Comment le cerveau apprend à « plonger » ?

Introduction

Former un plongeur ne consiste pas uniquement à lui transmettre des connaissances théoriques ou à lui faire répéter des gestes techniques. Chaque apprentissage modifie physiquement l’organisation du cerveau.

Grâce aux travaux récents en neurosciences cognitives, nous comprenons aujourd’hui beaucoup mieux comment le cerveau apprend, mémorise et automatise des compétences complexes (Dehaene, 2018).

Ces connaissances présentent un intérêt particulier pour la plongée sous-marine, activité qui mobilise simultanément des compétences motrices, cognitives et décisionnelles.

La plasticité cérébrale : le cerveau se transforme en apprenant

L’une des découvertes majeures des neurosciences modernes concerne la plasticité cérébrale. Contrairement à une croyance longtemps répandue, le cerveau conserve tout au long de la vie sa capacité à se modifier sous l’effet de l’expérience (Doidge, 2007).

Chaque fois qu’un élève plongeur réalise un exercice de stabilisation, de vidage de masque ou de récupération d’embout, certaines connexions neuronales sont renforcées. Plus l’exercice est répété, plus ces réseaux deviennent efficaces.

Selon Dehaene (2018), apprendre consiste précisément à modifier durablement l’organisation des circuits neuronaux.

Cette réalité biologique explique pourquoi les démonstrations seules ne suffisent pas : l’expérience pratique demeure indispensable.

Mémoire déclarative et mémoire procédurale

Les neurosciences distinguent plusieurs formes de mémoire.

• La mémoire déclarative correspond aux connaissances explicites : lois physiques, prévention des accidents de plongée, procédures de décompression ou règles de sécurité (Squire & Kandel, 2000).
• La mémoire procédurale concerne quant à elle les compétences automatisées : équilibrer ses oreilles, maintenir sa flottabilité ou réaliser une assistance.

Chez le débutant, chaque geste demande un effort conscient important. Avec l’entraînement, les actions deviennent progressivement automatiques grâce au transfert vers la mémoire procédurale (Anderson, 2015).

Pour le moniteur, l’objectif n’est donc pas uniquement que l’élève « sache », mais qu’il soit capable « d’agir » efficacement.

La charge cognitive : pourquoi les débutants semblent débordés

La théorie de la charge cognitive développée par Sweller (1988) apporte un éclairage particulièrement pertinent sur les difficultés rencontrées par les plongeurs débutants.

La mémoire de travail possède une capacité limitée. Lorsque trop d’informations doivent être traitées simultanément, les performances diminuent.

Sous l’eau, un élève plongeur doit surveiller sa profondeur, sa flottabilité, son manomètre, son environnement, son binôme, les consignes de l’instructeur… Pour un plongeur expérimenté, plusieurs de ces tâches deviennent automatisées.

Ce qui explique que pour un débutant, ces tâches mobilisent toutes une attention consciente, et la surcharge cognitive qui en résulte explique de nombreuses erreurs observées en formation.

Cette théorie justifie une progression pédagogique graduelle où chaque nouvelle compétence s’appuie sur des acquis déjà stabilisés (Sweller et al., 2019).

Les neurones miroirs : pourquoi les démonstrations fonctionnent

Les travaux de Rizzolatti et Sinigaglia (2008) ont mis en évidence l’existence des neurones miroirs.

Ces neurones s’activent non seulement lorsque nous exécutons une action, mais également lorsque nous observons quelqu’un d’autre l’effectuer.

Lorsqu’un élève observe un instructeur réaliser un vidage de masque ou un échange d’embout, son cerveau commence déjà à préparer les schémas moteurs nécessaires.

Cette découverte fournit une explication scientifique à l’efficacité des démonstrations pédagogiques.

Pour être pleinement efficaces, celles-ci doivent être visibles, lentes, décomposées, et commentées.

Applications pratiques pour les moniteurs

Malheureusement, nous apercevons souvent des formations sous la formule « Obtenez votre certification en 2 jours seulement !! », aussi, une adoption excessive de la formation autonome en ligne chez la majorité des agences de standardisation. Cependant, ceci va à l’encontre de ce que préconisent les sciences cognitives en termes de développement des compétences.

Sur la base du cadre scientifique des neurosciences, nous pouvons confirmer plusieurs recommandations concrètes que beaucoup de moniteurs adoptent déjà :

• limiter le nombre de nouveaux apprentissages par séance ;
• privilégier les répétitions fréquentes ;
• varier les contextes d’entraînement ;
• démontrer ( et ne pas montrer ) avant de faire pratiquer ;
• favoriser les exercices progressifs ;
• réactiver régulièrement les compétences acquises.
• espacer les séances dans le temps.

Ces principes peuvent permettre de favoriser la consolidation des apprentissages et l’automatisation des compétences.

Conclusion

Les neurosciences montrent que l’apprentissage de la plongée repose sur des mécanismes biologiques précis impliquant la plasticité cérébrale, la mémoire et l’automatisation progressive des compétences.

Pour les moniteurs, comprendre ces mécanismes permet de concevoir des parcours de formations plus efficaces et mieux adaptées aux capacités réelles des apprenants.

Dans un prochain article, nous examinerons, dans le même cadre, comment les émotions, le stress et l’apprentissage par l’erreur influencent la sécurité et la performance des plongeurs.

Bibliographie

• Anderson, J. R. (2015). Cognitive psychology and its implications (8th ed.). Worth Publishers. (lien)
• Dehaene, S. (2018). Apprendre ! Les talents du cerveau, le défi des machines. Odile Jacob. (lien)
• Doidge, N. (2007). The brain that changes itself. Penguin Books. (lien)
• Rizzolatti, G., & Sinigaglia, C. (2008). Mirrors in the brain. Oxford University Press. (lien)
• Squire, L. R., & Kandel, E. R. (2000). Memory: From mind to molecules. Scientific American Library. (lien)
• Sweller, J. (1988). Cognitive Load During Problem Solving: Effects on Learning. Cognitive Science, 12(2). (lien)
• Sweller, J., Van Merriënboer, J., & Paas, F. (2019). Cognitive architecture and instructional design. (lien)