SURCHARGE COGNITIVE

Carte mentale

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La surcharge cognitive correspond à un état mental où un individu est engagé dans la réalisation d’une tâche extrêmement exigeante pour lui : il ne dispose pas des ressources cognitives suffisantes à une mise en œuvre aisée de cette tâche. Par analogie avec une tâche physique, qui peut être exigeante pour un individu mais pas au point de le faire renoncer d’emblée, une tâche cognitive peut présenter ce niveau d’exigence qui conduit l’individu à mobiliser toute son attention, mais à commettre des erreurs et à prendre beaucoup de temps.

Depuis le début des années 1960, de nombreux travaux ont été consacrés à la surcharge cognitive et celle-ci est devenue un facteur souvent évoqué pour expliquer une détérioration de la performance humaine dans la réalisation de telle ou telle tâche, selon telle ou telle condition. Pendant longtemps cependant, cette notion a été considérée avec une certaine méfiance, d’une part parce qu’on ne parvenait pas à bien la définir, d’autre part parce qu’on ne savait pas bien la mesurer.

L’idée fondatrice en psychologie cognitive selon laquelle les êtres humains disposeraient d’une mémoire de travail à capacité limitée est venue fournir un cadre théorique aux notions de charge et de surcharge. Pour garder des informations actives en mémoire de travail, il faut réactiver régulièrement les traces mnésiques correspondantes. Un temps est nécessaire à la mise en œuvre de ces traitements. Plus un traitement est coûteux ou difficile, plus il nécessite de temps et d’attention pour être réalisé. Pendant ces traitements, les informations maintenues en mémoire de travail ne sont pas rafraîchies et de ce fait leur activation diminue. Si le temps requis pour le traitement est trop long, le niveau d’activation des informations diminue et la réactivation de celles-ci requerra d’importants efforts.

La charge cognitive concerne donc une relation entre une tâche et un individu. Si cette tâche contient de nombreuses informations à traiter, à mettre en relation, de nombreuses inférences ou calculs à réaliser, donc un temps long, elle est exigeante. Cette exigence est strictement relative à l’individu et aux conditions de réalisation de la tâche.

Chez l’individu, trois facteurs ont une influence majeure sur la charge cognitive. Tout d’abord, son expertise du domaine en cause. Par exemple, calculer mentalement 638 × 823 est très exigeant pour de nombreux individus. Mais, dans une étude de Binet de 1894, deux caissiers mettent respectivement quatre et douze secondes pour effectuer ce calcul. Cette tâche n’a manifestement pas le même niveau d’exigence pour eux car ils sont experts en calcul mental. Le second facteur majeur concerne le mode opératoire. Une même tâche peut en effet être réalisée de plusieurs façons différentes. Par exemple, des enfants de sept ou huit ans doivent éliminer toutes les figures qui ne sont pas des grands carrés noirs dans un dispositif composé de dix-huit figures croisant trois caractéristiques : des formes (ronds, triangles carrés) ; des tailles (petits, moyens, grands) ; des couleurs (noir, blanc, gris). Les enfants qui éliminent les figures « par sous-catégorie » (par exemple, en commençant par éliminer les petits carrés noirs, puis les petits carrés gris, etc.) prennent beaucoup plus de temps et font plus d’erreurs que les enfants qui procèdent « sans catégoriser » les figures qui ne sont pas des grands carrés noirs en balayant l’écran de gauche à droite. Cette seconde stratégie, moins exigeante que la première, met cette tâche à la portée des enfants de cet âge. Enfin, le troisième facteur majeur concerne la gestion d’états mentaux qui interfèrent avec la réalisation de la tâche, comme le stress, l’anxiété, la peur, le fait de devoir lutter contre une menace, réelle ou imaginée. Par exemple un individu, homme ou femme, menacé par un stéréotype raciste ou sexiste est moins performant que lorsqu’il n’est pas menacé. Au plan cognitif, ce phénomène bien connu est interprété comme relevant d’une surcharge cognitive.

Pour les conditions de réalisation de la tâche, trois facteurs sont là aussi déterminants. Premièrement, la présence d’interférences dans la situation : plus elles seront nombreuses, plus la charge augmente. Par exemple, en conduite automobile, le téléphone portable, qui pourtant ne concerne pas l’environnement visuel du conducteur, interfère avec sa conduite. Les ressources dévolues à la conversation téléphonique ne sont plus disponibles pour la conduite. Le second facteur concerne la proximité entre les traitements (sensoriels, cognitifs) impliqués dans la réalisation de la tâche ainsi que dans le traitement des interférences : plus leur proximité est grande, plus la charge est importante. Toujours à propos du téléphone portable, les accidents sont plus liés à la recherche visuelle du téléphone dans l’habitable, ou encore à la lecture et l’écriture de SMS qu’à la conversation téléphonique. Dans le domaine des transports, la surcharge cognitive est un sujet de préoccupation majeur : de très nombreux travaux sont consacrés à prévenir et à mesurer celle-ci. Le troisième facteur majeur concerne le temps. Quand on diminue le temps pour réaliser une tâche, la vitesse de traitement requise augmente et conséquemment la charge cognitive.

C’est en psychologie de l’éducation que la charge cognitive a donné lieu aux travaux les plus nombreux et à l’élaboration théorique la plus aboutie : la théorie de la charge cognitive de John Sweller. Selon ce chercheur australien, on peut analyser toute situation et tout support pédagogiques comme impliquant trois types de charges : la charge essentielle dévolue à l’apprentissage lui-même (l’élaboration de connaissances) ; la charge intrinsèque dédiée à la réalisation de la tâche d’apprentissage, par exemple la résolution d’un problème ; la charge extrinsèque consacrée au traitement des informations inutiles dans la situation, telles que celles qui figurent dans l’énoncé d’un problème mais ne sont pas utiles à sa résolution. Cette théorie a permis de réaliser des milliers d’expérimentations dans le but de mettre au jour et répliquer des « effets » pour réduire la charge extrinsèque, voire la charge intrinsèque, afin de libérer des ressources cognitives pour l’apprentissage. Ces « effets » constituent des recommandations pour les enseignants et les concepteurs de supports pédagogiques.

Consignes de présentation d’un problème d’après la théorie de la charge cognitive de John Swelller

Tableau : Consignes de présentation d’un problème d’après la théorie de la charge cognitive de John Swelller

Dans ce tableau, les effets obtenus par les travaux de la théorie de la charge cognitive de John Swelller et ses collaborateurs sont présentés. Chaque ligne correspond à deux présentations d'un même problème. Par exemple, dans cette figure géométrique, la consigne du problème avec but... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Écrit par :

  • : professeur de psychologie, École supérieure du professorat et de l'éducation, Toulouse

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Pour citer l’article

André TRICOT, « SURCHARGE COGNITIVE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 08 décembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/surcharge-cognitive/