Ce problème s’est récemment posé à la formation des grutiers. Le rôle de ces derniers sur les chantiers de construction est devenu central. Par ailleurs, et pour de multiples raisons que nous n’aborderons pas ici, de nombreux accidents ont été récemment recensés [2]. Les grutiers sont maintenant dans l’obligation d’obtenir un Certificat de conduite en sécurité (CACES) préparé au cours d’une formation courte précédant un examen. Ce dernier comporte une épreuve pratique de conduite à laquelle s’ajoute une épreuve théorique écrite portant principalement sur le traitement des courbes et des tableaux de limites de transport de charges. Les grutiers réussissent généralement la partie pratique de l’examen. Mais, lorsqu’ils sont confrontés à des supports écrits représentant les limites de transport de la grue par une fonction poids-portée sous forme de courbes ou de tableaux à double entrée (Fig. 1), ces professionnels expérimentés échouent massivement, du fait de la situation de « (quasi)-illettrisme » d’une grande partie d’entre eux (jusqu’à 30 à 70 % – selon les régions – des 7 000 à 9 000 grutiers en exercice) [3]. Nous entendons ici par « illettrisme » (Gombert & Fayol, 1995 ; Lété & Barré de Miniac, 1997) une difficulté majeure chez un adulte pour décoder et/ou comprendre la signification d’un écrit court et simple (texte ou graphique), pour écrire et, dans certains cas, pour compter. En ce qui concerne la population des grutiers étudiée ici, nous pouvons distinguer les professionnels illettrés proprement dits (c’est-à-dire ayant suivi un cursus scolaire mais ayant perdu, faute d’entraînement ou de pratique, l’automatisation et l’aisance des processus de traitement de l’écrit) et les professionnels analphabètes (n’ayant jamais été scolarisés dans leur pays d’origine). L’ensemble de ces deux populations, présentes depuis longtemps sur les chantiers, dispose d’une compréhension efficace du français oral, d’une capacité de traitement relativement aisée des chiffres et sait compter. Malgré cette situation, les recommandations législatives font de la capacité à comprendre et à utiliser les documents techniques une obligation [4]. De plus, les formations préparant à l’examen du CACES ne peuvent excéder une à (rarement) deux semaines. Ainsi, toute possibilité de choisir une stratégie de réapprentissage tardif de la lecture se trouve exclue. Le présent travail s’inscrit dans les actions d’optimisation des outils d’apprentissage dans lesquelles se sont engagés les centres de formation [5].

À travers le cas des grutiers, cet article propose une méthodologie pour le traitement des problèmes d’aide à la compréhension de documents techniques dans une perspective d’ergonomie cognitive des outils d’apprentissage professionnels. Nous rapporterons ici, tout d’abord, la démarche de conception d’un simulateur de fonctionnement de grue à tour, conçu pour l’apprentissage de la notion de courbe de charge (relation poids-distance). Puis nous exposerons les résultats de deux expérimentations traitant des effets en formation de ce simulateur sur la lecture-compréhension et l’utilisation de tableaux de limites de charge, par un échantillon de 70 opérateurs expérimentés – peu lettrés et illettrés. La principale caractéristique de cette interface est de combiner à l’écran un format de représentation analogique des effets de l’action (fonctionnement de la grue), isomorphe à la représentation fonctionnelle interne de l’équilibre des grues des opérateurs, et une représentation symbolique (d’abord la courbe puis le tableau) de ces mêmes effets. Nous faisons l’hypothèse que l’existence d’un lien explicite entre la représentation symbolique externe (courbe de charge) et la représentation fonctionnelle interne de l’opérateur permettra d’aider les professionnels à traiter les documents et contribuera à l’élaboration de représentations plus précises du fonctionnement du système. La matérialisation physique de ce lien est assurée grâce aux possibilités de représentation multimodale offertes par les technologies de l’information. En ce qui concerne la manipulation de la représentation analogique, nous nous appuyons sur une démarche de « transposition didactique » d’une situation de référence, issue de l’analyse du travail, dans une situation interactive simulée (Rogalski & Samurçay, 1994 ; Samurçay & Rogalski, 1998). Pour ce qui a trait à l’intégration multimédia des informations du document, nous utilisons les recommandations ergonomiques issues des résultats des travaux récents de psycholinguistique concernant le traitement des écrits techniques et des textes procéduraux (Ganier, Gombert, & Fayol, 2000) contenant parfois des informations multimodales (Mayer, 2001).

Dans cette dernière approche, aider à comprendre, c’est-à-dire à construire un modèle mental efficace de la situation décrite (Johnson-Laird, 1983, renvoie précisément au choix du format de présentation des connaissances à acquérir, c’est-à-dire à la nature du format de la représentation externe proposée et aux modalités sensorielles choisies (orale/écrite). Dans le cas des grutiers expérimentés, ce qui est à acquérir concerne plutôt la forme de la représentation que la connaissance représentée. Hormis dans les travaux d’ergonomie consacrés aux interfaces de travail (par exemple, St-Cyr & Burns, 2001 ; Vicente, 1997, 1999 ; Vicente & Rasmussen, 1992), dans la plupart des supports pour l’apprentissage il n’y a pas de relation explicite entre la forme ou la structure des représentations fonctionnelles liées à l’expérience des opérateurs (ou connaissance préalable) et la forme des supports de connaissances nouvelles.

Dans l’exemple étudié ici, les tableaux et courbes de charge constituent des représentations graphiques abstraites d’une fonction poids-distance qui pourraient se révéler éloignées des représentations fonctionnelles de l’équilibre mobilisées au cours des transports de charge chez le grutier expérimenté. Par ailleurs, la majorité de ces professionnels n’ayant pas bénéficié d’apprentissages explicites de type scolaire, leurs connaissances se sont essentiellement construites aux cours des interactions avec le système technique. Concevoir une assistance à la compréhension à travers le calcul de représentations externes pertinentes du fonctionnement du système pourrait consister à articuler explicitement deux modèles mentaux, d’une part la représentation fonctionnelle de la situation de référence (relativement isomorphe, Johnson-Laird (1983) à la réalité des principes de fonctionnement de la grue), d’autre part la représentation symbolique (courbe et tableau). Cette articulation pourrait permettre l’élaboration chez l’opérateur d’une représentation intégrée de deux modèles du fonctionnement du système technique. La connaissance ainsi construite serait plus précise que celle liée à la seule expérience de la conduite de la grue. De telles acquisitions renforceraient bien évidemment la capacité à anticiper les situations limites, l’autonomie de décision et, par conséquent, la gestion de la sécurité individuelle du grutier et celle, collective, du chantier. Enfin, les possibilités de présentation offertes par les technologies de l’information (multimodalité et virtualité) peuvent permettre une intégration de différents formats de représentation de la situation de référence (Mayer, 2001).

Nous nous centrerons ici sur les deux dernières étapes, en évoquant brièvement l’analyse de l’activité (Boucheix & Chanteclair, 2000 ; cf. aussi Bellaguet & Pavy, 1993). L’objectif recherché dans la simulation est de conserver (Rogalski, 1995 ; Burns, 2000) la part (nécessaire et suffisante) des indicateurs fonctionnels de l’activité de l’opérateur, ici la conduite de la grue, comme contexte de l’apprentissage d’une représentation symbolique du fonctionnement du système, c’est-à-dire les tableaux et les courbes de charge de la grue. Nous faisons l’hypothèse que les aides seront d’autant plus efficaces qu’elles permettront à la personne peu lettrée de reconnaître un environnement significatif, c’est-à-dire un contexte « opératif » d’apprentissage. Une telle liaison, établie concrètement entre une représentation fonctionnelle externe de type analogique du fonctionnement du système et une représentation symbolique (tableau de charge correspondant), devrait favoriser le traitement des tableaux. Elle correspond à deux niveaux d’abstraction de la représentation de la « même » réalité auxquels l’opérateur peut avoir accès. Cette perspective constitue un type d’environnement écologique, spécifique pour les apprentissages. Une des caractéristiques clés de ce type d’interface est l’accès à plusieurs représentations, caractérisées par une « hiérarchie d’abstraction » d’un même processus ou d’une même réalité (Burns, Vicente, Christophersen, & Pawlak, 1998 ; Terrier, Cellier, & Carreras, 2001). Un tel accès apparaît crucial dans la gestion et la maîtrise par le grutier des situations limites.

— Nous avons tout d’abord réalisé des observations individuelles filmées dans la cabine de chaque grue à tour, sur des chantiers en situation de travail réel, accompagnées de l’enregistrement des nombreuses verbalisations concomitantes à l’action (en tout, 1 109 actions de transport ont été filmées, particulièrement centrées sur les regards et la manipulation des sticks de conduite, à raison de trois heures environ par grutier).

— Ensuite, dans une « salle » sur chaque chantier, et individuellement, nous avons procédé à l’enregistrement des verbalisations consécutives aux observations filmées pour chaque grutier observé. Nous avons conduit une technique d’autoconfrontation du grutier visionnant sa propre action filmée. Pour cela, nous avons choisi de présenter des séquences similaires d’un grutier à l’autre (transport d’un objet lourd en limite) avec une standardisation des questions adressées au professionnel. Nous avons associé une technique de protocole verbal sur l’action filmée à une technique du pourquoi-comment, techniques appelées TPV et TPC décrites par Bisseret, Sébillotte et Falzon (1999).

— Enfin, afin d’examiner les compétences de chaque grutier observé pour le traitement des documents techniques, nous avons expérimenté quatre formats de présentation des limites de transport des charges. Chaque professionnel était confronté individuellement à une tâche de lecture-compréhension de chacun de ces quatre formats. Deux exercices étaient proposés dans cette tâche : le premier avec deux formats classiques, le deuxième avec deux formats analogiques.

• Exercice 1 – Formats écrits « classiques » : Au cours de ce premier exercice, nous avons présenté à chaque grutier, successivement, un tableau et une courbe classiques de charge sur papier (Fig. 1), et posé plusieurs questions de lecture de limites.

• Exercice 2 – Formats « analogiques » : Au cours de ce deuxième exercice, nous avons proposé à chaque grutier successivement la lecture de deux formats analogiques sur papier des limites de transport. Nous présentons ici le premier des deux supports différents qui ont été construits (Fig. 2). Il s’agit d’une tâche de décision de cas de levage. Chaque grutier devait compléter (à l’aide de réponses oui/non ou de signes + et –) les cellules d’un tableau (pour une grue telle que celle représentée dans les évaluations classiques). Physiquement, l’exercice correspond à une forme de tableau qui s’insère dans la représentation figurative d’une grue. Verticalement, contre la tour de la grue, s’étagent quatre poids (extrêmement lourd : 8 t ; très lourd : 6 t ; lourd : 3 t ; moins lourd : 1,5 t). Horizontalement, le long de la flèche de la grue, se trouvent des indications de distance en mètres. Sur ce support, la courbe de charge est introduite sous la grue, dans le contexte d’une représentation dessinée du système technique. Le format utilisé conserve partiellement le cadre de référence connu et habituel de l’opérateur. Nous faisons l’hypothèse que cette situation peut favoriser la récupération d’indices et d’informations disponibles et pertinentes dans la mémoire de l’opérateur, parce qu’il pourrait exister alors une compatibilité entre cette représentation externe et la représentation interne.

L’activité observée. — Nous avons représenté la structure générale de l’activité réelle en unités d’actions. Chaque unité correspond à un transport avec sa préparation. Dans les situations habituelles, le contrôle de la grue est toujours effectué en parallèle avec le service du chantier. Compte tenu de l’intensité de la cadence du travail au sol, c’est ce service qui mobilise le plus l’attention du grutier.

Sur quelles informations repose la construction de la représentation opérative du transport et des limites ? En relevant systématiquement sur chaque film la distribution de l’orientation des regards des grutiers, pour trois tâches principales (coulage de béton, transport de banches, transport de charges préfabriquées lourdes : dalles, poutres, escaliers) nous avons constaté que le champ de travail présent (charge au bout du crochet et/ou équipiers au sol autour de la charge) est fixé près de la moitié du temps, le champ de travail futur (anticipation) le tiers, la charge elle-même seule moins de 20 % du temps et les cadrans intérieurs seulement 3 %. Par ailleurs, les contraintes de rapidité sont fortes, les demandes des équipiers opérateurs au sol sont nombreuses. Or ces demandes sont rarement explicites, c’est-à-dire effectuées par un geste précis (ces gestes sont normalement codifiés) mais le plus souvent implicites. Dans la plupart des cas il n’y a pas de gestes ou celui-ci est incompréhensible. Sur les 1 109 actions recensées, près de deux tiers sont réalisées par le grutier spontanément sans sollicitation des opérateurs au sol, et seulement un tiers sont précédées d’une sollicitation. Ainsi, la plupart des décisions de transport que le grutier prend reposent sur la base des connaissances dont il dispose concernant la dynamique du chantier et des besoins qu’il perçoit en provenance des équipiers au sol, besoins qu’il évalue par une prise d’information régulière et importante.

Ces résultats sont corroborés par les verbalisations concomitantes aux transports et laissent penser que les représentations fonctionnelles construites en cours d’activité semblent fortement influencées par les indices (et sensations) issus des manifestations de la grue et/ou de l’environnement : klaxon (à partir de 80 %), limitation de la vitesse, coupe-circuits, mouvements de la flèche, vent, position du chariot sur la flèche, et aussi, mais plus rarement par les indicateurs formels (cadrans, flexibilité) réservés aux situations limites.

Les verbalisations consécutives à propos des films. — Des analyses conduites sur les données de la séance d’autoconfrontation individuelle avec les séquences filmées, deux résultats ressortent. D’abord, tous les grutiers de l’échantillon savent immédiatement que le transport d’une charge trop lourde en bout de flèche sur leur grue (3 t, dans le cas présenté) est impossible et/ou qu’en l’absence de bridage automatique de sécurité ce serait l’accident. Ensuite, la plupart des professionnels énoncent une règle d’action évoquant la relation entre la portée et la distance et/ou le rôle du contrepoids : « À mesure que je reculerai, je pourrai lever », « Si tu vois que c’est trop lourd, il faut ramener le chariot en arrière », « Il veut lever la dalle, elle est lourde, mais comme on est près de la tour ça va, sinon ça coupe la troisième vitesse ». Ces énoncés prenant la forme de règles d’action suggèrent que cette dernière semble « encapsulée » dans les indices techniques concrets (klaxon, limitation de la vitesse, position absolue du chariot sur la flèche, mouvements de la flèche).

Les exercices de compréhension des quatre formats de présentation des limites de charges nous ont permis de montrer un effet massif de la nature de la représentation proposée. En effet, alors qu’ils ont échoué aux exercices présentés sous le format de la courbe ou du tableau de charge classique, les grutiers ont réussi à compléter le tableau au format analogique (Fig. 2) inséré sous la grue. Les résultats sont consignés dans le tableau 1.

TABLEAU 1 :
Charges limites (en tonnes) choisies par les six grutiers les plus expérimentés [6] pour 6 distances possibles (15, 20, 25, 30, 35, 40 m) et les niveaux de charge proposés (8, 6, 3, 1,5 et < 1,5 t)
Limits of loads (in tons) chosen by each experienced crane-drive over six distances (15, 20, 25, 30, 35, 40 m) and the weights of loads available (8, 6, 3, 1,5, < 1,5 t)

On observe que les masses considérées comme possibles à lever données par les grutiers (dont deux illettrés) décroissent avec l’augmentation de la portée malgré les différences interindividuelles. Cette tendance témoigne d’une nette sensibilité à la fonction poids-portée (connaissance intuitive, bien que les valeurs ne correspondent pas aux données réelles des abaques), acquise au cours d’un apprentissage très largement implicite (Perruchet & Nicolas, 1998). Les grutiers semblent ainsi posséder non seulement une représentation procédurale du rapport masse/distance mais aussi la capacité à exprimer cette représentation dans le cadre d’un format de présentation de type analogique [7].

La présentation analogique des informations (avec un jeu de couleurs différenciées selon la nature de chaque nouvelle information) au début devrait faciliter l’orientation, la recherche et l’intégration des informations, et finalement favoriser l’accès aux tableaux de charge classiques.

Le principe de la tâche pour le grutier est de chercher les limites de la grue en transportant « physiquement » (avec la souris) des charges le long de la flèche. En cas de dépassement des limites, la grue peut tomber après que le klaxon ainsi que d’autres indicateurs ont été déclenchés. Au cours de la première partie de l’entraînement, l’outil permet une utilisation « facile », nécessitant le moins possible le recours à des informations écrites. Puis, au cours des séquences d’entraînement réalisées, aux exercices de transport de charges destinés à construire le tableau puis la courbe sous la grue, se substituent très progressivement des exercices (entrecoupés d’animations didactiques) de recherche de limites sur des courbes puis sur des tableaux à plusieurs lignes.

Dans le cadre d’une « typologie » des propriétés didactiques des simulateurs telle que celle décrite par Samurçay et Rogalski (1998), le présent outil multimédia correspond à une situation de découplage de la gestion de la fonction poids-portée, centrée sur la notion de moment physique.

La conception de l’interface vise à pallier les difficultés de traitement de l’écrit. Tout d’abord, le format de représentation utilisé au début de l’apprentissage est analogique. Les consignes d’exercice et les messages sont courts (une à deux phrases par consigne), en langage opératif, et délivrés à l’oral (en français) en même temps qu’à l’écrit. Tous les messages et consignes peuvent être réécoutés en cliquant sur une icône représentant le chef de chantier ; ils ont un caractère fortement incitatif à expérimenter les effets de ses actions. Afin de rendre les explications plus claires, des animations graphiques sont fréquemment utilisées. L’environnement de travail visuellement représenté (grue, cadrans, consignes à observer) correspond à un environnement familier pour le professionnel, bien que la grue soit représentée de profil. La tâche elle-même reste écologique puisqu’il s’agit de transporter (virtuellement, bien sûr) des charges (banches, cuves de béton, poutres...) le long d’une grue qui réagit de façon similaire à une vraie grue de chantier (sauf les sensations physiques liées au mouvement de la machine), en présence de cadrans fonctionnant comme ceux de la cabine de la grue. Enfin, sur le plan du rythme de l’intégration des connaissances à acquérir, un récapitulatif propose à la fin de chaque exercice une synthèse des notions vues au cours de l’exercice, sous forme visuelle (animée, le cas échéant) et auditive. La figure 4, ci-dessus, présente l’interface correspondant à l’une de ces synthèses.

Dans le tableau à double entrée sous la grue, les croix (de couleur rouge sur l’écran) représentent les « zones » de dépassement des limites où le grutier a pu observer, lors des transports, la chute de la grue. Les signes V (en vert) marquent les cas de transports inférieurs aux limites. Entre ces deux zones apparaît la courbe de charge qui correspond à la limite des transports effectués au cours de l’exercice précédent.

Ainsi, les mouvements de la grue sont reliés on line à deux autres formes de représentation. La première est matérialisée par les indicateurs des cadrans (distance, poids et moment). La deuxième correspond à la zone de travail sous la grue et aux événements qui s’y produisent.

Le tableau des limites (Fig. 4) dans la zone de travail se transforme progressivement au cours de la formation, par l’intermédiaire d’animations se déroulant au ralenti, jusqu’à évoluer vers une courbe de charge puis un tableau de charge (Fig. 5).

Ainsi, en déplaçant virtuellement les objets du chantier, l’opérateur-stagiaire construit lui-même graduellement une représentation symbolique des limites de transport. C’est sur la base de cette représentation élaborée au cours de l’activité par l’apprenant que la courbe de charge est introduite.

Une troisième zone de l’écran correspond au texte des consignes lues en voix off par l’ordinateur, et qui apparaissent en surbrillance pendant la lecture. À tout moment, en cliquant sur cette zone, il est possible de les réécouter. La zone 4 est une barre de progression dans les exercices sur laquelle il est possible de suivre la réalisation de chaque séquence représentée par un carré. Enfin, quand le stagiaire fait une erreur, un feed-back correctif, sous forme d’un court énoncé verbal, est proposé, suivi d’une relecture automatique de la consigne.

Le logiciel est découpé en 13 séquences, correspondant chacune à un objectif précis (comportant au total 19 exercices, soit 60 items. Dans une première partie, les grutiers construisent la courbe de charge de la grue (flèche de 55 m) puis apprennent à utiliser la courbe et le tableau correspondant. Dans une deuxième partie, ils construisent une deuxième courbe de charge pour un autre modèle de grue (flèche de 50 m) et qui, ajoutée à la première courbe, va se transformer, par une animation graphique au ralenti, en un tableau de charge à plusieurs lignes, correspondant alors pratiquement à un abaque réel. Enfin, la troisième partie est composée d’exercices visant l’entraînement à l’utilisation des tableaux de charges. Les questions de limites de transports qui sont posées sont du même type que celles de l’examen. Bref, entre le simulateur pleine échelle et le micromonde, cet outil réalise un cas d’interface écologique centrée sur le problème de l’équilibre de la grue. Une des caractéristiques clés de ce simulateur réside dans la possibilité d’accès à plusieurs représentations, caractérisées par une « hiérarchie d’abstraction » d’un même processus (Burns, 2000 ; Terrier, Cellier, & Carreras, 2001).

Avec ces critères, nous avons pu distinguer, parmi les 31 professionnels sollicités, 20 professionnels plutôt illettrés, 8 plutôt faiblement lettrés, et 3 lettrés. Les résultats des 3 professionnels lettrés ne seront pas considérés ici.

Groupe expérimental et contrôle. — Les 28 grutiers faiblement lettrés ont été affectés à un groupe expérimental pour 18 d’entre eux ; à un groupe contrôle, pour les 10 autres. Afin que l’ensemble des stagiaires puisse tester le simulateur, les grutiers du groupe contrôle ont utilisé le simulateur après avoir effectué successivement les épreuves du pré-test et celles du post-test.

Au cours de la semaine de formation précédant l’examen, une part importante du programme est allouée aux tableaux de charge. Comme l’a montré une étude descriptive de la formation (Quatrepoint, 1998), la pédagogie utilisée est de type cours et exercices en salle suivis d’une épreuve pratique de conduite dans la grue à l’extérieur. Compte tenu du temps disponible entre les apprentissages théoriques et les compléments pratiques, la plus grande partie des 18 stagiaires du groupe expérimental a réalisé l’ensemble des épreuves (pré-test, simulateur d’apprentissage, post-test) tout au début de la formation, dès leur arrivée, et avant d’avoir abordé toute notion de courbe de charge ; une autre partie, plus tard dans la formation, après avoir commencé à traiter cette notion. Les 10 professionnels du groupe contrôle ont effectué les épreuves de pré-test et post-test au début de la formation, avant d’avoir abordé la notion de courbe de charge. Le tableau 2 récapitule la répartition des différents groupes (expérimental et contrôle), selon les deux niveaux de lecture distingués (illettrés et peu lettrés) et suivant le moment de passation des épreuves.

TABLEAU 2 :
Répartition des stagiaires des groupes expérimentaux et contrôle en fonction de deux niveaux d’efficience à l’écrit (illettrés et peu lettrés) et suivant le moment de réalisation des épreuves
Experimental and control group distribution of trainees according to two levels of literacy and according to the test period during the training

La consigne fournie concernant le travail avec le simulateur d’apprentissage a consisté à présenter l’outil (but et utilisation). L’interaction devait s’effectuer avec le simulateur avec le minimum possible d’aide. Les interventions devaient se limiter à des indications instrumentales comme : reformuler une consigne ou rappeler une manipulation, et à l’utilisation des feed-back verbaux fournis par l’outil.

Ce résultat était attendu car cet outil avait pour but de remédier à certaines difficultés de lecture-compréhension. Toutefois, nous avons trouvé une corrélation relativement élevée (r = 0,64, ddl = 17 ; p < .01) entre la performance sur le simulateur et la performance en post-test. Cette liaison pourrait signifier qu’un entraînement plus long et plus approfondi avec le simulateur serait susceptible de conduire à une amélioration complémentaire du traitement des courbes.

Enfin, il nous a paru intéressant d’analyser les modes de gestion des items les plus difficiles présentés par l’interface, notamment ceux concernant le passage du travail en contexte analogique au travail dans le contexte symbolique de la courbe, puis du tableau de charge. Ce passage a lieu après les quatre premières séries d’exercices de transport. Pour cette analyse, nous avons d’abord divisé les exercices proposés sur le simulateur en fonction de quatre niveaux (n1 à n4), allant du plus analogique au plus symbolique selon le découpage suivant.

Les fréquences brutes d’échecs enregistrées à chacun de ces quatre niveaux sont répertoriées dans le tableau 3.

TABLEAU 3 :
Nombre brut (et le % par rapport au nombre total de réponses attendues) d’échecs relevés pour chaque série d’exercices (groupe expérimental) selon leur répartition dans les quatre niveaux de difficultés
Number (and %) of failures for each set of exercises according to four levels of difficulties

Globalement, ces échecs stricts paraissent relativement faibles quantitativement (environ 4 % du total des réponses). Mais, lorsque l’on aborde le premier exercice de lecture de courbes (série d’items n^o 1) en contexte symbolique, des difficultés surgissent (22 % d’erreurs). Néanmoins, les grutiers surmontent ce passage de transposition, car le nombre d’erreurs chute aux exercices similaires suivants (séries d’items n^os 8 et 9). Il en va de même (dans une moindre mesure : 8,3 % d’erreurs) pour la phase de généralisation aux tableaux à trois lignes. La nature des erreurs relevées concerne, d’une part, les manipulations de charge ou le traitement du tableau de limite construit aux séries d’items de niveau n1, et, d’autre part, des erreurs de lecture de courbe ou de tableau de charge pour les séries d’items de niveau n2, n3 et n4.

Durant la passation, les interventions étaient limitées aux cas où le professionnel avait fait une erreur non récupérée et/ou était arrêté dans sa progression. Elles proviennent de deux sources : les feed-back oraux de l’ordinateur, faisant suite à une demande de réécoute de la consigne ou à une erreur, et les interventions de l’expérimentateur. Leur fréquence brute et leur répartition sont consignées dans le tableau 4.

TABLEAU 4 :
Fréquence des différents types d’intervention en fonction du degré d’illettrisme
Frequency of different categories of interventions (assistance) according to the level of literacy

En observant les trois catégories d’intervention distinguées dans ce tableau, on constate que celles-ci sont le plus fréquemment de nature instrumentale (1. rappel ou reformulation de la consigne ; 2. rappels instrumentaux : déplacer le chariot jusqu’au bout de la flèche) ; et seulement très rarement de nature notionnelle ou explicative (3. rappel de l’organisation des axes de la courbe). Ces interventions renvoient donc plutôt à des difficultés de compréhension orale ou à l’oubli partiel de la consigne exacte de la tâche (ex. : transporter puis cliquer la réponse dans la case prévue à cet effet), ou à des problèmes de manipulation. Ainsi, un tiers des interventions (68) concerne le premier exercice, et il n’y en a quasiment plus lors du dernier. Par ailleurs, et à l’inverse des résultats obtenus par les professionnels pour les exercices du simulateur ou aux post-tests, le nombre des interventions varie fortement selon le niveau d’illettrisme : il est plus élevé chez les grutiers illettrés (M = 13,66 interventions pour 49 items) que chez les grutiers peu lettrés (M = 8,33 pour 49 items). Il en est de même pour le temps de travail sur le simulateur : 67,7 mn en moyenne pour les grutiers illettrés, contre 59,5 mn pour les grutiers peu lettrés (sans compter les temps de pause). Bref, il apparaît que l’ensemble des professionnels faiblement lettrés a compris les exercices proposés et les concepts sous-jacents, bien qu’il faille plus de temps et d’intervention pour les moins lettrés.

Cette première expérience nous a permis de montrer l’intérêt de l’utilisation d’une représentation de type transposition analogique de la situation de référence dans l’apprentissage du traitement des tableaux de charge, ainsi que l’effet positif d’un accès initial utilisant parallèlement l’écrit et l’oral. Mais qu’apporte un tel outil relativement à la formation traditionnelle, en général plus longue ? Et, plus précisément, quelle peut être la place occupée par un simulateur d’apprentissage au cours de la formation ? La question de la position et des modalités d’utilisation de tels outils n’est pas anodine et peut souvent conditionner l’intérêt ou le bénéfice réel du simulateur. En effet, il existe de nombreux cas dans lesquels des simulateurs (parfois pleine échelle) très sophistiqués posent des problèmes d’utilisation, voire d’utilité (Pastré, 1997). La réponse à cette question est le but de l’expérience 2.

Afin de mieux comprendre l’effet du simulateur par rapport à la formation traditionnelle et d’évaluer la position « optimale » de celui-ci dans le déroulement de l’apprentissage, nous avons contrasté deux ordres pour l’intervention respective du simulateur S et de la formation F. Ces deux ordres sont précédés par un pré-test, séparés par un premier test, le posttest 1, et suivis d’un deuxième test, le post-test 2. Comme dans l’expérience précédente, ces tests consistaient en la lecture de 8 cas de courbes et tableaux de charges (à 2, puis 3, puis plus, lignes). Le programme de passation s’est déroulé selon la procédure suivante :

Groupe 1 SF :

Pré-test

Simulateur

Post-test 1

Formation

Post-test 2

Groupe 2 FS :

Pré-test

Formation

Post-test 1

Simulateur

Post-test 2

Le premier groupe comporte 23 grutiers dont 13 lettrés et 10 illettrés et faiblement lettrés, le groupe 2 comprend 16 professionnels dont 9 lettrés et 7 illettrés et faiblement lettrés.

TABLEAU 5 :
Moyennes des réponses correctes (sur 8) obtenues aux différents tests selon le groupe d’appartenance
Mean number of correct answers (out of 8) at each different stage of the experiment according to crane-driver group

Il apparaît que le simulateur utilisé au début de la formation a un effet important chez les grutiers illettrés et faiblement lettrés. Dans ce cas, la formation qui suit n’apporte pas de progrès sensible. L’apport de la formation classique en phase initiale est moins important que celui de la simulation, et le simulateur a encore un apport propre par la suite. Plus précisément, si l’on considère les bénéfices, ou gains en nombre de points (sur 8), pour chaque condition, SF et FS, l’analyse de variance confirme ces observations. Elle montre que l’écart lié au simulateur est plus élevé que celui lié à la formation (F(1;34) = 10,12 ; p < .003), le bénéfice concerne les grutiers peu lettrés ou illettrés (F(1;34) = 49,44 ; p < .001). Ensuite, les bénéfices liés à la formation et au simulateur diffèrent selon leur position respective (F(1;34) = 5,58 ; p < .023) : l’apport de la formation est moins important en deuxième position qu’en position initiale ; inversement, l’apport du simulateur apparaît plus important en position initiale qu’en place finale. Enfin, les bénéfices ne sont pas équivalents selon le degré d’illettrisme (F(1;34) = 4,53 ; p < 4 (mais cette dernière interaction est probablement due à l’effet plafond – score entre 7 et 8 – observé chez les grutiers lettrés).

Qu’ont appris les grutiers dans cette situation simulée ? Certainement pas à remédier à leurs difficultés générales en lecture, il faudrait pour cela beaucoup plus de temps, et d’autres niveaux d’investigation. En revanche, nous pensons qu’ils ont appris à traiter, comprendre et manipuler plus aisément une classe de documents techniques : les tableaux et les graphes de limites de charge, correspondant à une représentation symbolique du fonctionnement de la grue. En effet, les progrès obtenus dans le traitement des tableaux lors du passage du simulateur au post-test (avec transfert sur tableaux réels) se révèlent significatifs. Pour comprendre de telles représentations graphiques, il est nécessaire de reconnaître le tableau, tout d’abord ; ensuite, de repérer les entrées en fonction de la question. Au cours du travail sur le simulateur, le grutier a construit par lui-même les tableaux et courbes à partir des transports qu’il a effectués, il a pu utiliser des formats variés (analogies, courbes, tableaux), il a répondu à des questions sollicitant plusieurs modes d’entrée dans un même tableau de charge. Bref, le caractère écologique de la situation conçue pour l’ancrage de l’apprentissage chez des professionnels disposant déjà de connaissances intuitives, d’une part, le passage progressif et explicite de la représentation analogique vers les différents formats symboliques, d’autre part, à travers l’activité déployée par les professionnels au cours des différentes situations didactiques proposées par le simulateur, apparaissent comme les principales raisons des progrès de compréhension observés. En témoigne la progression constatée dans la réussite aux exercices correspondants aux quatre « niveaux » distingués : transport de charge en contexte analogique, traitement de courbes en contexte symbolique, traitement de tableau simple (deux lignes), traitement de tableaux complexes (trois lignes). Les professionnels ont donc compris les principes de fonctionnement de ce type de document et, du fait de la combinaison entre format analogique et tableau de charge, la relation entre cette représentation et le fonctionnement concret de la grue.

L’apprentissage réalisé ne correspond pas non plus à une forme de « remédiation cognitive » concernant le rapport poids-portée dans un système d’équilibre. L’analyse du travail préalable a montré que les professionnels avaient une connaissance pragmatique de cette relation portée-masse. Ils ont donc appris à lire un type de document qui représente, prolonge, systématise plus formellement cette connaissance intuitive, et en constitue un deuxième modèle mental, une conceptualisation de l’action. C’est en ce sens que nous avons parlé d’assistance à la compréhension et, plus largement, d’ergonomie de l’apprentissage. La facilité d’accès à plusieurs des formes de représentation hiérarchisées d’un même processus pourrait avoir des conséquences très positives sur le degré de précision des décisions de conduite et de transport, facilitation qui apparaît cruciale dans la gestion des situations limites par le grutier, mais aussi pour l’anticipation et la planification des conséquences probables des transports à prévoir. Cependant, compte tenu de l’objectif d’apprentissage visé ici, nous n’avons pas évalué dans quelle mesure les progrès constatés sont à même de modifier, au cours du travail réel, la gestion par les professionnels de situations de transport limites. Observera-t-on la consultation des abaques dans la grue et des décisions après lecture ? Pour cela, il serait nécessaire de réaliser une analyse du travail des grutiers après la formation, en sachant qu’en situation réelle, d’autres paramètres vont intervenir dans la gestion de l’équilibre de la grue et les décisions de transport : force du vent, surface des matériaux, temps, tâche prescrite, etc. Il serait par ailleurs intéressant de savoir si les acquisitions observées lors de l’apprentissage, limitées dans nos post-tests aux tableaux de charges, sont généralisables à d’autres tableaux à double entrée ou à d’autres graphes de type fonction nécessitant de coordonner abscisse et ordonnée.

Ce sont essentiellement les grutiers illettrés et peu lettrés qui bénéficient du simulateur, notamment dans la deuxième expérience. Les difficultés relevées dans certains exercices proviendraient plutôt des problèmes de gestion du partage d’attention à effectuer entre les tâches ou supports à traiter et parallèlement la mémorisation des consignes parfois longues concernant les conditions des réponses à donner.

Enfin, la réussite de l’apprentissage réalisé par les professionnels peu lettrés atteste l’intérêt des technologies de l’information et de la communication dans la conception d’outils de type « écologique » pour l’apprentissage. D’une part, elles peuvent faciliter et rendre possible la conception de formats spécifiques de représentations visuelles (ou virtuelles) externes animées et permettre la conception de situations interactives (le professionnel agit). D’autre part, le caractère multimodal de la présentation pourrait contribuer à alléger le coût cognitif des traitements. Mais en ergonomie les nouvelles technologies (les simulateurs, par exemple) existent depuis longtemps. Et on peut penser (Samurçay & Rogalski, 1998 ; Béguin & Weill-Fassina, 1997) que leur intérêt et leur efficacité dans les apprentissages dépendent moins de la nouveauté ou de la sophistication technique des outils que des analyses et des théories de l’activité qui ont orienté leur conception. Le choix du format de représentation de la réalité et le choix des informations proposées au professionnel en formation sont conditionnés par le travail préalable de transposition didactique de la situation de travail, s’appuyant sur l’analyse de l’activité.

Manuscrit reçu : novembre 2001.

Accepté par V. Grosjean, É. Raufaste

et A. Giboin après révision : mars 2003.