La charge cognitive

Illustration de couverture : © Janpol Portalis, Prise de tête, huile sur toile 89 x 130 cm, 2000

© Armand Colin, Paris, 2007

Internet : http://www.armand-colin.com

Armand ColinÉditeur• 21, rue du Montparnasse• 75006 Paris

9782200258610 – 1re publication

Avec le soutien du

www.centrenationaldulivre.frCollection U • Psychologie

dirigée par Claude Bonnet et Jean-François Richard

À nos enfants :

Antonia et Maya

Camille, Victor, Jules et Samuel

Naomi et Tamara.REMERCIEMENTS

Céline Lemercier, Béatrice Cahour, Isabelle Régner, Patricia Stolf, Valérie Frède, Benoît Jeunier, Dominique Fréard, Olivier Le Bohec et Jean-François Camps ont lu quelques parties de cet ouvrage et nous ont permis de les améliorer, nous les en remercions.

Nous tenons aussi à exprimer notre profonde gratitude au Professeur Jean-François Richard ; c'est grâce à lui que cet ouvrage voit le jour.

CHAPITRE IQu'est-ce que la charge cognitive ?I. Premières définitions

Alors qu'il y a seulement une petite dizaine d'années, il semblait à de nombreux chercheurs et/ou psychologues que la notion de « charge mentale » ou de charge cognitive était obsolète et ne permettait pas d'interpréter des données – Tricot et Chanquoy (1996) avançaient notamment l'idée qu'il était bien trop facile de se cacher derrière ce concept pour expliquer des performances faibles -, la littérature sur ce domaine n'a cessé de progresser, en psychologie comme en ergonomie. Il semble avéré aujourd'hui que ce concept est « fonctionnel », dans le sens où il peut être utilisé pour expliquer des comportements particuliers relevés dans des situations naturelles ou en laboratoire, par des psychologues ou des ergonomes. Malgré son utilité, le concept de charge cognitive demeure encore très rarement défini dans les recherches expérimentales, même lorsqu'il est utilisé pour interpréter les données et, lorsqu'il est défini, reste encore très flou. Ainsi, les travaux recourant et/ou utilisant ce concept font généralement apparaître un paradoxe : la charge cognitive est, du côté des critiques formulées, un concept qui pose des problèmes théoriques, de mesure et qui est peu explicatif mais, du côté de son utilisation, est opérationnel pour conduire des recherches et étudier certains phénomènes psychologiques (voir Tricot & Chanquoy, 1996). Enfin, comme le précisait récemment Theureau (2002), « le vrai problème, ce sont les phénomènes baptisés de charge mentale. La notion floue, c'est le construit théorique "charge mentale" » (p. 43).

La théorie de la charge cognitive à laquelle se réfère cet ouvrage a été élaborée depuis plus d'une vingtaine d'années par John Sweller (voir, entre autres, Sweller, 2003 et la synthèse de Tricot, 1998). La notion de charge cognitive repose sur la conception – classique et déjà ancienne – d'une architecture cognitive humaine pouvant être décrite comme un système (ou plusieurs, selon les modalités sollicitées) de transmission et de traitement de l'information, disposant pour ces deux activités d'une quantité limitée de ressources cognitives. Très globalement, la théorie de la charge cognitive repose sur une architecture composée d'une mémoire de travail (MDT) et d'une mémoire à long terme (MLT).

Avant d'aller plus loin, il est nécessaire de définir la charge cognitive ou charge mentale. Pour Tricot et Chanquoy (1996), « la charge mentale est au premier abord facile à définir : elle mesure la quantité de ressources mentales mobilisées par un sujet lors de la réalisation d'une tâche. Elle est donc fonction des difficultés de traitement imposées par la tâche et des ressources mentales que le sujet alloue à la réalisation de cette tâche. Si le sujet est capable d'allouer ces ressources, c'est qu'il dispose d'une "capacité", dont est fonction la charge mentale » (p. 314). Pour ces auteurs, la charge – au moins dans le domaine de la psychologie cognitive – dépend donc à la fois des caractéristiques de la tâche et des capacités propres de l'individu.

Cette première définition peut être complétée par la métaphore de Welford (1977) qui a comparé la charge mentale à la charge de travail au cours d'un effort musculaire, notant que, dans les deux cas, la charge dépendait à la fois de la tâche et des capacités de l'individu. La définition de Paas (1992) est assez proche et peut être résumée ainsi : étant donné la charge imposée par les paramètres de la tâche, l'effort mental correspond à la capacité allouée par l'individu en fonction de la tâche.

Pour adopter un autre point de vue, les ergonomes définissent la charge cognitive de façon très précise ; pour eux, l'analyse de la charge de travail mental consiste à identifier « les seuils dans le niveau de contrainte de tâches particulières, au-delà desquels l'astreinte qui en résulte pour les opérateurs lors de l'exécution de ces tâches est excessive et se traduit par une baisse de la performance (principalement du point de vue de la qualité), une apparition de symptômes de fatigue, une augmentation des risques d'incidents ou d'accidents, une insatisfaction accrue pour les opérateurs [...] » (Sperandio, 1980, p. 195).

Globalement, l'ensemble de ces définitions permet de dire que la charge mentale s'organise autour de trois pôles principaux : l'individu, la tâche qu'il doit réaliser et son environnement. Par conséquent, la rareté des définitions dans les recherches utilisant cette notion n'est pas liée à la difficulté à définir la charge cognitive (ou mentale), mais bien plutôt aux problèmes théoriques et de mesure soulevés par ces définitions.

Toutefois, la charge cognitive est aujourd'hui en psychologie une notion très populaire, utilisée dans les différentes sous-disciplines du domaine : psychologie sociale et du travail bien sûr, mais aussi psychologie cognitive, psycholinguistique, psychologie du développement, ergonomie cognitive. Paradoxalement, il s'agit également d'une notion très controversée, notamment parce que les psychologues lui reprochent d'être à la fois mal définie (et pourtant !) et complexe à mettre en œuvre.

Pour commencer à cerner cette notion de charge cognitive, le paragraphe suivant propose un rapide historique.II. Historique de la notion

La notion de charge cognitive est une notion très ancienne (voir le très intéressant chapitre historique de Leplat, 2002) qui s'est développée en psychologie à partir des années 1960. Pendant cette période, où la majorité des psychologues est encore soumise au dogme béhavioriste, les chercheurs veulent principalement établir une mesure objective, de préférence physiologique, de la charge mentale et définir celle-ci en fonction de la tâche. Cependant, les travaux dans ce domaine montrent bien les limites du béhaviorisme et les tentatives des chercheurs pour essayer de dépasser progressivement ces limites.

Les recherches menées en psychologie expérimentale sur la période réfractaire testaient l'hypothèse de l'existence d'un canal unique de traitement de l'information (Welford, 1959 ; Richard, 1996). Par exemple, lorsqu'un individu est soumis à deux stimuli pour lesquels il doit fournir une réponse distincte, le fait de donner le second stimulus avant qu'il n'ait donné sa réponse au premier a pour effet de retarder la réponse au second stimulus ; ce retard correspond à l'intervalle temporel entre la présentation du second stimulus et la réponse au premier. Tout se passe comme si le second stimulus avait été mis en attente jusqu'à obtention de la réponse au premier. Ce phénomène a renforcé l'hypothèse d'un canal unique de traitement de l'information. En effet, dans cet exemple, les stimuli sont traités séquentiellement, en fonction de leur ordre d'arrivée ; ainsi, si un stimulus survient alors qu'un autre est en cours de traitement, ce second stimulus serait mis en attente jusqu'à ce que le traitement du premier soit terminé. À partir de ce constat, les psychologues ont parlé de « période réfractaire », par analogie avec la notion de période réfractaire en physiologie ; en physiologie, l'émission d'un potentiel d'action est suivie d'une période dite réfractaire au cours de laquelle la fibre nerveuse n'est plus stimulable. Cette hypothèse d'un canal unique de traitement a eu d'imp...