systèmes ____________________________________________________ 75 II.3-4 La gestion de la situation par les pilotes ___________________________________________________ 76 II.3-5 Les confusions de mode _______________________________________________________________ 77 II.3-6 Les mauvaises représentations de la situation _______________________________________________ 78 II.3-7 La reprise en manuel __________________________________________________________________ 79 II.3-8 Le jugement du pilote quant à l'opérationalité de l'automatisme _________________________________ 80 II.3-9 La coordination de l'équipage et la communication non verbale ________________________________ 80 II.3-10 Les erreurs spécifiques _______________________________________________________________ 81 II.3-11 Le problème de la confiance ___________________________________________________________ 82 II.3-12 Le moral des pilotes et l'effet de la culture ________________________________________________ 83

PARTIE 2 : ETUDES EMPIRIQUES_________________________________________84 Introduction______________________________________________________________85 Chapitre III etude des processus de compréhension et d’action lors de

dysfonctionnements de systèmes automatisés ___________________________________ 88

III.1 Présentation de la situation expérimentale ... 88

III.1-1 Le type de situation-problème : ... 89

III.1-2 Les hypothèses et les variables manipulées ... 90

III.1-3 Les types de pannes ... 91

III.1-4 Les scénarii : la charge de travail comme déterminant de la gestion des ressources ... 95

III.2 Dispositif et recueil d'observables ... 97

III.3 Les sujets ... 98

III.4 Généralisation des résultats et validité écologique ... 99

chapître IV : Méthodologie d'analyse des données _____________________________ 101 IV.1 Présentation générale des méthodes : ... 101

IV.1-1 Les données de performance de l’équipage ... 101

IV.1-1-A Les données temporelles ... 101

IV.1-1-B Les propriétés de coopération ... 101

IV.1-2 Les schémas de stratégie ... 102

IV.1-3 Les données d’analyse de l’activité à partir de la dynamique des communications ... 102

IV.2- Données de la performance de l’équipage ... 102

IV.2-1 Les données temporelles ... 102

IV.2-2 Les schémas de stratégies ... 105

IV.2-3 La coopération ... 106

IV.3 - Analyse de la communication opérative ... 109

IV.3-1 La méthode de réduction des protocoles ou le découpage en unités d'interaction ... 109

IV.3-2 Description de la méthode d’analyse ... 112

IV.3-2 B La délimitation des unités sémantiques : la granularité la plus fine de l'analyse ... 113

IV.3-2 C Unités sémantiques "méta" ... 114

IV.3-2 D Description de la notion d’unité d’interaction : « remonter vers le sens de l’activité » ... 117

IV.3 -3 La catégorisation des unités ... 119

IV. 3-3-A- liés à la compréhension (diagnostic…) ... 119

IV.3-3-B- Liés à l’action ... 123

IV.3-4 Les protocoles réduits ... 127

IV.3-5 La représentation des éléments du codage des protocoles réduits en profil d’activité_______________131 IV.3-6 Les catégorie liée à l’action et à la compréhension dans les tableaux de codage___________________132 Chapitre V - Résultats _____________________________________________________ 134 V.1- Les données temporelles ... 134

V.1-1 Les temps de détection explicite ... 134

V.2-2 Les temps de clôture intellectuelle ... 135

V.2-La coopération ... 137

V.2-1 La détection... 138

V.2-2 Les modes de coopération ... 139

V.3- Schémas des stratégies pour deux dysfonctionnements significatifs : « panne d’Autothrust » & « réversion de mode (heading/track) » ... 141

V.4- Les profils d’activité ... 144

V.4-1 La part du traitement de la panne dans l’ensemble de l’activité ... 145

V.4-2 Comparaison de deux pannes significatives (scénario 1) ... 147

V.4-3 La panne de réversion de mode : comparaison de deux scénarios ... 153

V.4-4 La répartition des catégories liées à la compréhension et à l’action ... 160

V. 4-4-1 Les catégories « compréhension » / « action » dans le traitement de la panne de réversion de mode pour chacun des deux scénarios ... 166

V.4-4-2 Les résultats de la panne d’A/THR ... 172

V.5 Retour sur l’interprétation de la consigne d’action ... 178

V.5-1 Raisons et méthodologie de l’étude ... 178

V.5-2 Les résultats : ... 180

V.6 Conclusion de l’étude du traitement des dysfonctionnements d’automatismes________184 Chapitre VI : en formation, quelques interventions des instructeurs, outillent la compréhension de l’action au travers des systèmes automatisés __________________ 188 VI.1- Introduction ... 188

VI.2- Présentation de l’étude... 189

VI.2-1 La situation ... 190

VI.2-2 Les sujets ... 190

VI.2-3 La méthode de recueil des données ... 190

VI.2-4 Les principaux résultats des premières analyses ... 191

VI.2-5 Notre point de vue spécifique ... 191

VI.2-6 Trois variables indépendantes invoquées ... 192

VI.3- Méthodologie d’analyse des interventions de l’instructeur ... 192

VI.3-1 La nature des interventions et les principaux thèmes des interventions concernant les automatismes ... 194

VI.3-1-A Les différentes interventions à visée “ opérative ” concernant les systèmes automatisés ... 194

VI.3-1-B Les interventions à visée “ épistémique ” concernant les systèmes automatisés ... 196

VI.3-1-C Les interventions à visée d’amélioration de la coopération et concernant les systèmes automatisés ... 198

VI.3-2 La nature des interventions et les principaux thèmes des interventions concernant les autres systèmes .. 199

VI.3-2-A Les interventions à visée “ opérative ” ne concernant pas les automatismes ... 199

VI.3-2-B Les interventions à visée “ épistémique ” ... 201

VI.4- Résultats ... 203

VI.4-1 D'un point de vue quantitatif ... 203

VI.4-1-A La « valence » positive/négative des interventions de l'instructeur ... 205

VI.4-1-B Comparaison des interventions concernant les systèmes automatisés/les autres systèmes .... 206

VI.4-1-C Variabilité inter équipage ... 209

VI.4-2 Analyse détaillée du contenu des interventions ... 210

VI.4-2-1 Les interventions concernant les automatismes ... 210

VI.4-2-2 Les interventions ne concernant pas les systèmes automatisés ... 211

VI.5- Discussion des résultats ... 212

DISCUSSION GENERALE ________________________________________________ 215 1.LA COMPRÉHENSION DANS LE TRAITEMENT DE DYSFONCTIONNEMENTS D’AUTOMATISMES ... 215

1.1 Un processus toujours présent… ...215

1.2 …dont la profondeur dépend des ressources cognitives ...216

1.3 …qui est intrinsèquement lié à un processus d’interprétation de la consigne ...219

1.4 et qui est inégalement « outillé » par les interventions en formation sur simulateur ...221

2. LES APPORTS ET LIMITES DE LA RECHERCHE ... 222

2.1 Le traitement de dysfonctionnements d’automatismes en situation très contrainte : un cas extrême, démonstratif à contrario ...222

2.2 Légitimité de traitement de la communication opérative comme explicitation de processus cognitifs ...223

2.3 La variabilité inter-équipages : une limite méthodologique et un constat qui renforce le poids des invariants observés ...225

2.4 Discussion sur des propositions pour la formation et la conception ...225

PARTIE 1

C

HAPITRE

I

:

C

OMPREHENSION ET GESTION D

’

ENVIRONNEMENT DYNAMIQUE A RISQUE

I.1-COMPREHENSION EN ENVIRONNEMENT STATIQUE

La notion de compréhension est abordée de façon particulière en psychologie cognitive. Nous entendons par là le fait qu’elle semble être très liée au développement historique des recherches du champ. En effet, la notion de compréhension est très liée aux recherches sur les textes et les récits marquant les recherches postérieures confrontant les sujets à des problèmes. Cela est dû au fait que ce type de recherche se soit tout d’abord développé à l’intérieur des laboratoires, où l’on utilise beaucoup les consignes écrites pour exposer le problème donné. C’est donc de façon logique, qu’historiquement la psychologie a choisi d’aborder la compréhension de problèmes, par la compréhension de l’énoncé de ces problèmes.

Nous le verrons, le développement de la notion de compréhension est très interactif et de ce fait, nous parlerons très souvent de compréhension en rapport à d’autres processus cognitifs. En effet, comme nous le développerons ci-après, il semble qu’il y ait une sorte de relation d’emboîtement entre un point de vue sur les traitements (cognitifs) et un point de vue sur les résultats. Par ailleurs, nous avons choisi d’exposer les recherches confrontant les sujets à des problèmes faisant appel à leurs connaissances quotidiennes. Nous avons choisi de traiter tout d’abord ce type de situations typiques et de n’aborder qu’ensuite les situations impliquant des connaissances spécialisées voire expertes. Issues du developpement des recherches dans le domaine du travail, des notions comme celle de la conscience de la situation seront ainsi développées.

Nous proposons de distinguer ainsi, les concepts :(i) la compréhension (qui est un résultat absolu), (ii) le diagnostic (qui correspond -dans son sens classique de la littérature à un résultat de compréhension optimale pour un domaine d’action précis et statique), (iii) la conscience de la situation (situation awareness) qui correspond à un résultat de compréhension minimale (continue mais suffisante pour la réalisation d’objectifs d’actions). Et de distinguer les outils cognitifs : (iv) la construction de la représentation qui est un outil pour atteindre le résultat, et (v) la gestion de la représentation, qui est un autre outil cognitif pour s’adapter au temps, à l’altération ou à la péremption de la représentation construite initialement.

Ces distinctions semblent d’ailleurs être un choix en réponse à une approche de la psychologie expérimentale comparative, trop longtemps modulaire concernant l’étude des processus cognitifs (dans le sens d’étude de modules exclusifs). Ce n’est que par la suite, au travers de l’approche de

la modularité de l’esprit de Fodor (1983), que Richard (1990) va soutenir qu’il faut penser le fonctionnement cognitif au-delà d’une architecture fonctionnelle. La justification en est, que l’architecture des modèles doit permettre de réaliser une fonction complexe, sinon elle ne serait pas adaptée à l’étude des activités des sujets qui intéresse la psychologie cognitive.

En effet, Richard (1990) soutient que les activités des sujets sont finalisées et de ce fait sont orientées par des buts. Ce sont les buts qui vont permettre une évaluation des actions du sujet pouvant le mener vers une réorientation de son activité. Cette notion de but, tout comme d’autres (évaluation, contrôle) reste étrangère à la notion précédente d’architecture fonctionnelle et de ce fait la situation étudiée ne rend pas compte de la complexité de la réalité des processus du sujet. C’est pourquoi, Richard (1990) souligne que le fonctionnement cognitif est constitué du jeu combiné de différents processus et de leurs interactions. Ce développement interactif du champ peut également permettre d’expliquer la dispersion de la notion de compréhension en rapport avec les autres activités mentales finalisées tel que le raisonnement. Nous soulignons cette idée dans notre première partie sur la psychologie cognitive en environnement statique et soutenons le point de vue de Richard.

I.1-1 La compréhension comme processus

La compréhension en psychologie cognitive est abordée dans un premier temps au travers des recherches sur la compréhension de texte et de récit. Elle est définie comme un ensemble d’activités cognitives s’appliquant à une phrase, a un discours ou à un texte en construisent la signification. Elle est définie également comme l’intégration correcte d’une connaissance nouvelle aux connaissances préexistantes d’un individu.

Dans la littérature, l’acte de compréhension d’un message est tout d’abord qualifié au travers de la définition de la signification issue des travaux de Saussure (1916/1967). Ce dernier définit en substance la signification en tant que relation entre le signifiant et le signifié des signes linguistiques. Par ailleurs, la compréhension du sens d’un énoncé est définie comme l’équivalent d’une mise en relation des informations de types différents afin de constituer progressivement une représentation mentale structurée qui devrait ressembler à celle du producteur de l’énoncé. Nous tenons à souligner que déjà la compréhension est définie comme étant une activité produisant des représentations de la situation.

C’est en ouvrant la recherche sur la compréhension vers des situations qui n’abordent pas ces recherches par l’intermédiaire du langage écrit, que Richard (1990) définit plus largement que « comprendre, c’est construire des interprétations ». Pour ce dernier, le fonctionnement cognitif est une description des activités mettant en œuvre les fonctions cognitives. La compréhension en fait partie, dans le sens, où elle va permettre de produire des représentations de la situation de la

tâche constituant la base sur laquelle pourront s’opérer d’autres traitements. Ces autres traitements sont la construction de connaissances, l’élaboration d’hypothèses d’action et la prise de décision. La représentation sera donc modifiée par l’activité de compréhension.

Par ailleurs, nous avons vu que l’activité cognitive est finalisée par la tâche, notion introduite par la psychologie du travail (Ombredane et Faverge, 1955). La construction des interprétations, c’est-à-dire l’activité de compréhension est donc finalisée par la tâche qui permet de la définir de façon duale : épistémique versus pragmatique. Cette distinction nous amène à définir deux activités : comprendre pour apprendre et comprendre pour agir.

- Comprendre en vue d’apprendre va consister à tisser un réseau de relations entre des connaissances en vue de les restituer ou de modifier l’existant.

- Comprendre en vue d’agir, consistera à construire un programme d’action en vue d’obtenir un résultat.

De ce fait, le produit issu de l’interprétation devient un ensemble constitué des interprétations de la tâche et de la situation, et d’une assignation aux différents éléments de significations compatibles (combinaison de leur sémantique propre et d’une interprétation à l’ensemble). Les objets sur lesquels porte l’activité de compréhension sont les éléments de la situation comportant son état actuel et l’état vers lequel elle doit tendre (le but à atteindre).

Les moyens pour y parvenir sont les structures de connaissances (cadre interprétatif), les inférences concernant l’existence d’objets (attribution de propriétés aux objets, existence de relations entre elles et réalisations des actions), les activités d’évaluation (adéquation des actions mises en œuvre et exigences de la tâche).

Il existe donc plusieurs processus de compréhension et le terme générique doit être spécifié par le type de processus grâce auquel la compréhension se réalise, comme, le raisonnement par exemple.

I.1-2 Le produit de la compréhension : la représentation

Nous avons vu que les activités de compréhension intègrent la construction de la représentation mentale et les mécanismes d’interprétations associés à cette représentation (Richard, 1990).

Les représentations sont alors issues du traitement interprétatif d’une situation perçue et produite en fonction d’un objectif final. L’attribution d’une signification s’effectue grâce aux connaissances disponibles en mémoire. Ces représentations sont liées à un contexte particulier (la situation perçue) construites dans un but défini (en fonction de la tâche), ce qui en fait des

"structures cognitives transitoires". Il suffit que de nouvelles informations soient prises en compte pour que la représentation soit remise en cause et transformée.

La construction de la représentation peut s’effectuer selon quatre processus (Richard, 1990) : 1. La particularisation d’un schéma de connaissances : elle consiste à faire la mise à jour des

parties de connaissances non permanentes ou optionnelles contenues dans la structure du schéma. Rappelons qu’un schéma est une organisation matérialisable sous forme de diagramme contenant des « blocs de connaissances encapsulés »; connaissances qui sont soit constantes, soit optionnelles. C’est en particularisant la partie optionnelle, grâce aux variables spécifiques à la situation, que l’on va pouvoir attribuer une signification à la situation, grâce aux informations des connaissances constantes. Cette attribution de signification peut être qualifiée d’acte de compréhension puisque c’est déjà un début d’interprétation.

2. La construction d’une "structure conceptuelle", correspond à une génération d’inférences et de relations qui les accompagnent, organisées sous forme de réseau. Rappelons que les inférences sont des productions d’informations nouvelles à partir d’informations préexistantes (les connaissances), et d’informations issues de la situation. Ces réseaux d’inférences s’organisent différemment dans la compréhension (ils vont du général au particulier) et dans la résolution de problèmes (du particulier au général). Étant construits à partir des informations de la situation, ils correspondent également à un traitement d’attribution de signification. Richard définit l’activité de raisonnement comme étant la construction d’inférences. On peut donc en déduire que le raisonnement fait partie de la construction des interprétations durant la compréhension.

3. La construction d'un "modèle particularisé" (Johnson-Laird) correspond au traitement précédent en plus complet, car il intègre une version imagée de la situation (éléments spatiaux).

4. La construction d'une représentation par analogie, consiste à récupérer une représentation déjà construite pour une situation jugée analogue à la situation à traiter. Le sujet va juger les informations qu’il collecte comme étant similaires à celles qui ont permis la construction de la représentation mémorisée, et donc va par « économie cognitive » utiliser la même structure de représentation. Les schémas de processus de solution préexistants vont alors être considérés comme des connaissances. On appelle ce traitement réutilisant des schèmes conçus pour d’autres situations, un « transfert analogique ». Nous réaborderons ce concept lorsque nous aborderons la résolution de problème.

Un autre regard très heuristique sur la formation de la compréhension provient des études sur la compréhension pendant la lecture. Kintsch et Van-Djik (1978) définissent les notions de micro

et macrostructures. La microstructure permet d’isoler des éléments du texte, à la fois syntaxiques et grammaticaux, qui caractérisent des propositions spécifiques. La macrostructure filtre et donne du sens à ces éléments ; elle n’est pas sans rappeler la notion de schéma.

La macrostructure est construite selon des règles spécifiques : règle de suppression, règle de généralisation, règle de construction. Ces notions de micro et macrostructures ont permis l'élaboration de nouveaux modèles sur l'activité que nous aborderons plus loin.

En résumé, La construction de la représentation de la situation est une notion centrale de l’activité de compréhension qui permet l’élaboration de la signification. La représentation est liée aux éléments qui la constituent (Connaissances, éléments perçus de la situation, but). Quatre traitements principaux ont été isolés pour sa construction par Richard (1990). Cette construction passe par l’analyse, à différents niveaux d’abstraction du contenu de l’information disponible. L’un des quatre traitements exposés ci-dessous, correspond à une génération d’inférences ce qui nous ramène directement à l’activité de raisonnement et à ses relations avec l’activité de compréhension.

I.1-3 Le raisonnement pour comprendre et le raisonnement pour l’action,

rapport entre diagnostic et résolution de problème

Nous choisissons ici de ne situer la compréhension que par rapport aux raisonnements en situations, par opposition aux raisonnements déductifs ou inductifs étudiés à partir de situations créées en laboratoire.

Par ailleurs, Richard énonce plusieurs types d’inférences en fonction de leur finalité : les inférences pour comprendre, pour communiquer, pour acquérir de nouvelles connaissances et pour l’élaboration de décisions d’action. On opposera par simplicité les inférences pour comprendre (à visée épistèmique) à celles, pour agir (à visée pragmatique) c’est à dire la résolution de problème. La résolution de problème est, en effet, une sous partie emboîtée dans le raisonnement. Nous venons de parler d’acquisition de connaissances, il est à préciser qu’elle se produit ici soit par l’enseignement ou la lecture de textes, soit par une expérience de découverte dans la résolution de problème. L’élaboration de décisions d’action, elle, concerne notamment la planification de tâches complexes naturelles telles que celles qui sont rencontrées quotidiennement dans l’activité professionnelle. Nous nous intéresserons à ces deux processus durant nos travaux.

En effet, le raisonnement à visée pragmatique a pour objectif l’élaboration de décisions d’action, ce qui consiste à définir les objectifs, à imaginer des plans d’action en vue de les réaliser et à programmer la suite des actions nécessaires à cette réalisation. Tandis que le raisonnement à

visée épistémique a pour objectif de comprendre, d’apprendre, d’argumenter, d’établir la filiation d’événements. C’est par exemple le cas des raisonnements qui interviennent dans le diagnostic, la recherche de causes, l’identification de responsabilités. Ces raisonnements consistent à engendrer des hypothèses et à tester la cohérence d’interprétations, à déterminer les implications d’énoncés et à faire des généralisations. Notons qu’ici la compréhension est vue comme un objectif du raisonnement et non plus comme une activité mentale telle que le raisonnement. Il y a en quelque sorte un emboîtement de ces notions à des niveaux différents.

I.3-1-A Compréhension et raisonnement pour l’action : la résolution de problème

La résolution de problème : test de la représentation occurrente par rapport à un objectif

La résolution de problème est caractéristique de la vision duale entre traitements (cognitifs) et résultats abordés dans l’introduction de ce chapitre : la construction de la compréhension vue au début de ce chapitre, référait aux traitements cognitifs, la résolution de problème s'intéresse au résultat de ces traitements cognitifs.

La psychologie expérimentale énonce la notion de problème comme une tâche prédéfinie pour laquelle le sujet ne possède pas de procédure de réalisation. L’existence du problème tient au fait que le sujet ait la capacité de comprendre le problème, c’est-à-dire, de se représenter le but à atteindre (différent de l'état initial de la situation).

La procédure à construire dépend : de la représentation de l’état initial du problème, du but à atteindre, des actions licites, des contraintes d’application. Newell et Simon(1972) distinguent ainsi « l’espace du problème » et « l’espace de recherche » : le premier correspond, à l’interprétation que le sujet se fait du problème et le second à l’interprétation canonique (experte du problème). La construction de cet « espace problème » et des règles définies par le sujet vont permettre cette résolution. L’interprétation du problème par un expert permet de définir un « espace de recherche »; c’est un espace abstrait d'états possibles entre l'état initial et l'état final, à l’intérieur duquel s’inscrivent des tentatives de solutions du sujet.

La recherche de la solution va donc correspondre à un déplacement dans cet « espace de recherche ». Les auteurs matérialisent cet espace sous la forme d'un graphe composé de nœuds (états) interconnectés entre eux par des arcs (actions licites) marquant le chemin des transformations de l'état initial vers l’état final. Parfois, l'espace problème ne contient pas l’état solution et le problème est insoluble dans cet espace. Pour modifier un espace problème, il faut remettre en cause certains aspects de l’interprétation comme les actions licites ou les contraintes. Cette ré-interprétation modifie ainsi la représentation du sujet sur le problème. La représentation ainsi obtenue, parce qu’elle évolue, est appelée représentation occurrente. Lorsque dans cette

représentation, les règles déterminées par le sujet ne sont pas conscientes, on les appellera des « heuristiques ». Les heuristiques sont des règles générales, parfois inadaptées quand elles ne permettent pas de résoudre le problème. Pour y parvenir, il convient alors de les abandonner. On en recense un certain nombre dont les principales sont « l’heuristique des fins et des moyens » et « l’heuristique d’essais et tests ».

 "L'heuristique des fins et des moyens" consiste à tout d’abord définir la liste des différences entre l’état initial et l’état final du problème. L’étape suivante est de chercher à faire apparaître des buts intermédiaires, en vérifiant si le moyen d’y parvenir requiert ou non des conditions particulières d’application. Cette heuristique est dirigée par les états.  "L'heuristique des essais et tests" correspond à la méthode des essais et erreurs : ce qui

revient à vérifier si une action est licite et en contrôler les effets. Cette heuristique est dirigée par l’action. La performance de cette heuristique tient au fait de ne pas reproduire les actions effectuées si elles ont été inefficaces.

La définition de l'espace problème fait intervenir la représentation du sujet par l'intermédiaire de l'état initial et l'état final des contraintes et des actions possibles en situation de travail. Ces représentations sont dépendantes des finalités de l'action.

Richard (1990) explique la possibilité de « réactualisation » de la représentation, notamment par le rôle que va jouer le contrôle. Le contrôle permet la planification de l’activité en amont de celle-ci (régulation proactive), et l'évaluation des résultats obtenus en aval (régulation rétroactive). Lorsque l’écart au but est trop important, il peut occasionner une nouvelle orientation de l’activité par réorganisation de la représentation de la situation (prise en compte d’autres éléments), ou par la mise en place de nouveaux objectifs. Cet aspect évaluatif (sorte de diagnostic) est crucial, car il permet en cas de détection d’une impasse de déclencher une correction de la procédure et donc de remettre la représentation en cause.

En résumé, un problème peut se définir, comme la non-possession d’une procédure de réalisation pour une tâche définie, dont le but est compréhensible par le sujet. Pour résoudre ce problème, le sujet construit son « espace problème » grâce : à sa représentation initiale de la situation, ses buts, les actions licites et les contraintes, les règles conscientes et les heuristiques (« fin et moyens », « essais et tests »). Cependant, « l’espace problème » peut ne pas contenir un chemin qui mène à la solution. Nous allons voir plus précisément ce qui se passe dans ce type de cas. Cette position est recevable en environnement « statique » où le sujet fait évoluer la situation. Comme nous le verrons plus loin les données du problème sont moins faciles à délimiter lorsque la situation évolue en dehors des actions du sujet, en environnement « dynamique ». Mais cependant nous pensons que la définition du problème de Richard reste recevable dans les deux cas même si le sujet confronté à une situation « en devenir » ne peut construire son espace

problème qu’au fur et à mesure de l’évolution de la situation et non pas par avance comme dans les situations statiques de résolution de problème.

Les catégories de problèmes

On oppose classiquement les problèmes connus et les problèmes non connus. Dans les problèmes connus, le sujet va devoir adapter une procédure qu’il possède en mémoire. Dans les problèmes inconnus, il va devoir le plus souvent élaborer une procédure. Cette catégorisation est issue de l’approche « gestaltiste » de la résolution de problème qui différencie, d'une part, les problèmes résolus par le biais de « la pensée reproductrice », et d'autre part, ceux qui sont résolus par la « pensée créatrice ». La première, fait appel à l’expérience des sujets, dans le sens où elle consiste à mettre en œuvre des solutions connues. La seconde, « l’insight », va consister en une restructuration des éléments composant la situation. C’est, dès l’apprentissage, que se différencient ces deux pensées. Cette différenciation est importante pour notre propos car nous en verrons la conséquence en situation naturelle dans nos études empiriques.

En effet, nous émettons l’hypothèse que d’un point de vue théorique, il serait préférable de privilégier l’apprentissage par la compréhension des principes. En effet, cet apprentissage favorise « l’insight », donc la réflexion, aux dépens d’un apprentissage par mémorisation, qui peut faire obstacle à la résolution d'un nouveau problème. Si, pour la résolution de plusieurs problèmes jugés similaires, l’apprentissage est basé sur l’utilisation de stratégies mémorisées, nous pensons que l’on privilégiera les effets de transferts analogiques qui n’amènent pas forcément à la solution. Nous pensons, en adéquation avec le concept de pensée reproductrice, que ce type d’apprentissage a plutôt tendance à bloquer la réflexion personnelle. De notre point de vue, ce blocage fonctionne comme une forme de « mécanisation de la pensée » qui peut restreindre les capacités cognitives, notamment par l’intermédiaire du phénomène de « fixité fonctionnelle ». Ce phénomène correspond à la difficulté d'utiliser un objet dans une fonction qui n’est pas sa fonction habituelle (on reste prisonnier d’une procédure par « habitude »). Boder (1992) soutient un concept voisin du transfert analogique : le « schème familier » (construit à partir de situations familières). Selon lui, celui-ci peut faire obstacle plus ou moins durablement à la résolution de problème. Les recherches sur la mise en évidence des « schèmes familiers » ou des schèmes « procéduraux » se sont développées et ont conduit à mettre l’accent sur le caractère fonctionnel des schèmes et sur leur structuration en mémoire. C’est notamment au travers des recherches menées sur la résolution de problèmes d’arithmétique chez les enfants que l’on a pu montrer que leurs traitements ne relèvent pas d’une analyse logique de l’énoncé mais de procédures qui sont spécifiques à des catégories de problèmes.

En effet, cette idée a été généralisée aux travers de recherches sur des experts d’un domaine. Ainsi, nos connaissances seraient contextualisées, c’est à dire organisées et mémorisées de façon fonctionnelle et donc attachées aux types de problèmes qu’elles permettent de résoudre. Les sujets passent ainsi d’une organisation rationnelle (manuels, cours) des connaissances, à une organisation fonctionnelle (liées au domaine d’utilisation). C’est ainsi que l’on peut connaître toute l’information contenue dans un manuel informatique par exemple (la réciter) et être incapable de réaliser le moindre programme. Confronté à un problème particulier on cherchera, dans cette documentation, ce qui permet de résoudre le problème. Si l’on réussit à résoudre le problème, la partie des connaissances utilisées deviendra fonctionnelle, c’est à dire liée à une classe de problème qu’elle a permis de résoudre. Cet exemple nous permet d’illustrer un point important : le contenu des connaissances est le même dans le document et dans la mémoire du sujet, mais il est structuré de façon très différente, ce qui rend ses voies d’accès également différentes. Dans le premier cas, nous avons une organisation conceptuelle dont les voies d’accès se font par exploration d’arborescences, dans le second, l’organisation est liée à l’expérience. Nous pensons que concernant la structure en mémoire du sujet, ses connaissances sont organisées en fonction du contexte dans lequel elles sont activables, c’est à dire le type de problème qu’elles permettent de résoudre. Boder précise : « un schème familier est un schème au sens piagétien, qui a la particularité d’être facilement accessible, c’est à dire reconnu comme un outil privilégié dans un certain nombre de situations. (...) Nous pensons que c’est autour de ces schèmes familiers que s’organise dynamiquement, pour le sujet, la représentation du problème et du but».

Ce qui est intéressant dans les notions de schème familier et de transfert analogique, c’est le fait que la mise en œuvre de la procédure est immédiate et ne passe pas par une analyse de la situation : elle résulte vraisemblablement d’un processus d’activation qui organise la représentation de la situation et du but. L’aspect réducteur du transfert analogique est qu’il impose une procédure et donc une représentation du problème qui empêcherait qu’une autre analyse du problème ne l’éclaire tel que dans l’expérience de résolution de problème sur l’apprentissage de la procédure de division de Piérault le Bonniec et Rapp du Cher (1982), auprès d’enfants. On peut, à partir de leurs résultats penser que ce processus qui constitue un obstacle à la réflexion n’est pas à encourager, ou au contraire, voir son aspect positif. On peut ainsi considérer le transfert analogique comme la condition de l’automatisation des processus de solution dans une perspective exclusive d’amélioration de la performance que soutient Richard (1994). Selon lui la difficulté à changer de point de vue viendrait du fait que le sujet ne raisonne pas sur le résultat global de deux transformations, sans tenir compte du résultat individuel de chacune. Afin d’affiner notre jugement, regardons comment fonctionne l’analogie.

L’analogie est un transfert de la structure de relations des objets d’un domaine à ceux d’un autre domaine. Comprendre par analogie, c’est interpréter une situation ou un système par référence à une situation ou un système connus. Ce processus s’effectue en trois temps : (1) l’évocation de la situation de référence (situation source), (2) la mise en correspondance des deux domaines du point de vue de la relation et des éléments qui entrent en jeu dans la relation, (3) l’évaluation de l’acceptabilité du transfert. Ce processus implique que le sujet accepte de sélectionner certaines propriétés des objets et d’en négliger d’autres. Selon Carroll et Mack (1985), l’analogie joue un rôle dans l’apprentissage par exploration, en particulier lors d’acquisition de connaissances sur l’utilisation et le fonctionnement de dispositifs informatiques. L’analogie liée à l’apprentissage par l’action permettrait selon eux de faire des hypothèses et de concevoir des essais pour les tester. L’information ainsi recueillie permettrait par comparaison des différences entre la situation source et la situation en résolution de corriger le modèle.

De plus, lorsque le problème est nouveau, la résolution s’effectue soit de façon soudaine (insight) soit par paliers successifs de reformulation du problème (Dunker, 1945). Par ailleurs, Weisberg et Alba (1981) poursuivant des préoccupations gestaltistes, ont soutenu ces idées de fixation ou d’impasse. Ils se sont vus opposer par Dominowski (1981) et Ellen (1982) des arguments selon lesquels ce serait des interprétations inadéquates et non pas des habitudes ou des procédures qui feraient obstacle à la découverte de la solution.

En effet, dans certains cas, les interprétations conçues par le sujet vont être inadaptées pour découvrir la solution du problème. En fait, l’orientation de la pensée, va jouer un rôle dans la sélection des éléments cognitifs pertinents pour la « création » de l'individu (en fonction de son expérience et de l’objectif du problème). Cette orientation permettrait les changements de signification parfois nécessaires à la découverte de la solution. Elle serait donc à la base de la remise à jour de la représentation de la situation alors nommée "représentation occurrente".

En résumé, nous pensons que la pensée reproductrice issue d’un apprentissage par mémorisation peut faire obstacle à la résolution de problèmes nouveaux. En effet, il y a possibilité de mécanisation de la pensée amenant à des fixités fonctionnelles et à des transferts analogiques inadéquats. La pensée créatrice, issue d’un apprentissage par compréhension amène à des créations de procédures, à la réflexion et à l’insight (restructuration des éléments de la situation). De ce fait, elle peut donc permettre de corriger un espace-problème issu d’une représentation inadaptée à la situation et ne permettant pas l’atteinte de la solution. La pensée créatrice semble de ce fait être plus adapté à la réalisation de nouveaux problèmes.

Cependant, une des critiques de Richard sur les modèles de résolution de problème met en évidence un manque sur l’explication des mécanismes d’activation des procédures connues permettant de mettre en évidence les interactions entre l’activation des procédures et l’attribution

des significations. Il rappelle que Kintsch (1988) présentait un modèle d’activation des significations dans la compréhension de textes. Il souligne que Mannes et Kintsch (1991) étendent ce modèle d’activation des procédures dans un article où ils soutiennent l’idée d’une similitude de la planification et de l’activation.

Richard définit deux types principaux de résolution de problème : celles où les sujets n’ont pas de procédure disponible et d’autres situations de choix où il existe plusieurs procédures disponibles pour réaliser le but. Le choix s’effectue selon lui en fonction des contraintes de mise en œuvre de ces procédures, issues des propriétés qui composent cette mise en œuvre (dont fait partie le coût physique ou mental de l’opération) sachant que la hiérarchie de ces contraintes dépend, bien évidemment, du contexte de la situation. Richard (1994) suggère l’idée que le mécanisme de décision qui intervient, est un mécanisme qui va rechercher le meilleur compromis entre ces contraintes, c’est à dire celui qui minimise le coût de la procédure.

I.1-3-B Raisonnement pour comprendre : le diagnostic dans les environnements dynamiques

Personne ne peut dire qu’il n’existe pas d’ambiguïté au terme de diagnostic puisque l’on oscille entre une définition restrictive d’activité de classification à une définition plus large d’élaboration ou d’évocation d’une représentation pertinente à l’action et à la prise de décision.

Nous reprendrons ici la définition de Hoc et Amalberti (1994) : « nous considérerons le diagnostic comme une activité de compréhension d’une situation, pertinent à une décision d’action. » Il est important de préciser par rapport à cette définition que le critère d’arrêt de l’activité de diagnostic est donc la prise de décision que nous aborderons plus en détail dans le prochain chapitre. En conséquence, il est logique que la compréhension sous-jacente au diagnostic selon ces deux auteurs, soit envisagée comme la construction d’une représentation opérationnelle (en réponse aux objectifs d’action).

D’un point de vue classique, nous distinguerons les deux principaux courants ayant abordé cette question :

L’étude des activités de compréhension dans les situations de résolution de problème (Richard, Bonnet et Ghiglione, 1990) et (2) le paradigme de l’induction de structure (Le modèle GRI1 de Simon et Lea, 1974; Le modèle SDDS2 de Klahr et Dunbar, 1988). Le premier évite de considérer le diagnostic comme une activité psychologique spécifique séparée des autres types de processus cognitifs. Ces auteurs soulignent le fait que la notion de diagnostic reste difficile à définir du fait d’une diversité très importante des situations de référence : Médecine, dépannage, compréhension

1 _{Modèle General Rule Inducer (Simon & Lea, 1974)}