Chapitre 5. Introduction sur l approche dynamique

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1 Chapitre 5. Introduction sur l approche dynamique - D où vient que des organismes placés devant une infinité de problèmes moteurs divers produisent régulièrement et avec une telle facilité, des gestes cohérents, économiques et stables? - Travaux sur le contrôle du mouvement : Kelso (1981; 1984); Haken, Kelso, & Bunz (1985). - S intéresse aussi au développement moteur (Thelen, 1989); l apprentissage moteur (Schöner, Zanone, & Kelso, 1992; Zanone & Kelso, 1992). - Description du contrôle de l action : simple mise en action de synergies musculaires par rapport aux contraintes de la tâche (Turvey, Fitch, & Tuller, 1982). - L action est analysée en termes d énergies du système et non en termes d allocations d attention ou de processus cognitifs (Temprado & Laurent, 1999). - Approche des systèmes dynamiques : «il faut entendre tout système, quelle que soit sa nature (physique, chimique, électromécanique, biologique, économique etc.) qui évolue dans le temps (Bergé, Pomeau, & Vidal, 1984, p. XI). Concepts communs aux théories écologique et dynamique - Système acteur-environnement : système complexe avec des nombreux composants et soussystèmes en interaction (Temprado & Montagne, 2001). - Approche néo-darwinienne (Handford, Davids, & Bennett, 1999). - Modèle de référence : l auto-organisation. Le système nerveux central est le moins sollicité. Il ne calcule rien. - Tout est direct. Dès que l homme a perçu un événement, il agit directement sans traitement. Le seul «traitement» est le passage de l influx nerveux dans les neurones. Mais pas de représentations. - Mais comment réalise t-on un mouvement? Constat de Bernstein (1967) : compte tenu des degrés de liberté (ddl) mis en jeu dans les différentes articulations et des fortes non-linéarités caractérisant les chaînes multisegmentaires. Un système de programmation centralisée explosion calculatoire (Bonnet, Guiard, Requin, & Semjen, 1994). On ne peut pas supposer qu une machine aussi complexe que le système musculosquelettique puisse être algorithmiquement contrôlée par une instance centrale. Modes de coordinations = résultat des différentes interactions. Emergent des contraintes de la tâche, de l environnement et de l organisme (Newel, 1986 ; Newell & McDonald, 1994). Contrainte = tout facteur susceptible de limiter les ddl (Delignières, 2004). - Mais alors que fait le SNC? 2 niveaux du SN : les centres supérieurs et périphériques * Au niveau des centres supérieurs (le Cortex) : - Toutes les activités purement humaines (lectures, réflexions ). - En ce qui concerne le mouvement : intention, motivation. - Preuve phylogénétique Seul le cortex humain est différent des autres animaux (réflexion). 1

2 Bien que le cortex humain soit différent de celui des autres animaux, les mouvements réalisés n en sont pas plus sophistiqués. * Au niveau des centres périphériques : Pour effectuer un mouvement, le système nerveux périphérique est suffisant : coordination en réduisant les degrés de liberté. Différences entre théories écologique et dynamique - Différence : Perception Vs mouvement Gibson a axé ses études sur la perception visuelle. La plupart des autres chercheurs de l approche écologique ont travaillé sur la perception. L approche dynamique, au contraire, est basé essentiellement sur le mouvement (depuis 1995 de nombreuses études sont en cours sur l apprentissage). Seule l approche dynamique vient d une théorie déjà existante (et à la «mode») : la théorie du chaos. - Différence : Bases théoriques et outils méthodologiques Tout est basé sur l auto-organisation. Dépend des conditions initiales. Intérêt pour le paramètre macroscopique. Tout système est non linéaire= le passage d un état à un autre est abrupt (Passage du Pas au Galop chez le cheval (Hoyt & Taylor, 1981). Système dynamique - Capable d associer, mettre en relation les unités motrices nécessaires à l action. Capable de coordonner différents éléments entre eux : muscles, articulations, environnementsujet, sujet-sujet. - Ces assemblages «crées par le SN, se traduisent par des relations spatio-temporelles stables et reproductibles» (Temprado & Montagne, 2001) entre les différents segments, articulations, muscles. - Ces invariants spatio-temporels spécifiant la coordination = signature comportementale et différencient les différentes synergies. Intérêt de cette approche - Ordre moteur prescrit versus Ordre moteur émergeant - Coordination bi ou multi-segmentaire : mouvement bi-manuel, bras-jambes, oscillations posturales, locomotion. Coordination sujet-environnement : jonglage de balle, ballon. Coordination sujet-sujet - APSA : Natation (Chollet, Chalies, & Chatard, 2000). VB (Temprado, Della-Grasta, Farell, & Laurent, 1997). Suspension renversée aux barres parallèles (Delignières, Nourrit, Sioud, Leroyer, Zattara, & Micalleff, 1998). Jonglage de balle (Beek & Van Santvoord, 1992) ; Ballon (Tlili, Mottet, Dupuy, & Pavis, 2004). Improvisation (Issartel, Marin, Gayraud, Hauw, Mottet, & Cadopi, 2004). Tennis de table (Sorensen, Ingdvalsen, & Whiting, 2001). Tennis (Yamamoto & Gohara, 2001). Tennis entre 2 joueurs (Palut, Zanone, & Gurdjos, 2004). Stimulateur de ski (Vereijken, 1991) 2

3 Objectif de cette approche - Identifier les contraintes pertinentes qui induisent les transformations du comportement (Corbetta & Vereijken, 1999). - Identifier les variables essentielles qui résument les processus dynamiques de formation et d évolution des patterns de coordination. Concept : Paramètre d ordre (ou Variable collective) - La théorie du chaos est basée sur l auto-organisation et la recherche du paramètre macroscopique : Paramètre d ordre (ou Variable collective) : 1. Il permet de définir soit résumer la coordination. 2. Il permet de donner l évolution de la coordination. Exemples en APSA : Balancer en suspension en gymnastique : Relation entre oscillations pendulaires du CG et axe de rotation (Delignières et al., 1998). Voir Delignières et al. (2006, REVUE EPS, 322). Service au volley-ball : Dissociation temporelle entre les 3 articulations du bras (Temprado et al., 1997). Voir Temprado (2004, REVUE EPS, 305). 3. Il évolue dans le temps au cours de l apprentissage : Sa valeur évolue. Autrement dit, la valeur de la coordination évolue, les relations entre les éléments coordonnés. Il est difficilement modifiable après acquisition. 4. Il existe dans tous les gestes! - Comment fait-on pour réaliser le bon geste à tout moment? Même quand ce geste est nouveau? Tout émerge d un ensemble de contraintes (Newell, 1986). L interaction de cet ensemble de contraintes nous permet d adopter le bon mouvement : la bonne COORDINATION ou la bonne valeur du paramètre d ordre. Si la coordination est maîtrisée, on est sur un état stable, un attracteur : Stable donc durable et difficile à modifier : Apprendre à pédaler. Quand on a une technique, on a du mal à s en défaire : Avoir un défaut de technique (brasse). De même quand on veut apprendre un nouveau geste, on reste souvent sur des automatismes : Revers au tennis vs au squash, descente en ski en «stème» vs en parallèle Si la coordination est maîtrisée, elle est stable : reproduite spatio temporellement d un essai à un autre (mais pas stéréotypé) : de la variabilité inter-essai. Elle est efficiente d un point de vue métabolique (Nourrit et al., 2000) et mécanique (Delignières et al., 1998). On observe une certaine homogénéité inter-individuelle liée au cahier des charges (exigences) de la tâche. Concept : Passage d un état à un autre, Transition - Le passage d un geste à l autre suit les mêmes caractéristiques que l on va pouvoir observer au cours de l apprentissage : 2 états stables : changement brutal de l un à l autre. Passage marche-course (Diedrich & Warren, 1995). Monter des marches d escalier de plus en plus hautes (Warren, 1984). 3

4 Passage du Pas Trot Galop (Hoyt & Taylor, 1981). Franchissement d obstacles de plus en plus larges/profonds (Cornus et al., 1999). - Ce passage d un état à un autre s appelle une Transition ou Bifurcation. - Une transition se caractérise donc par : 2 attracteurs bien stables et biens distincts les uns des autres, au delà de la transition : Mode d action/coordination. Un passage brutal d un attracteur vers un autre (non-linéaire= brutal). Une augmentation de la variabilité (inter-essais) du paramètre d ordre aux alentours de la bifurcation. Une grande instabilité du paramètre d ordre (on peut rebasculer d un état à un autre très rapidement) : Marche-course. - Le concept de transition est important : Permet de voir si quelqu un est en train de passer d un attracteur à un autre. Ou s il est sur le point d apprendre. Cela permet de connaître l évolution du paramètre d ordre. Cela permet de prouver que le système étudié est un vrai système dynamique. - 4 critères : 1. Deux attracteurs stables au delà de la transition. 2. Un passage brutal d un attracteur vers un autre (non-linéaire). 3. Une augmentation de la variabilité du paramètre d ordre aux alentours de la bifurcation. 4. Une hystérèse prouve que l on résiste au changement : nous voulons rester sur le même attracteur/coordination/état stable. - Warren (1988) ; Fitzpatric, Carello, Schmidt et Corey (1994) : Affordance et transition de phase. Concept : Paramètre de contrôle - Contrainte non spécifique= contrainte extérieure au système. - Paramètre manipulable par l expérimentateur et donc enseignant. - Ce paramètre fait changer le paramètre d ordre. DONC coordination. - Exemples : La vitesse dans la locomotion lors du passage entre la marche et course (Diedrich & Warren, 1995) (Mais aussi : Passage du Pas-Trot-Galop). La hauteur de la contremarche d escalier lors du passage de la bipédie à la quadrupédie (Warren, 1984). La profondeur des obstacles lors du passage d un enjambement à un saut (Cornus et al., 1999). Approche dynamique et cognition - Comme l approche écologique, elle manipule des contraintes pour faire émerger le comportement. - Reconsidération du statut et rôle des processus cognitifs : intention, attention. - Information comportementale ne détermine pas le comportement mais l oriente (Scholz & Kelso, 1990). - Contraintes cognitives (Swinnen, Heuer, Massion, & Casaer, 1994). Voir : Delignières, D. (2004a). L approche dynamique du comportement moteur. In J. La Rue & H. Ripoll (Eds.), Manuel de psychologie du sport. 1. Déterminants de la performance motrice (pp ). Paris : Editions «Revue EPS». Voir : Figure adaptée de Temprado & Montagne (2001, figure 6.3., p. 107). 4

5 Donc les 3 approches - Approche dynamique Le corps s auto-organise : On est sur un état stable (certaines valeurs du paramètre d ordre sont fonction de l interaction entre les 3 contraintes). Si on veut modifier son comportement (Apprentissage, Adaptation à de nouvelles contraintes, changer de geste) : Déstabiliser l état stable pour un autre en modifiant les valeurs du paramètre d ordre. Ce passage est une transition qui s effectue de manière abrupte (non-linéaire). - Approche écologique Le corps s auto-organise : Il perçoit des affordances en fonction des 3 contraintes. Il s organise en fonction d une loi de contrôle. Il contrôle l action en fonction d un couplage information-mouvement. Si on veut modifier son comportement (Apprentissage, Adaptation à de nouvelles contraintes, changer de geste) : En ajustant le couplage I-M, optimisant loi de contrôle. En ajustant les affordances. - Approche cognitive Le SNC : Décode l information/représentation. Sélectionne le bon PMG. Paramétrise le PMG. Si on veut modifier son comportement (Apprentissage, Adaptation à de nouvelles contraintes, changer de geste) : Optimiser les étapes du traitement de l information. Intégrer des représentations, PMG. Apprentissage moteur - Apprentissage cognitif = apprentissage d une paramétrisation de mouvement donc un problème de contrôle/de commande/d exécutif/de traitement. - Apprentissage dynamique = apprentissage d une coordination donc un problème de coordination/d assemblage/d émergence. - Apprentissage écologique = apprentissage perceptif donc un problème de couplage perception-mouvement/adaptation sujet-environnement. Voir Temprado, J. J., & Laurent, M. (1995). Approches cognitive et écologique de l apprentissage des habiletés motrices en sport. In H. Ripoll, J. Bilard, M. Durand, J. Keller, M. Levêque & P. Therme (Eds.), Psychologie du sport. Questions actuelles (pp ). Paris : Éditions «Revue EPS». - Apprentissage et enseignant : Apprentissage cognitif = optimiser les opérations mentales. Apprentissage dynamique = identifier les variables essentielles. Apprentissage écologique = développer couplage I-M, affordance. - Conditions d apprentissage (Temprado, 1997) : Outils pédagogiques (Marsault & Cornus, 2004), Modes d intervention (Delignières, Teulier, & Nourrit, 2006). 5

6 Selon Temprado (1997), il y a 3 temps pour améliorer l apprentissage moteur : - Avant : Apprentissage par observation (Bandura, 1976). - Pendant : Nature de la répétition (Marin & Danion, 2005). - Après : Feed-Back extrinsèques : Connaissance du résultat, Connaissance de la performance, Vidéo. - Répétition (pendant) et Modèles théoriques et pédagogiques : Répétition/Pratique fractionnée : Modèle analytique (Associationniste) = Béhavioriste et Néobéhavioriste. Répétition globale : Modèle structuraliste/global = Théorie de la Gestalt, Base de connaissances. Répétition constante : Modèle auto-adaptatif = Psychologie cognitive. Répétition variable : Modèle exploratoire (Effken & Kadar, 2001). = Approches écologique, Dynamique. Articles à voir pour les approches dynamique et écologique - Beaubrun, F., & Judey, P. (2001). Approche dynamique et apprentissage du lancer du javelot. Revue EPS, 292, Buekers, M. (1999). L acquisition des habiletés sportives dans un contexte écologique. Revue EPS, 277, Cornus, S., & Marsault, C. (2003). Repenser l EPS à partir de l approche écologique de la perception et du mouvement. Revue EPS, 302, Cornus, S., & Royal, A. (2006). La régulation dans le saut en longueur : une conception écologique. Revue EPS, 322, Delignières, D. (1998). Apprentissage moteur. Quelles idées neuves. Revue EPS, 274, Delignières, D., Teulier, C., Nourrit, D. (2006). Approche dynamique de l apprentissage des coordinations motrices. Revue EPS, 322, Egret, C., Leroy, D., Chollet, D., Loret, A., & Weber, J. (2000). Approche scientifique du swing. Revue EPS, 286, Laurent, M., & Temprado, J. J. (1996). Apprentissage et contrôle du mouvement dans les APS. Quelle(s) théorie(s) pour quelle(s) pratique(s). In Recherche et Pratique des APS. Dossiers EPS n 28 (pp ). Paris : Éditions «Revue EPS». - Palut, Y., Zanone, P. G., & Gurdjos, P. (2004). Modes de déplacement spontané en tennis. Science & Motricité, 51, Temprado, J. J. (1999). «L approche dynamique» : une autre façon de concevoir l apprentissage moteur en EPS. Revue EPS, 277, Temprado, J. J. (2004). Approche dynamique des coordinations motrices, prolongements pour l apprentissage des habiletés motrices en EPS. Revue EPS, 305, Pensez aux références données en début de cours (voir support 1)!! 6