Chapitre VI
La construction, le maniement et la conceptualisation de leviers 1
a
Le caractĂšre de la prĂ©sente recherche est dâabord une graduation systĂ©matique des Ă©preuves : les plus faciles ne font appel quâau maniement de simples barres, puis dâun dispositif coudĂ© formĂ© de deux barres fixĂ©es lâune Ă lâautre Ă 90° (Ă©querre), puis dâune barre munie dâune vis en son milieu pour pouvoir pivoter ; les problĂšmes plus complexes portent ensuite sur des dispositifs Ă la fois coudĂ©s et pivotants Ă deux barres puis Ă trois, quatre, six ou huit barres, dont les unes font levier en basculant autour dâun pivot et dont les autres sont libres. Ces dispositifs graduĂ©s sont successivement prĂ©sentĂ©s Ă lâenfant, qui nâa pas Ă les inventer mais Ă les faire fonctionner en pouvant les modifier, et on lui demande surtout soit de placer lui-mĂȘme les pivots sur les barres, soit de dĂ©placer la vis-pivot de divers crans sur une mĂȘme barre. Mais comme ces maniements sont de difficultĂ©s trĂšs graduĂ©es, il y a lĂ une sorte dâapprentissage, qui est susceptible de modifier plus ou moins profondĂ©ment les relations entre les rĂ©ussites ou les Ă©checs de lâaction et celles ou ceux de la prise de conscience.
La seconde particularitĂ© de la recherche est alors de nous prĂ©senter une transformation progressive de ces relations entre lâaction et la conceptualisation : tandis que pour les Ă©preuves les plus simples on retrouve les situations habituelles dans lesquelles lâaction prĂ©cĂšde la prise de conscience descriptive et la comprĂ©hension, en revanche au fur et Ă mesure de la complexitĂ© croissante des actions, celles-ci comportent une conceptualisation qui peut les devancer pour les guider, les accompagner ou les suivre de plus ou moins prĂšs. Notre problĂšme sera donc dâanalyser ces diverses situations, en faisant leurs parts respectives aux rĂ©gulations sensori-motrices, aux rĂ©glages plus ou moins actifs et Ă©ventuellement aux programmations proprement dites.
La question gĂ©nĂ©rale posĂ©e Ă propos de toutes les Ă©preuves est de faire monter ou descendre un morceau de sucre (ou une boĂźte dâallumettes) posĂ© sur un plan horizontal en se servant comme intermĂ©diaires dâune ou plusieurs barres, libres ou reliĂ©es entre elles par des vis (plus ou moins serrĂ©es pour rendre les dispositifs soit rigides soit, en gĂ©nĂ©ral, articulĂ©s). Les dispositifs utilisĂ©s (que nous dĂ©signerons dans la suite par leurs chiffres romains) sont les suivants : (I) Une barre simple en position longitudinale, destinĂ©e Ă pousser le sucre que lâon place face Ă son extrĂ©mitĂ© distale). (II) Une barre simple mais transversale, le sucre Ă©tant placĂ© au-dessus ou au-dessous de lâune de ses extrĂ©mitĂ©s, lâenfant Ă©tant censĂ© se servir de lâautre, ce qui reviendra Ă la pousser simplement en la maintenant transversale, mais en lâempĂȘchant de la pousser des deux mains (perpendiculairement Ă elles). (III) Une Ă©querre rigide, avec sucre placĂ© au-dessus ou au-dessous de lâextrĂ©mitĂ© libre de la barre horizontale. (IV) Une barre transversale munie dâun pivot en son milieu, sous la forme dâune vis que nous dĂ©signerons par T5. Le sucre est placĂ© dâabord au-dessus ou au-dessous de lâun des bouts, pouvant ĂȘtre « monté » ou « descendu » selon que lâenfant tire ou pousse lâautre bout. Le pivot peut ĂȘtre dĂ©placĂ© en des trous sâĂ©chelonnant entre T1 (au-dessous ou au-dessus du sucre) et T9 (sur lâautre extrĂ©mitĂ©) et le sucre lui-mĂȘme peut ĂȘtre dĂ©placĂ© plus ou moins haut pour analyser le rayon dâaction de la barre. (V) MĂȘme barre, que nous appellerons alors B, accompagnĂ©e dâune barre libre A dont le sujet est appelĂ© Ă se servir pour actionner la barre B et faire monter ou descendre le sucre ; la barre A joue donc ici exactement le rĂŽle que remplit le doigt de lâenfant dans lâĂ©preuve IV et il le dit parfois lui-mĂȘme. (VI) Les barres A et B sont pareilles Ă celles de V, mais articulĂ©es et non pas sĂ©parĂ©es : le sucre est placĂ© au-dessus ou au-dessous de lâextrĂ©mitĂ© libre de B mais peut ĂȘtre dĂ©placĂ©, ainsi que les pivots, pour lâanalyse des rayons dâaction de la barre (VII, VII bis ou VII ter, etc.). Le dispositif prĂ©sente maintenant quatre barres, dont deux horizontales et deux verticales et, pour cette Ă©preuve comme pour la prĂ©cĂ©dente, la question prĂ©alable consiste Ă demander Ă lâenfant de placer lui-mĂȘme les pivots, Ă©tant entendu quâil doit tirer ou pousser la barre A et que le sucre est placĂ© au-dessus ou au-dessous de lâextrĂ©mitĂ© libre de D. Le problĂšme pour le sujet sera de comprendre (par tĂątonnements actifs ou par infĂ©rence) quâil faut tirer A pour faire descendre lâextrĂ©mitĂ© de D et non pas pousser A pour faire descendre le sucre comme en VI. Dispositif VIII ou VIII bis, etc. : on ajoute deux barres de plus : dâoĂč six barres (et huit en IX, Ă©ventuellement dix en X, etc.). Le sujet place lui-mĂȘme les pivots (avec comme prĂ©cĂ©demment analyse du pourquoi des blocages en cas de pivots sur les verticales comme sur les horizontales), et il sâagit de trouver quâen VIII comme en VI il faut tirer A pour faire monter le sucre sur B et F (ou lâinverse avec huit barres en IX, etc.). Le problĂšme devient donc celui dâune loi dâalternance (tirer pour monter avec 1, 3 et 5 vis ou pivotements horizontaux donc 2, 6 ou 10 barres, et tirer pour descendre avec 2, 4 et 6 vis donc 4, 8 ou 12 barres), cette loi Ă©tant due Ă la non-commutativitĂ© des rotations et translations.
1. Le niveau IA
Voici dâabord des exemples :
Jer (4 ; 10) est priĂ© de « monter » une petite boĂźte avec une barre (en longitudinal) : il le fait avec une main. « Et avec la barre ? â (Il pousse dâune main la boĂźte et de lâautre la barre.) â Mais en poussant la boĂźte avec la barre ? â (Il avance le bĂąton jusquâĂ la boĂźte, sâarrĂȘte et pousse celle-ci Ă la main.) â Câest la barre qui pousse la boĂźte ? â (Cette fois rĂ©ussite.) â Et en tenant seulement lĂ (barre transversale, en dĂ©signant lâextrĂ©mitĂ© opposĂ©e Ă la boĂźte) ?â (Il pousse toute la barre, sans rotation.) â On peut la faire monter avec ça (IV = barre avec pivots) ? â Non, ça (vis) ça ne bouge pas. â (DĂ©monstration.) â Et il descendra ? â Oui (il le fait en mettant le sucre sous lâune des extrĂ©mitĂ©s de la barre et en poussant lâautre). â Comment as-tu fait ? â (Il mime correctement.) Comme ça. â Ton doigt fait comment ? â Mettre le sucre en bas. â Mais le doigt doit aller oĂč ? â En bas. » Une semaine aprĂšs, on reprend la barre Ă pivot (position transversale) avec le sucre au-dessus de lâune des extrĂ©mitĂ©s : « Quâest-ce quâon avait fait ? â Comme ça (il tire correctement lâautre extrĂ©mitĂ© et fait monter le sucre). â (On met celui-ci en dessous.) Et si on poussait ? â On le met en bas. â Tu peux me montrer ? â (Il pousse vers le haut et baisse la boĂźte.) â OĂč le doigt doit aller ? â En bas. â (On cache le sucre avec un papier.) â OĂč il doit aller le doigt (en montrant lâextrĂ©mitĂ© visible) ? â En bas. â Montre. â (Il pousse vers le haut.) Comme ça. â Tu peux le dire, oĂč il faut aller avec le doigt ? â Je ne sais pas. â Dis-moi oĂč je dois aller avec mon doigt ? â En bas. » On place ensuite le sucre au-dessus dâun bout de la barre Ă pivot : « Comment faire pour monter le sucre ? â Ăa ne va pas, il y a la vis. â Quoi faire ? â Enlever la vis. â (On montre le pivotement avec la vis en T3.) â Et si on la met lĂ (en T7) ? â Non, parce que câest trop petit. â Et au milieu ? â Oui (essai). Non. â Regarde. Ăa marche ? â Oui. â Pourquoi ? â Parce que la vis est lĂ . » Aucune idĂ©e des changements de rayons dâaction lorsquâon en modifie la position.
Mur (4 ; 6) pousse dâemblĂ©e un morceau de sucre avec la barre (longitudinale) puis en poussant celle-ci transversalement (ce quâon demandait). « Que fait ton doigt ? â Je lâai avancĂ©. â Comment as-tu fait ? â Comme ça (mime). â Explique mieux. â Je monte et puis la barre elle est toute droite. » Mais elle nâarrive pas Ă dire que, pour faire avancer le sucre, elle a appuyĂ© sur la barre en la tenant transversalement, sans se borner Ă la faire « avancer ». Pour lui montrer la diffĂ©rence on pousse la barre en touchant du doigt son extrĂ©mitĂ©, ce qui la fait tourner sans agir sur le sucre. « Fais comme moi, â (Elle sâexĂ©cute bien.) â Quelle est la diffĂ©rence ? â La barre Ă©tait toute droite et celle-ci nâest pas toute droite. â Pourquoi ? â ⊠â Tu as fait pareil avec tes doigts ? â Autrement. â Fais-le encore (elle le fait) et fais faux (elle le fait). â Alors ? â Parce que la barre monte et le sucre ne monte pas. Avant le sucre monte. » On lui donne ensuite la double barre en Ă©querre, mais au lieu de pousser le sucre par la branche transversale, elle retourne lâĂ©querre et pousse par lâune des extrĂ©mitĂ©s libres comme sâil sâagissait dâune barre isolĂ©e. Ă la sĂ©quence suivante, par contre, (Ă 4 ; 9) elle pousse simplement lâĂ©querre en avant. Avec la barre Ă pivot (IV) elle prĂ©tend ne pas pouvoir faire monter le sucre « parce que vous avez mis ça (la vis au milieu) et ça fait comme ça (elle veut montrer que cela rĂ©siste mais elle la fait pivoter sans le vouloir. TrĂšs intĂ©ressĂ©e elle sâĂ©crie : Ăa bouge en tournant ! â Tu peux faire monter ? â Non (mais elle pousse puis tire) il a monté ! â OĂč va ton doigt ? â (Montre une poussĂ©e vers le milieu, donc contre la vis.) LĂ . â Pourquoi ? â Parce que la barre monte. â Il bouge ? â Oui. â Quel chemin fait-il ? â (Elle montre un trajet qui suit la barre, de lâextrĂ©mitĂ© au milieu, puis qui descend face Ă la vis.) â Et le sucre ? â (Trajet symĂ©trique le long de lâautre cĂŽtĂ© de la barre jusquâau milieu et dĂ©part vers le haut Ă partir de la vis). » Avec le dispositif VI, barre transversale B Ă pivot fixĂ©e Ă une barre longitudinale A, elle pousse celle-ci, ce qui fait descendre le sucre sous son extrĂ©mité : « La barre (B) est descendue. â OĂč ? â LĂ (Ă gauche). â Et comme ça (on met le sucre au-dessus de lâextrĂ©mitĂ©), fais monter le sucre. â (Elle pousse Ă nouveau au lieu de tirer : le sucre ne bouge pas). » Pas de rĂ©ussite. Dans la suite elle fait osciller A Ă gauche et Ă droite.
Ana (5 ; 0) pousse le sucre avec lâextrĂ©mitĂ© de la barre I, puis, en transversal (II) en tenant les deux cĂŽtĂ©s et en poussant par le milieu. Avec lâĂ©querre, elle se sert par moments du cĂŽtĂ© transversal supĂ©rieur, mais surtout dâune extrĂ©mitĂ© libre. Ă 5 ; 3 (seconde sĂ©ance), elle ne sâattend Ă rien avec la barre pivotante IV, puis manipule et rĂ©ussit : « On peut quand mĂȘme un peu le monter. â Comment ? â Je tourne la barre et la barre le pousse. » Mais le trajet supposĂ© du doigt est significatif : il longe la barre jusquâentre le pivot et le sucre et monte obliquement (par confusion avec le sucre). Par contre le trajet du sucre est bien indiquĂ© pour deux situations distinctes. Lorsquâon lui demande de « trouver un truc » avec la vis « pour monter le sucre plus haut », elle se borne Ă vouloir lâenlever. « Et si on le met ici (T2, câest-Ă -dire prĂšs du sucre), ça fera quoi ? â ⊠â Essaie. (Elle le fait.) Ăa monte la mĂȘme chose quâavant ? â Oui. â Aussi haut, plus haut ou moins haut ? â Aussi haut quâavant (alors que le sucre monte Ă peine). â Et comme ça (T8, prĂšs du doigt) ? â ⊠â Essaie. â (Elle le fait.) Le sucre monte Ă la mĂȘme hauteur (alors que bien plus haut). »
Le double intĂ©rĂȘt de ces sujets si primitifs est la limitation de leurs pouvoirs dâaction et les dĂ©formations de leur prise de conscience. Du premier de ces deux points de vue le fait marquant est la difficultĂ© Ă prĂ©voir la rotation de la barre Ă pivot (IV) ; mĂȘme lorsque cet effet est obtenu par hasard par Mur, celle-ci nâimagine pas pour autant que cela puisse faire monter le sucre. Quant Ă la prise de conscience, elle traduit de maniĂšre remarquable ce manque de comprĂ©hension de la rotation : lorsque le sujet a bien rĂ©ussi par imitation Ă faire pivoter la barre IV, il ne conceptualise pas pour autant le mouvement de son doigt Ă lâune des extrĂ©mitĂ©s de la barre comme Ă©tant de sens inverse au dĂ©placement du sucre Ă lâautre extrĂ©mitĂ©, mais croit que le doigt est allĂ© « en bas » si le sucre a baissĂ©. On pourrait penser que lâenfant ne comprend pas la question comme lorsque Jer rĂ©pond que son doigt doit « mettre le sucre en bas » ; mais quand on prĂ©cise quâil sâagit du doigt, ou quâon cache le sucre avec un papier ou encore quand lâexpĂ©rimentateur demande au sujet de lui indiquer oĂč diriger son doigt, Jer continue de rĂ©pondre « en bas », tout en sachant fort bien mimer son propre mouvement vers le haut. De mĂȘme avec la barre pivotante IV, Mur dit bien quâ« elle bouge en tournant », mais son doigt est censĂ© suivre la barre et rejoindre la vis (cause de ces mouvements), tandis que le sucre fait de mĂȘme avant de monter. Ana a beau dĂ©clarer que « je tourne la barre (IV) et la barre le pousse », elle conçoit son doigt comme longeant cette tige puis partant dans la direction du sucre. Bref, la rotation nâest pas mieux conceptualisĂ©e dans la prise de conscience des mouvements du doigt que programmĂ©e dans lâaction effective et ce ne sont pas les rĂ©gulations automatiques ou sensori-motrices qui orientent ensuite celle-ci qui suffisent Ă remĂ©dier aux dĂ©formations de la conceptualisation, faute dâun rĂ©glage actif.
Cette difficultĂ© Ă dominer la situation IV tient Ă©videmment Ă lâincomprĂ©hension du rĂŽle des rotations mais peut-ĂȘtre aussi dĂ©jĂ au caractĂšre obscur, pour les sujets de ce niveau IA des transmissions de la poussĂ©e par un intermĂ©diaire en position transversale. Il est, en effet, Ă noter que sâils rĂ©ussissent Ă faire avancer le sucre avec la barre transversale II, ils ne savent pas expliquer comment ils ont fait : Mur se borne Ă une pure description sans allusion Ă lâaction de la barre sur le sucre. Quant Ă lâĂ©querre III, ces sujets prĂ©fĂšrent en gĂ©nĂ©ral pousser le sucre avec une extrĂ©mitĂ© libre, donc avec une barre placĂ©e longitudinalement (Mur, etc., et en partie Ana). Il y a donc dans les deux cas, ou bien une prĂ©fĂ©rence pour les actions longitudinales, ou bien une rĂ©ussite en transversal mais par rĂ©gulations automatiques, sans conceptualisation de la transmission.
Il va de soi quâen ces conditions les effets dâun changement de position du pivot dans le dispositif IV ne sont prĂ©vus en rien : câest ce que montrent les rĂ©actions de Jer et de Ana, celle-ci allant jusquâĂ affirmer que le sucre est montĂ© « à la mĂȘme hauteur » avec des pivots en A8 et en A2 ou A5 alors quâelle perçoit Ă©videmment la diffĂ©rence notable.
2. Le niveau IB
Il y a prise de conscience adéquate des mouvements du doigt avec la barre pivotante (IV) dont la rotation est prévue ou immédiatement comprise, mais toujours incompréhension des effets du déplacement de la vis et échec au dispositif VI :
Cor (5 ; 9), aprĂšs avoir poussĂ© le sucre avec la barre verticale (I), le pousse avec lâhorizontale en position (II) mais perpendiculaire et en utilisant dâabord deux doigts dont un au milieu de la barre. Avec la barre pivotante IV, elle appuie dâemblĂ©e au-dessus de lâun des cĂŽtĂ©s pour faire monter le sucre de lâautre. « Comment tu as eu lâidĂ©e ? â Parce que ça peut tourner. â Et si le sucre est lĂ (en dessous mais sans vis) ? â (Elle pĂšse dâun doigt sur le milieu comme pour remplacer la vis et pousse lâextrĂ©mitĂ© libre avec un autre doigt : dâoĂč pivotement.) â Tes deux doigts bougent ? â Seulement celui-ci. â Et lâautre, Ă quoi il sert ? â ⊠â (On met la vis : elle agit de mĂȘme.) â Comment tu faisais avant ? â Avec les deux doigts : je pressais. Câest plus facile avec les doigts parce que ça ne glisse pas avec la barre. » On met le sucre Ă peu prĂšs face Ă la vis, ce qui force Ă la dĂ©placer : Cor le fait mais du mauvais cĂŽtĂ©, dâoĂč un segment de tige bien trop court. TĂątonnements et finalement rĂ©ussite mais lorsquâil sâagit de faire de mĂȘme avec une double tige VI elle place la vis sur la branche verticale A, dâoĂč impossibilitĂ© de la monter et dĂ©viations lors de pivotements latĂ©raux. Lors dâune seconde sĂ©ance (une semaine aprĂšs) elle fait de mĂȘme et varie longuement la position de la vis sur A, sans parvenir Ă dĂ©placer le sucre faute de pouvoir faire pivoter B vers le haut. Lorsque lâon place la vis en B, Cor se borne Ă pousser A sans parvenir Ă le tirer pour faire monter le sucre. Avec le dispositif VII elle agit directement du doigt sur lâextrĂ©mitĂ© portant le sucre.
Mar (5 ; 4) avec la barre pivotante IV prĂ©voit quâ« on ne peut rien » puis essaie et constate quâ« elle bouge penchĂ©e, elle tourne. â Que fait ton doigt ? â Il bouge avec la barre. â OĂč va le sucre ? â En haut. â Et le doigt ? â En bas, de lâautre cĂŽtĂ© de la barre », puis il dĂ©place la vis et constate le changement. On lui donne en plus une barre libre A (V) quâil nâemploie quâavec hĂ©sitations et comprĂ©hension insuffisante et il fixe au support, avec une vis, sa jointure avec B dĂ©jĂ muni dâun pivot : dâoĂč lâimmobilisation du tout.
Pie (6 ; 8) utilise comme Mar la barre transversale perpendiculairement, mais prĂ©voit dâemblĂ©e que la barre pivotante bougera « comme ça (geste de rotation), elle circule. â OĂč vont ces deux cĂŽtĂ©s ? â LĂ et lĂ (juste). â Et ton doigt ? â Il tire et arrive lĂ (juste) ». Pour les variations de position du pivot, il semble en apparence comprendre ce qui se passera si on le dĂ©place dâun cĂŽtĂ©, mais pas de lâautre et lors de la seconde sĂ©ance (dispositif V) il met le pivot vers le haut de A ce qui empĂȘche de le pousser, puis il le met en B8 mais pense quâen tirant A un petit objet placĂ© entre le pivot et lâarticulation « montera avec la barre » au lieu de descendre. Pour le dispositif VII (
Aâ) il tire A en croyant faire monter le sucre en D puis au lieu de pousser il met un pivot en C comme en B, dâoĂč immobilisation. AprĂšs quoi il en met sur deux ou mĂȘme trois Ă©lĂ©ments successifs, etc. Ric (6 ; 1 ) met immĂ©diatement le pivot au milieu de IV et tourne la barre : il la tire pour faire monter le sucre et montre le mouvement du doigt. Mais en dĂ©plaçant le pivot de T5 (milieu) Ă T3, il dit « Ăa ne va pas tout Ă fait » et le met Ă T1 ou T2 et tourne la barre vers le haut pour atteindre le sucre au-dessus de lâautre extrĂ©mité ; mĂȘme conduite avec VI : « Câest une montre (rotation de A de 6 h Ă 3 h : les trois quarts du cadran) ». Avec VII : deux pivots (A et B), dâoĂč Ă©chec.
Fit (7 ; 4) rĂ©ussit dâemblĂ©e au maniement de la barre pivotante IV et dĂ©crit bien ses mouvements. Avec V par contre il utilise dâabord la barre indĂ©pendante A pour pousser directement le sucre, puis pour peser latĂ©ralement contre le bout de la barre B comme sâil sâagissait de son doigt. Lorsquâon passe Ă VI il pousse au lieu de tirer : le sucre reste immobile. Ă la seconde sĂ©ance lorsquâon demande de modifier le pivot en IV il en met dâabord deux, dâoĂč lâimmobilisation, puis un seul mais en concluant « Non ça bloque aprĂšs ça (A4). »
Ces sujets comprennent dâemblĂ©e lâaction de la barre transversale II et prĂ©voient ou saisissent dĂšs le dĂ©but de la manipulation que la barre pivotante IV va « tourner » (Cor) et ils prennent conscience du fait que leur doigt se dirige, dâun cĂŽtĂ© de la barre, en sens inverse du sucre qui est dĂ©placĂ© par lâautre extrĂ©mitĂ©. Cor, Ă 5 ; 9, fait mĂȘme tourner cette barre avant dây mettre une vis et se sert de lâun de ses doigts comme pivot en poussant la tige avec un autre doigt. Mais ce dĂ©but de rotation qui apparaĂźt Ă ce niveau comme nous lâavions vu jadis avec des plaquettes 2 nâĂ©quivaut encore nullement Ă un mouvement circulaire dont le centre de la circonfĂ©rence serait constituĂ© par la vis servant de pivot : dâoĂč lâincomprĂ©hension complĂšte des effets dâun dĂ©placement de ce pivot et mĂȘme du rĂŽle causal gĂ©nĂ©ral de celui-ci. Fit Ă 7 ; 4 encore met mĂȘme deux vis sur la tige isolĂ©e IV. Il va de soi, a fortiori, que le dispositif VI (deux barres articulĂ©es) ne donne lieu Ă aucune rĂ©ussite, les sujets allant jusquâĂ immobiliser la barre A quâil sâagirait de tirer ou pousser, comme si les vis avaient par elles-mĂȘmes un pouvoir de faire tourner ou de favoriser nâimporte quel mouvement, et ne jouaient pas simplement le rĂŽle de centre de pivotement.
Au total, les progrĂšs accomplis Ă ce niveau IB consistent donc en une comprĂ©hension des effets de la rotation de la barre IV, mais non pas du rĂŽle causal des pivots. Pour nous assurer de lâindĂ©pendance de ces deux facteurs, et pour mieux relier les situations II et IV, nous avons demandĂ© Ă certains sujets de faire monter le sucre en II autrement que par une translation tranversale de la barre, et cela en plaçant un obstacle face Ă son extrĂ©mitĂ© libre : en ce cas il ne reste quâĂ tirer celle-ci en imprimant alors Ă la barre un mouvement de rotation qui dĂ©place le sucre. Or, cette question nâest effectivement rĂ©solue quâau niveau IB et demeure incomprise des sujets en IA.
3. Le niveau IIA
Compréhension des effets du déplacement des pivots en IV et de la situation V, mais échec aux dispositifs VI, etc. :
Val (7 ; 5). Barre IV : « On peut faire comme ça (pousser sous le sucre). â Et par lâautre bout (elle le tire dâemblĂ©e). â Comment as-tu fait ? â Je lâai fait monter, jâai reculĂ© un peu le doigt. Câest ça (vis) qui lâa fait monter. â Et si le sucre est lĂ (un peu plus haut) ? â On ne peut pas⊠On pourrait prendre ça (partie de droite de la barre â sous le sucre) pareil, mais un peu plus long. â (On lui donne une barre un peu plus longue : elle fixe le pivot en T1 et fait pivoter.) â Je lâai fait monter. â Et si on mettait le clou ailleurs ? â Jusque-lĂ (T4), ça irait, aprĂšs plus (parce que la partie de droite de la barre serait trop courte). â Et lĂ (T7) ça (la partie de droite) monterait ? â Un petit peu. â Et lĂ (plus loin) ? â Ăa monte trĂšs peu. â Et lĂ (plus loin) ? â (Elle essaie.) Ăa ne va pas : câest trop petit. » MĂȘmes prĂ©visions justes dans lâautre sens. On passe au dispositif V : elle fait correctement monter et descendre le sucre : « Câest comme si câest avec mon doigt et ça fait pareil. » Puis on utilise le dispositif III (Ă©querre) : elle pousse le sucre de bas en haut sur la branche horizontale en tenant la verticale, puis elle fait tourner celle-ci sur la droite pour dĂ©placer le sucre en laissant lâangle (sommet) de lâĂ©querre sur place, etc. Mais avec le dispositif VI elle met dâabord le pivot sur A, qui ne peut alors que pencher dâun cĂŽtĂ© ou de lâautre, puis sur B, mais en continuant Ă dĂ©placer A latĂ©ralement : aucune assimilation Ă V mais en partie Ă III.
Isa (7 ; 8) met dâemblĂ©e un pivot sur la barre IV, et au milieu ; elle fait monter et descendre le sucre en dĂ©crivant bien ses mouvements : « Le sucre monte et moi je descends », etc. Pour un sucre trop haut, elle propose dâabord un pivotement dans lâautre sens qui ferait tout le tour (de 3 h Ă 1 h). « On peut changer quelque chose ? â La vis ! La changer de trou ! (Elle la met en T1 et sans essayer corrige en T3 et rĂ©ussit.) » « Pourquoi pas ici (T1) ? â Parce que je ne peux pas (atteindre le sucre). » Etc. : bonne Ă©valuation des rayons dâaction. Par contre avec VI elle ne parvient quâĂ pousser et non Ă tirer (pour un sucre juste au-dessus de B), etc., et nâarrive pas Ă disposer les pivots.
Dam (7 ; 10). IV : rotation et description correctes. Sucre plus haut : « On nâa quâĂ aller un peu plus loin (il dĂ©place le pivot de T5 Ă T4 puis T1). LĂ (T4) il y a un plus petit bout pour monter que lĂ (T1). Ici (T4) on peut monter un moins long bout. » MĂȘme comprĂ©hension dans lâautre sens : « Ici (T8) ça descend plus. » Avec V mĂȘmes rĂ©actions quâavec IV. Par contre avec VI il ne sait pas oĂč placer les pivots (il commence par en mettre sur A et B) et quand on le met sur B il ne tire pas A, mais le rabat contre B pour monter le sucre. Il se livre aussi Ă diverses tentatives pour rendre lâarticulĂ© rigide, etc. Puis, dans ses manipulations il dĂ©couvre la rotation par hasard et lâutilise ensuite. On passe Ă VII mĂ©lange de rares rĂ©ussites fortuites et de nombreux Ă©checs dont lâidĂ©e quâen tirant A « on descend toutes les barres ». Il en vient Ă bloquer tout en mettant des pivots sur A, B, C et D !
Fra (8 ; 8) passe facilement de IV Ă V en inclinant B dâabord par une pression latĂ©rale de la barre libre A, puis par des poussĂ©es perpendiculaires, mais ne retrouve pas ces solutions en VI et essaie simplement de tourner le dispositif, etc.
Mio (8 ; 5) met correctement un pivot en IV : « On appuie et on fait descendre pour faire (monter de lâautre cĂŽtĂ© et) avancer le sucre. » En V il commence par pousser au lieu de tirer quand le sucre est au-dessus du bout de B, puis se corrige aussitĂŽt spontanĂ©ment en poussant de lâautre cĂŽtĂ©. Mais pour VI il accole A contre B, etc., et quand on propose un pivot en B : « Je crois que ça ne va pas rĂ©ussir », puis est trĂšs Ă©tonnĂ© du succĂšs. « Pourquoi ça monte ? â Parce quâil y a une vis. â Tu peux expliquer mieux ? â Je lâai dans ma tĂȘte mais je nâarrive pas Ă expliquer. » Par contre il prĂ©voit bien les effets des dĂ©placements du pivot de B2 Ă B1 : « Ăa monterait un peu, un peu plus, etc., encore plus. » Pour le dispositif VII (4 barres) il place un pivot sur la barre verticale, et dit ensuite : « Je me demande pourquoi ça ne bouge pas » comme si nâimporte quel pivot devait favoriser les mouvements. Puis il met un pivot en C (vertical) et un autre en D (horizontal) : « Ăa ne bouge pas non plus. » Et ainsi de suite jusquâĂ la fin.
Rie (8 ; 8) passe aisĂ©ment de IV Ă V, mais pense quâen VI un pivot sur B (horizontal) « Ăa ne va pas, parce quâon ne peut pas bouger ». Il ne voit donc aucun rapport avec V et lorsquâen voulant enlever le pivot il remue B par hasard et dit « Ah jâai trouvĂ© le truc », il prĂ©tend avoir procĂ©dĂ© comme suit : « On pousse en haut jusquâĂ ce que ça bloque, et aprĂšs on tire (fort) pour prendre de lâĂ©lan. » AprĂšs quâil eut vu les effets de la poussĂ©e (« si on fait monter le doigt, ça fait descendre la barre automatiquement »), on lui prĂ©sente le dispositif VII (4 barres) avec les pivots dĂ©jĂ placĂ©s en B et D. Il demande alors dâautres vis : « Je vais en mettre dans tous les trous. Câest difficile : je plains les autres. Si câest vissĂ© partout (= si le dispositif est fixe) ça monte comme ça (dâun bloc). » Pour le rendre mobile, il dĂ©place la vis de D Ă C (verticale) et en ajoute une troisiĂšme Ă C ; aprĂšs quoi il enlĂšve tout. Ă la seconde sĂ©ance il tĂątonne longuement avant de dĂ©couvrir que seules les vis sur les barres horizontales fourniront la solution. Cela acquis (mais « câest dur Ă expliquer ») il applique cette rĂšgle Ă VII ter (escalier) : « Je sais dâavance quâil faut les mettre lĂ (B et D) » et il dĂ©crit adĂ©quatement les effets de proche en proche : « Toutes montent et descendent mais pas dans lâordre. Pour monter : (A) monte, (B) descend, (C) descend et (D) monte » et lâinverse pour descendre ce qui le rapproche du niveau IIB. Avec 6 barres il est perdu et ne comprend pas pourquoi il faut tirer la premiĂšre pour monter le sucre sur la derniĂšre : « Je ne sais pas. Il faut demander au Shah de Perse ! »
LâintĂ©rĂȘt de ces sujets est quâils comprennent en partie les effets des dĂ©placements du pivot en IV ou V, en tant que modifiant le rayon dâaction de la partie libre de la barre pivotante (ce que Isa et Dam parviennent mĂȘme Ă faire spontanĂ©ment), mais quâils nâen tirent aucune comprĂ©hension des rapports, pourtant Ă©vidents en apparence, entre les situations V (une barre pivotante B actionnĂ©e par une barre indĂ©pendante A) et VI (les mĂȘmes mais articulĂ©es).
La raison en est sans doute double. En premier lieu lorsque le sujet dĂ©place le pivot il Ă©value essentiellement le nouveau rayon dâaction en termes de longueurs : « on nâa quâĂ aller plus loin », dit Dam en passant de T5 Ă T4 ou T1, ce qui allonge la partie de la barre entre le pivot et le sucre, ou « ça monterait un peu plus » comme sâexprime Mio. Mais, sâil sâagit bien lĂ en fait dâune rotation de quelques degrĂ©s, ce quâen retient le sujet en parlant de « tourner » (dĂšs le niveau IB), câest avant tout le passage de la position initiale Ă une position oblique finale, aisĂ© Ă comprendre dans le cas de barres libres (IV et V), mais beaucoup moins si elles sont articulĂ©es (VI) et si la barre transversale A (ou horizontale) paraĂźt ainsi liĂ©e une fois pour toutes (Ă 90°) Ă la barre longitudinale (B) ou verticale.
En second lieu, lorsque lâenfant passe de la situation IV Ă la situation V, il substitue simplement une barre libre Ă son doigt : « Câest comme si câĂ©tait avec mon doigt et ça fait pareil », dit Val. Il nâa donc pas Ă se demander la trajectoire exacte de ce doigt dont il retient seulement quâil pousse ou tire le bout de la barre pivotante (IV) et, lorsquâil emploie une autre barre A Ă la place de son doigt pour faire de mĂȘme il commence souvent comme au niveau IB par sâen servir latĂ©ralement ou un peu obliquement pour agir sur B avant de la placer perpendiculairement 3. Dans le cas VI au contraire la barre A, dĂ©jĂ liĂ©e Ă B, est Ă monter ou descendre par une translation (avec lĂ©gĂšre dĂ©viation) pour produire une rotation mĂȘme si celle-ci nâest encore comprise que comme un lĂ©ger pivotement. Il y a donc hĂ©tĂ©rogĂ©nĂ©itĂ© cinĂ©matique beaucoup plus grande entre le mouvement exigĂ© sur A et le dĂ©placement prĂ©vu sur B, puisquâil sâagit de deux barres liĂ©es, mais de positions et mouvements diffĂ©rents et non pas dâune barre actionnĂ©e du dehors par un doigt ou par une barre tenue Ă la main, mais avec continuitĂ© dynamique et cinĂ©matique due Ă un rapprochement prĂ©alable comme dans les conduites instrumentales courantes. En un mot, dans le cas du dispositif V la barre libre A est un instrument aux mains du sujet qui le dirige comme il lâentend en tant que prolongement de son action propre pour faire tourner B, tandis quâen VI, la barre A est Ă la fois connectĂ©e Ă B, mais en position obligĂ©e de translation devant produire une rotation, cette hĂ©tĂ©rogĂ©nĂ©itĂ© intĂ©rieure au systĂšme, qui par ailleurs constitue un tout indissociable, constituant alors une difficultĂ© nouvelle et dâabord insurmontable : dâoĂč la tendance frĂ©quente Ă rabattre ou coller A contre B (Dam, Mio, etc.) comme au niveau IB pour nâavoir quâĂ pousser le tout (les deux ensemble), ou encore la tendance Ă rendre rigide lâarticulĂ© pour dĂ©placer Ă©galement le tout Ă la fois en un seul mouvement (Dam, Fra, etc.). Certains sujets veulent de mĂȘme supprimer tout pivot sur B pour quâil se dĂ©place en translation comme A, de maniĂšre Ă rendre leurs mouvements homogĂšnes. Dâautre part, lorsque B pivote, ils ont peine Ă analyser les dĂ©placements de ses deux extrĂ©mitĂ©s, comme ils le font facilement pour la barre isolĂ©e IV, et cela Ă nouveau faute de coordonner la translation de A et la rotation de B, parce quâĂ la fois liĂ©es et hĂ©tĂ©rogĂšnes.
Quant aux dispositifs VII, etc., le sujet Ă©choue a fortiori, puisque, Ă cette coordination de rotations et translations hĂ©tĂ©rogĂšnes dĂ©jĂ manquĂ©e pour le dispositif VI sâajoutera dĂšs le VII un processus dâalternance dĂ» Ă la non-commutativitĂ© des translations et rotations, comme nous y insisterons Ă propos du sous-stade IIB oĂč ce nouveau problĂšme nâest pas encore rĂ©solu.
4. Le niveau IIB
Réussite de VI aprÚs V et échec à VII, etc., ou réussites partielles mais aprÚs de nombreux tùtonnements :
Eri (9 ; 3) fait pivoter la barre IV puis avec une barre libre (V) la tient perpendiculairement vers le bout de la premiĂšre et fait correctement descendre le sucre en poussant ce bout par-dessous puis monter en poussant par-dessus : « Câest lâinverse. â Et pour que ce soit plus facile ? â (Il met une vis au point de jointure entre A et B, sans traverser le support donc pour assurer une articulation.) â Pourquoi ? â Pour maintenir les deux barres (ce qui donne VI). â Comment ça bouge ? â La vis le fait aller en haut. â Toute la barre ? â Non, pas cette partie (entre le pivot et lâarticulation) ; elle descend et lâautre monte. â (On met le sucre par-dessous.) Fais-le descendre. â On pousse (A). » Par contre pour le dispositif VII il met dâabord des pivots au milieu de B, de C et de D. « Quoi faire ? â Tirer, mais ça nâira pas, celui-lĂ (C5 donc en vertical) retient. Câest les vis qui sont sur les barres horizontales qui tiennent (= font pivoter), les vis sur les barres verticales retiennent (= bloquent). â Et si on change de point de vue (en poussant A latĂ©ralement) ? â Câest celui-lĂ qui retient (horizontal). » Il place donc bien les pivots, mais prĂ©voit quâen poussant A, « tout va descendre aprĂšs (B5). â Câest possible ? â Non, la partie de (D) Ă gauche descendra (juste). » Mais pour les 6 barres de VIII il ne raisonne plus de proche en proche et dĂ©compose le mouvement dâune vis Ă lâautre mais sans alternance, donc en se trompant de sens.
Cla (9 ; 8) se sert de la barre libre en V comme il lâa fait de ses doigts en IV : latĂ©ralement puis ensuite perpendiculairement. Avec le dispositif VI il commence de mĂȘme par pousser A de cĂŽtĂ© et le plaquer contre B pour pousser le sucre. « Que se passe-t-il si on met ça (pivot sur B5) ? â On ne peut pas le bouger, non, ça va, ça tourne » mais il pousse encore A de cĂŽtĂ©, puis le tire : « Si je tire ça (A) descend et ça (B), ça monte. â Et ce papier (quâon place entre le pivot et lâarticulation) ? â Il monte avec la barre (faux). â Et pour descendre le sucre ? â Je monte ça (A) ». Dans le souvenir aprĂšs une semaine il retrouve le principe et place le pivot et B8 puis B5. « Si tu le mettais ici (B8) ? â Ăa monterait moins haut parce que ça ne fait pas assez allongĂ© pour monter. Il faut le mettre plus en arriĂšre (B5) ». On prĂ©sente ensuite VIII ter (escalier comme VII ter mais Ă 3 marches et 6 barres) : il place correctement les pivots sur chaque barre horizontale (soit 3). « Si on tire ça (A), ça (B Ă gauche) descend (juste), et descend ça (E) et fait monter ça (F). » On voit que si les prĂ©visions sur E et F sont par hasard justes, Cla nâa plus raisonnĂ© de proche en proche et encore moins compris la loi dâalternance. Lorsquâon demande lâaction de chaque barre sur la suivante, Cla rĂ©pond, en effet, correctement de A Ă C, puis gĂ©nĂ©ralise « et les autres comme ça ». On prĂ©sente alors VII (4 barres) et Cla prĂ©voit, sans doute par analogie avec VI, que pour monter le sucre en D il faut tirer A : « (A) descend, (B) descend, (C) tourne, (D) montera. â Fais-le. â (Essai.) Ah non, (A) monte, (B) descend, (C) tourne et (D) montera parce que la vis tient. â Et pour descendre le sucre ? â (A) descend, (B) tourne, (C) elle tourne elle ne descend pas et ne monte pas, et (D) descend. â Si (C) ne descend pas, (D) peut descendre ? â Oui. » Cla ne comprend donc visiblement pas le rapport causal au-delĂ du dispositif VI, mais le dessin de VII, qui le force Ă procĂ©der de proche en proche, est juste sauf une un peu trop grande inclinaison de C. On lui demande alors si « tu peux trouver un truc pour savoir toujours ce quâil faut faire pour monter le sucre ? â Chaque fois quâon ajoute 2 barres : 2 barres on tire, 4 on pousse, 6 on tire, 8 on pousse. â Pourquoi ? â Parce quâil y a (toujours) plus de dĂ©tours. » Cela se rapproche donc de la loi dâalternance mais sans comprĂ©hension causale suffisante : preuve en soit quâen reprenant VIII ter, Cla met un pivot en B, en C et en D puis dit : « Non, ça ne peut pas bouger, ah ! si ça bouge pareil quand il y a 2 ou 3 vis ! »
Jos (10 ; 2) avec V : « Jâai poussĂ© une barre sur lâautre et ça le fait tourner. â Dans quel sens le sucre est allé ? â Dans lâautre sens que jâai poussĂ©. » On passe Ă VI, mais il commence lui aussi par vouloir rabattre A contre B (avec un pivot en A9), puis il met un pivot en B9 : câest « comme une articulation, deux os mis ensemble avec de la graisse autour ». Il le met enfin en B5 et comprend la mĂȘme inversion quâen V. Pour le dispositif VII il commence par mettre les pivots B8 seul puis D2 seul, puis plusieurs pivots successifs en C (vertical) dont il voit les inconvĂ©nients : « Si on mettait B4 et C4 ? â Ăa ne marcherait pas, ça ne bouge pas quand on tire. » Il en arrive Ă des pivots sur B et D : « En tirant (A), ça fait tourner (B), ça tire (C vers le haut) et fait tourner celui-lĂ (D vers le bas). » Mais cette interprĂ©tation finale nâest en rien gĂ©nĂ©ralisĂ©e Ă VIII : il met un pivot en E (vertical !) et deux en F « parce que (D) tire (E) et fait tourner (F) ». AprĂšs essais : « Ăa bloque en (C et D). Tout est trop serrĂ©. » AprĂšs ces tĂątonnements il trouve la solution : pivots en B, D et F. « Et en gĂ©nĂ©ral ? â Si jâavais plus de barres, dans chaque creux et chaque bosse il y a une vis, il nây en a pas au long des cĂŽtĂ©s. â Pourquoi avec 4 barres il fallait pousser pour monter le sucre ? â Il y avait moins de barres (il dĂ©crit de proche en proche). â Et avec B6 ? â Il faudrait tirer. â Comment le sais-tu ? â Par hasard. »
Did (10 ; 5), aprĂšs utilisation de V, veut se servir de VI en reliant les deux barres perpendiculaires par une transversale pour les tenir, puis ajoute : « Jâaurais pu serrer la vis (articulation AB). â Trouve autre chose. â (Il met un pivot en B5, puis le place en B2 parce que) On avait vu avant que ça fait plus long et monte plus loin. â Que faire pour monter le sucre ? â Je dois la tirer (A = juste). â Et pour le faire descendre ? â Pousser vers le haut. » Pour VII (en seconde sĂ©ance) il veut aussi dâabord le rendre rigide, ce qui faciliterait tout, puis il met les pivots en BS et DS et anticipe en apparence justement : « Je pousse en haut pour le faire monter et pour descendre je tire. â Comment le sais-tu ? â Jâai pris un peu du principe de lâautre (VI oĂč câest lâinverse) et aprĂšs je me suis dit que je vais essayer par hasard. » En fait il nâa pas compris et Ă la troisiĂšme sĂ©ance encore il dira le contraire. Ce quâil comprend par contre câest quâ« il ne faut pas quâune barre verticale et une horizontale soient retenues : ça empĂȘche de tourner ». On passe alors Ă VII et Ă VII ter (escaliers, etc., avec 4, puis 8, puis 6 barres) : il rĂ©pond juste pour 4 et 6 barres, faux pour 8 et ne trouve pas de lois, tout en procĂ©dant de proche en proche pour 6 barres (Ă la fin). Ă la troisiĂšme sĂ©ance il pense que pour monter le sucre en D il faut tirer et justifie lâidĂ©e par un faux raisonnement de proche en proche : en tirant A « ça fait descendre ça (lâarticulation AB) et monter ça (BC) et la barre (C) et aussi (D). â Tu es sĂ»r ? â Elle (A) tire en bas (AB) et fait monter (BC), ça fait descendre (CD). â Alors ce coin (BC) monte et (CD) descend : câest Ă©lastique ? â ⊠Ah câest faux, il faut pousser ». Mais lorsquâon reprend un escalier de 6 marches il trouve lâalternance : la verticale A descend, C monte, E descend et le bout de droite de F monte : « Une fois, ça fait monter, une fois ça fait descendre. â Et ça (8 barres) ? â Descendre. â Comment tu le sais si site ? â Comme il y a 4 barres horizontales, si on veut monter le sucre il faut monter. Si le sucre se trouve sur une barre impaire, il faut tirer pour monter. » Did atteint ainsi le stade III Ă la fin de la troisiĂšme sĂ©ance.
On voit quâainsi ces sujets parviennent mais toujours aprĂšs suggestions indirectes Ă passer des situations V Ă VI, soit de façon immĂ©diate (Eri qui relie les deux barres), soit plus ou moins rapidement avec tĂątonnements, et cela revient Ă comprendre la production dâune rotation ou dâun pivotement de B sous lâaction dâune translation (ou quasi-translation) en sens inverse de lâautre cĂŽtĂ© de B. Par contre, la comprĂ©hension de ce dĂ©placement en sens contraire nâentraĂźne en rien celle du dispositif Ă quatre barres VII bien que les pivots soient souvent correctement placĂ©s et la rĂ©ussite pratique frĂ©quemment obtenue. Mais il manque Ă la conceptualisation une interprĂ©tation du rĂŽle des pivots et des barres intermĂ©diaires ou une explication exacte des blocages. Il en va a fortiori de mĂȘme pour les dispositifs VIII, etc., car, dans la succession des effets de A sur B, puis de B sur C, etc., il intervient deux sortes dâinversions. Il y a dâabord celle qui vient dâĂȘtre dĂ©couverte : lâaction dâune translation de A sur la rotation de B qui provoque une orientation de B en sens inverse de celui de la translation. Mais il y a ensuite lâaction de la rotation de B sur la quasi-translation de C, cette barre C Ă©tant dĂ©placĂ©e vers le haut ou vers le bas dans le mĂȘme sens que lâextrĂ©mitĂ© de B au point de jointure BC : or la translation (ou quasi-translation) de C produisant une rotation de D (comme entre A et B) avec inversion selon la signification indiquĂ©e Ă lâinstant, cette nouvelle inversion de C Ă D aboutit donc Ă un changement dâorientation de D en sens contraire de lâinversion de A Ă B. On pourrait comparer cette inversion de lâinversion Ă une application de la rĂšgle des signes (â) Ă (â) = (+), mais elle est plus compliquĂ©e, puisquâelle est un rĂ©sultat de la non-commutativitĂ© des rotations et translations 4. Une quasi-translation agissant sur une rotation (avec inversion selon la premiĂšre signification du terme) produit un effet diffĂ©rent de celui de cette rotation sur la quasi-translation suivante (pas dâinversion), dâoĂč lâinversion entre les rotations successives (B, D, F, H, etc. : B et F dans un sens et D et H dans lâautre, etc.). Or cela constitue une inversion selon une seconde signification du terme, qui revient Ă dire que chaque rotation (ou chaque pivot) inverse le rĂ©sultat de la prĂ©cĂ©dente. On comprend donc que la rĂ©ussite de lâĂ©preuve VI nâentraĂźne nullement celle de lâĂ©preuve VII, etc., sauf Ă raisonner Ă nouveau de proche en proche et Ă sâapercevoir grĂące Ă la continuitĂ© de cette mĂȘme mĂ©thode, que les rĂ©sultats diffĂšrent dâune rotation Ă la suivante.
Or câest prĂ©cisĂ©ment ce que ne font pas ces sujets : leur tendance initiale est naturellement au contraire de gĂ©nĂ©raliser Ă VII ce quâils ont vu en VI, etc., ou de tout recommencer comme sâils nâavaient rien appris et dâaller jusquâĂ mettre parfois des pivots sur les barres verticales et sur les horizontales Ă la fois (Cla et Jos). Certains Ă©noncent cependant la rĂšgle de ne mettre des pivots que sur les horizontales (Eri et Did) mais sans trouver la loi dâalternance et dâautres commencent par des raisonnements de proche en proche, mais en gĂ©nĂ©ralisant trop tĂŽt ce quâils ont vu sur les termes initiaux (Cla et Did avant que, en fin de la troisiĂšme sĂ©ance, il se rapproche du stade III).
En un mot, les sujets de ce niveau parviennent Ă coordonner en VI les translations et les rotations (aprĂšs quâils ont compris, dĂšs le niveau IB que le pivot sert Ă faire « tourner », et, au niveau IIA, que ce changement de direction comporte un rayon dâaction variable dĂ©pendant de la position du pivot), mais ils ne dĂ©couvrent pas encore la non-commutativitĂ© de cette coordination et manquent ainsi la loi dâalternance propre aux dispositifs VII, etc.
5. Le stade III
Le niveau IIIA est celui des dĂ©buts de la solution gĂ©nĂ©rale par raisonnements de proche en proche et celui dâune comprĂ©hension progressive de la loi dâalternance :
Cel (10 ; 5) en passant de III et V Ă VI commence par faire pivoter A puis met le pivot sur B : « En tirant ça fait un cercle puisquâon peut bouger autour de la vis. » Avec VII il tire pour faire monter le sucre comme en VI et dit : « Parce que ça ressemblait Ă lâautre : au lieu dâavoir 2 barres il y en avait 4 mais câest la mĂȘme chose », puis il pousse et explique correctement : « Il y a une vis ici (B5), ça change le sens : parce que câest calĂ© Ă cet endroit, (B) ne peut pas bouger latĂ©ralement. Quand on pousse (A), alors (B) tourne ça fait descendre (C) et tourner (D) qui monte du cĂŽtĂ© du sucre. » On prĂ©sente IX (6 barres) : « Il faut faire le contraire (tirer). Il faut voir comment ça finit, en haut et en bas (il met les vis sur les 3 horizontales et explique de proche en proche). » On met les 6 en escalier : « Tirer parce que (F) doit monter Ă droite. â Et si on en met 2 de plus ? â Tirer : (F) doit monter, alors 9⊠Ah non ça ne marche pas : (F) doit monter, (G) va remonter et (H) va descendre Ă droite. â Alors que faire ? â En rajouter (il en met 2 de plus, dâoĂč un escalier Ă 10 barres :) (I) descendra (si H descend) et (J) montera Ă droite. â Pourquoi ? â Parce que si une descend, lâautre (horizontale) montera puisquâelles pivotent. »
Arc (11 ; 5). V : « Puisquâil y a une vis, ça tourne toujours : ici je descends (la tige libre contre le bout de la barre pivotante) et la barre descend aussi immĂ©diatement ». VI : il met une vis Ă lâangle puis B3 en poussant A latĂ©ralement, puis brusquement : « Je peux faire autre chose (B5 et il tire A). â Comment as-tu trouvé ? â Par hasard : ici (B5) jâai vu que ça pouvait tourner alors logiquement si je tire ça tourne. » Pour VII : il met les vis sur les horizontales puis tire et donne une explication de proche en proche en sâaidant dâun modĂšle formĂ© de barres libres, mais en se fiant Ă une fausse alternance : « (A) descend, (B) monte, (C) descend et (D) monte » ; puis il revient au dispositif articulé : « Câest faux⊠il fallait monter. » Cette fois un dessin : « (A) monte, (B) monte obligatoirement, ah non il descend ici, (C) descend aussi et (D) monte. â Pourquoi (D) monte ? â Parce quâil y a une petite vis (articulation) : (C) descend, ça tient Ă (D) et (D) monte. » On passe Ă 8 barres : il tire A pour faire descendre le sucre en H par un bon raisonnement de proche en proche, mais il gĂ©nĂ©ralise ensuite Ă 6, puis raisonne Ă nouveau et dĂ©duit que « câest le contraire ; il y a moins de barres, il y a un nombre impair de barres. â Vraiment ? â (Il compte) Non, câest pair ». Mais lâidĂ©e quâil avait est sans doute celle quâil exprime enfin : « Une vis il faut tirer (pour monter le sucre), deux il faut pousser ! â Et pour 6 ? â Il faut pousser en bas (= tirer) parce quâil y a un nombre impair de vis », ce qui est exact pour les pivots sur les barres horizontales.
Ude (12 ; 1), de mĂȘme aprĂšs avoir bien compris le dispositif VI et le blocage en cas de vis sur la verticale et lâhorizontale Ă la fois, tĂątonne Ă nouveau pour VII puis dĂ©couvre la loi : « Ăa va ! Je nâaurais jamais prĂ©vu ça ! », et donne une bonne explication de proche en proche. « Alors pour monter le sucre avec deux barres ? â Tirer. â Et avec 4 ? â Pousser. â Pourquoi ? â Câest parce quâil y a deux vis (pivots). â Et pour 5 ? â Tirer parce que câest impair. On pousse quand câest pair. â Pourquoi ? â Quand je pousse (A), ça fait descendre (C) et (CD = lâarticulation C et D) (C) descend autant que (CD) et ça fait monter (D). »
Voici pour comparaison deux exemples du niveau IIIB, dont les deux nouveautĂ©s sont que le sujet place dâemblĂ©e et correctement les pivots sans aucune suggestion et que la comprĂ©hension est complĂšte, la loi dâalternance Ă©tant attribuĂ©e au fait que chaque pivot a pour rĂ©sultat dâinverser lâorientation de la barre :
Ben (14 ; 0) place dâemblĂ©e les pivots sur les barres horizontales en IV V, VI, VII, etc., et trouve dâemblĂ©e quand il faut tirer ou pousser. « Pourquoi ? â Il doit y avoir une loi : la jonction (AB) fait un mouvement, lâorientation de (CD) est diffĂ©rente et ça inverse. » Escaliers : « Si câest un nombre pair (dâangles droits) ça fait un mouvement et impair de lâautre. â Sâil y a un seul angle droit, pourquoi tirer ? â Ăa entraĂźne (B) dans le sens de la montĂ©e Ă cause de la vis. »
Cat (15 ; 0) : « Les vis elles font pivoter les barres. â Quâest-ce qui joue un rĂŽle ? â Les vis et les barres. â Si on a une vis comment faire monter le sucre ? â Tirer. â Et cinq ? â Tirer. â Pourquoi ? â Une fois câest tirer, deux fois câest monter, trois fois tirer, etc. â Et 32 vis ? â Pousser (juste). »
On voit que les sujets du niveau IIIA en arrivent Ă deux dĂ©couvertes corrĂ©latives : la nĂ©cessitĂ© dâun examen de proche en proche pour Ă©viter les gĂ©nĂ©ralisations trop rapides du type « monter-descendre-monter », etc. (cf. Cel : « ah non, ça ne marche pas » ou « il faut voir comment ça finit en haut et en bas » ; ou Ude : « Je nâaurais jamais prĂ©vu ça ») et la non-commutativitĂ© des rapports entre rotation et translation (cf. Arc : B « descend ici, C descend aussi », etc.), dâoĂč la distinction entre les nombres pair et impair de pivots sur les horizontales. Au niveau IIIB, par contre, cette loi est partie dĂ©duite ou reconstruite et pas seulement constatĂ©e, ce qui est le signe de la comprĂ©hension. En dâautres termes le sujet en arrive enfin Ă raisonner sur lâensemble des transformations possibles en fonction des quelques-unes quâil a prĂ©vues et constatĂ©es, donc Ă effectuer des opĂ©rations sur les opĂ©rations, ce qui est le propre des opĂ©rations formelles et ce qui permet alors, mais seulement alors, une programmation complĂšte de lâaction Ă partir de la conceptualisation.
6. Conclusion
I. Cette longue Ă©volution est celle de la comprĂ©hension progressive des rotations et de leur coordination avec les translations. Ă sâen tenir aux conceptualisations (pour ne parler quâensuite de leurs relations avec lâaction), il est en effet clair que les sujets du niveau IA ne recourent encore Ă aucune notion de rotation : non seulement ils ne prĂ©voient pas quâon puisse faire tourner la barre pivotante IV, mais encore, lorsquâils arrivent sur suggestion Ă la faire pivoter, ils ne comprennent pas quâils la font tourner et que par consĂ©quent leurs doigts, en poussant ou tirant lâune de ses extrĂ©mitĂ©s, sâengagent en direction inverse de celle de lâautre extrĂ©mitĂ© ou du sucre : leur doigt est censĂ© sâengager « en bas » si le sucre lui-mĂȘme va en bas, etc.
Le niveau IB marque au contraire un dĂ©but de la comprĂ©hension de la rotation dans ces questions initiales : le sujet sâattend Ă ce que la barre pivotante IV puisse « tourner » (Cor) ou lâadmet rapidement dans le sens de « elle bouge penchĂ©e » (Mar) ou « elle circule » (avec directions opposĂ©es des deux cĂŽtĂ©s : Pie) ; en outre il prend conscience des mouvements opposĂ©s de son doigt et du sucre. Mais il ne conçoit pas encore le pivot de cette barre IV comme un centre de pivotement et lui prĂȘte simplement une sorte de pouvoir auxiliaire de « faire tourner », analogue Ă celui de lâaction propre : aussi bien ne comprend-il pas les effets dâun dĂ©placement du pivot, dans le sens dâune modification du rayon dâaction (dâoĂč lâidĂ©e de Ric qui en met deux Ă la barre IV pour renforcer sa rotation, sans prĂ©voir le blocage, auquel il sâattend par contre Ă tort si lâon met le pivot en deçà de T4). Avec le dispositif V le sujet nâemploie la barre libre quâen poussĂ©e latĂ©rale, et ne gĂ©nĂ©ralise rien dans le cas des dispositifs VI, etc., qui demeurent incompris.
Au niveau IIA il y a progrĂšs dans la comprĂ©hension du pivotement : bien que le pivot demeure chargĂ© dâun pouvoir de faire tourner analogue Ă celui du niveau IB, la longueur sâĂ©tendant entre cette vis et lâextrĂ©mitĂ© active de la barre (celle oĂč le sucre est placĂ©) est comprise comme un rayon dâaction, sans ĂȘtre pour autant dĂ©jĂ le rayon dâune circonfĂ©rence, mais avec un dĂ©but dans cette direction. Par contre, lâopposition reste complĂšte entre la rĂ©ussite de lâĂ©preuve V (barres libres) et lâĂ©chec Ă VI (barres articulĂ©es), du fait quâen V la barre libre A est un instrument aux mains du sujet qui lâapproche de la barre B pour la faire tourner (sans avoir Ă se demander quelle a Ă©tĂ© la trajectoire prĂ©alable de A), tandis quâen VI la barre A, Ă©tant dĂ©jĂ liĂ©e Ă B et formant un tout avec elle, il sâagit de dĂ©composer lâaction en une translation de A et une rotation de B, câest-Ă -dire en deux mouvements hĂ©tĂ©rogĂšnes. Câest donc en rĂ©alitĂ© la diffĂ©renciation et la coordination combinĂ©es de la rotation et de la translation qui font encore problĂšme Ă ce niveau IIA, dâoĂč la tendance Ă plaquer A contre B ou Ă rendre le tout rigide (avec une troisiĂšme barre, ou en serrant la vis dâarticulation, etc.) pour nâavoir plus Ă effectuer quâune translation ou une rotation globales, et non pas les deux Ă la fois en une sĂ©quence continue simultanĂ©ment cinĂ©matique et causale.
Avec le niveau IIB, par contre, ce problĂšme du passage de V Ă VI est dominĂ© plus ou moins rapidement, et il est intĂ©ressant de noter que cette coordination naissante des rotations et translations va de pair avec les dĂ©buts dâune composition analogue oĂč, Ă propos de la poussĂ©e de plaquettes par une tige, on demandait au sujet de prĂ©ciser les trajectoires respectives de toutes deux 5. Mais, comme il va de soi, le sujet nâen conclut pas, en passant des dispositifs VI Ă VII, etc., que cette coordination est non commutative, câest-Ă -dire que si une barre horizontale pivote dans un sens, la suivante le fera dans lâautre sens Ă cause du rapport diffĂ©rent entre une rotation et la translation suivante ou dâune translation et de la rotation qui sâensuit.
Cette loi dâalternance est dĂ©couverte peu Ă peu au niveau IIIA, et en partie expliquĂ©e, en relation, notons-le, avec la comprĂ©hension (dont on voit le caractĂšre tardif) du rĂŽle des pivots, qui ne sont plus jamais placĂ©s sur des tiges verticales, comme il arrive encore au niveau IIA, et qui deviennent le centre possible de rotations complĂštes : « En tirant, ça fait un cercle, puisquâon peut bouger autour de la vis » (Cel). Enfin, au niveau IIIB (quâatteint dĂ©jĂ Ude en fin dâinterrogation), la raison des alternances est saisie, en particulier grĂące Ă la mise en relation des mouvements des barres avec les dĂ©placements des points de jointure eux-mĂȘmes : « La jonction AB fait un mouvement, dit ainsi Ben, lâorientation de CD est diffĂ©rente et ça inverse. »
Au total, de la comprĂ©hension des semi-rotations, qui sâacquiert par le passage du niveau IA au sous-stade IB, et dâune meilleure interprĂ©tation du pivotement au niveau IIA le sujet passe en IIB Ă un dĂ©but de coordination de ces rotations avec les translations puis en IIIA et IIIB Ă la dĂ©couverte et Ă lâexplication de la non-commutativitĂ© de cette composition (loi dâalternance) : on peut bien dire ainsi quâil y a lĂ une Ă©volution continue dans le sens de la comprĂ©hension des rotations et des inversions quâelles provoquent en liaison avec les translations.
II. Quant Ă prĂ©ciser maintenant les relations entre cette conceptualisation et lâaction elle-mĂȘme, on assiste Ă un renversement progressif de ces rapports au cours de nos six sous-stades, et cela dâune maniĂšre instructive : tandis que lâaction prĂ©cĂšde la pensĂ©e au niveau IA et avec mĂȘme un retard notable de la prise de conscience sur le dĂ©roulement sensori-moteur de la premiĂšre, lâaction finit par ĂȘtre programmĂ©e par les coordinations infĂ©rentielles au niveau IIIB, et cela au point que Cat en arrive Ă dĂ©duire que, pour pousser le sucre sur la trente-deuxiĂšme marche (barre horizontale) dâun escalier non perçu, il faudra monter et non pas descendre la premiĂšre barre verticale, parce quâen ce cas de 32 marches le nombre des vis-pivots est un nombre pair.
Au niveau IA, en effet, si le sujet ne sait pas se servir dâemblĂ©e de la barre pivotante IV et a besoin quâon lui montre comment faire monter le sucre sur lâune des extrĂ©mitĂ©s en tirant sur lâautre, Jer parvient dâemblĂ©e, pour faire descendre le sucre, Ă le mettre de lui-mĂȘme sous une extrĂ©mitĂ© en poussant lâautre. Or, malgrĂ© le caractĂšre spontanĂ© de cette inversion dans lâacte, il en donne une description ou conceptualisation qui supprime prĂ©cisĂ©ment cette relation inverse : il prĂ©tend avoir dĂ©placĂ© son doigt vers le bas, et tous les sujets citĂ©s en IA prĂ©sentent les mĂȘmes sortes de dĂ©formations dans leur prise de conscience. La raison de ce retard est comme dâhabitude que lâaction du sujet ne dĂ©pend en cette situation que de rĂ©gulations sensori-motrices qui suffisent Ă assurer son succĂšs. Il est vrai quâune inversion nâest pas chose courante au plan sensori-moteur : mais diriger un mobile en sens contraire en le mettant de lâautre cĂŽtĂ© de son propulseur ne constitue pas une tĂąche insurmontable et renverser le sens de la poussĂ©e ne lâest pas non plus ; câest mĂȘme le caractĂšre immĂ©diat de ces rĂ©gulations compensatrices qui explique alors lâabsence dâune prise de conscience dĂ©taillĂ©e.
Au sous-stade IB, par contre, lâaction et la conceptualisation semblent ĂȘtre de mĂȘme niveau et donc aller de pair en nĂ©gatif comme en positif : en positif, il y a Ă la fois utilisation spontanĂ©e et comprĂ©hension relative du pivotement de la barre IV, tandis quâen nĂ©gatif lâeffet du dĂ©passement des pivots nâest prĂ©vu ni en action ni en pensĂ©e. Quâen est-il alors au sous-stade IIA ? Il semble quâĂ ce palier la conceptualisation commence Ă guider lâaction, puisque certains sujets prĂ©voient la modification du rayon dâaction rĂ©sultant du dĂ©placement des pivots avant mĂȘme de lâessayer dans lâaction : il y a donc lĂ un dĂ©but de coordination infĂ©rentielle fondĂ©e sur une reprĂ©sentation partielle du pivotement. Mais cette lĂ©gĂšre avance de la conceptualisation reste limitĂ©e Ă ce point puisque le sujet du niveau IIA ne parvient pas Ă coordonner rotations et translations dans le passage de lâĂ©preuve V au dispositif VI, sinon aprĂšs constatations.
Au niveau IIB cette coordination devient possible, mais en sâaidant souvent encore de tĂątonnements expĂ©rimentaux dont le rĂŽle augmente dâimportance avec les questions VII, etc. Ces conduites expĂ©rimentales soulĂšvent alors un problĂšme quant aux rapports entre lâaction et la conceptualisation. Le fait que le sujet tĂątonne montre assez quâil ne dĂ©duit pas tout et que les actions sont donc encore nĂ©cessaires. Mais chacune de celles-ci est sans discontinuer Ă la fois le rĂ©sultat dâune hypothĂšse et lâobjet dâune interprĂ©tation qui orientera la suite des actes. On ne peut donc pas dire en cette situation que lâaction prĂ©cĂšde la conceptualisation : elle ne prĂ©cĂšde que les interprĂ©tations momentanĂ©es ou finales, mais rĂ©sulte dâune anticipation infĂ©rentielle conçue Ă titre conjectural, lâacte lui-mĂȘme servant alors de simple contrĂŽle sauf Ă dĂ©boucher sur de lâimprĂ©vu. Nous sommes donc en prĂ©sence dâune alternance entre conceptualisations et actions bien diffĂ©rentes des tĂątonnements initiaux, qui peuvent nâĂȘtre dirigĂ©s que par les schĂšmes sensori-moteurs antĂ©rieurs.
Avec le niveau IIIA ces tĂątonnements expĂ©rimentaux font une part de plus en plus grande Ă la conceptualisation sous forme de coordinations infĂ©rentielles et au niveau IIIB celles-ci suffisent Ă assurer une programmation consciente et entiĂšre de lâaction.
III. Il reste Ă signaler un rĂ©sultat dâun certain intĂ©rĂȘt. Presque chacun des sujets a Ă©tĂ© examinĂ© en deux sĂ©ances, le dĂ©but de la seconde Ă©tant consacrĂ© Ă une Ă©vocation de mĂ©moire portant sur les actions et les faits observĂ©s lors de la premiĂšre interrogation. Nous nâavons pu faute de place analyser le dĂ©tail de ces souvenirs, mais il convient de rĂ©sumer leurs traits gĂ©nĂ©raux, car ils sont instructifs quant Ă lâinterprĂ©tation mĂȘme de nos stades. Aux niveaux IA et IB, lâimage-souvenir nâest comme dâhabitude quâune schĂ©matisation de ce qui a Ă©tĂ© compris et non pas simplement perçu : Ă noter en particulier, encore au niveau IB, les oublis de la vis (pivot) lors de la description des dispositifs IV ou V. Mais, au niveau IIA, la question devient plus complexe, car le sujet peut parvenir aprĂšs de nombreux tĂątonnements Ă construire le levier VI, dont nous avons vu quâil est loin dâĂȘtre directement anticipĂ© par dĂ©duction Ă partir du dispositif V. Or, lâintĂ©rĂȘt de la mĂ©moire est alors de montrer que cette dĂ©couverte empirique momentanĂ©e nâest pas encore stable : aprĂšs une semaine les mĂȘmes sujets ont toutes les peines du monde Ă retrouver ce quâils ont fait, preuve en soit quâil nây avait pas lĂ une acquisition proprement dite. De façon gĂ©nĂ©rale, lorsquâil y a avance Ă©pisodique de lâaction sur la conceptualisation, en particulier sâil est intervenu certaines suggestions, ces succĂšs apparents se montrent trĂšs instables Ă la mĂ©morisation. Il en est toujours en partie ainsi au niveau IIB. Il est, par exemple, Ă noter une tendance frĂ©quente des sujets de ce sous-stade Ă commencer par tirer et non pas pousser la barre libre, en analogie avec la situation Ă©lĂ©mentaire VI : tirer A pour faire monter le sucre en B. Or ce schĂšme dâinversion, qui est le plus simple, sâavĂšre si prĂ©gnant que, lorsquâils ont trouvĂ© en agissant en VII ou IX quâil fallait en fait pousser, ils retombent lors de lâĂ©vocation mnĂ©sique dans leur premiĂšre anticipation. Il arrive mĂȘme que cette rĂ©gression se produise dĂšs le dessin en fin de la premiĂšre interrogation. Ce nâest quâavec la comprĂ©hension propre au stade III que la mĂ©moire devient fidĂšle eu Ă©gard aux acquisitions obtenues.
Cette Ă©volution du souvenir constitue donc, au total, une confirmation utile de lâexistence de nos stades et des interprĂ©tations proposĂ©es quant aux rapports de la conceptualisation et de lâaction.
