Chapitre 1

Mémorisation

1.1 Mémoire et apprentissage

Différents types de mémoires

Organiser ses connaissances

Repérer ce qu’il ne faut pas oublier… pour mémoriser !

1.2 La mémoire au quotidien

Le sommeil est nécessaire pour apprendre

L’oxygénation et l’alimentation

Comment améliorer sa mémoire ?

1.3 Exercices

Favoriser la mémoire à court terme (MCT)

Diversifier ses modalités d’encodage

1.4 Des jeux pour s’exercer à mémoriser

Mémory

Yokai

Brain box abc

Time’s Up

Hanabi

Shabadabada

1.5 Des pistes pour mettre en pratique en situation d’apprentissage

Pour mémoriser… ou aider à mémoriser>

Mon espace perso…

Que mémorisons-nous… et comment ? Comment se fait la sélection des informations ? Comment l’individu construit-il sa « base de connaissances » ? Quelle est la place de l’oubli dans la mémorisation ? Quels sont les paramètres influant sur la mémorisation ? Dans ce chapitre, une synthèse des connaissances récentes est présentée afin de répondre à ces questions.

1.1 Mémoire et apprentissage

La mémoire résulte d’un processus dynamique d’apprentissage. Elle correspond à la trace restante d’informations passées, conservée au sein de réseaux de neurones. La mémoire est associative : elle relie des informations entre elles. Elle est aussi évolutive dans le temps car elle reconstruit les informations pour consolider nos connaissances. Elle est indissociable de l’oubli qui permet de ne conserver que certaines informations considérées comme les plus pertinentes pour l’avenir. Elle est ainsi à envisager comme un système de projection dans le futur et non comme un moyen de garder le passé à l’identique. Un apprentissage efficace est donc celui estimé comme ayant le plus de sens et d’utilité pour des actions futures. La qualité de la mémorisation dépend de plusieurs facteurs dont certains sont abordés plus en détails dans les autres chapitres de ce livre :

l’attention : degré de vigilance, sélection des informations ;

les émotions : valeurs affectives attribuées aux informations, état émotionnel ;

la motivation : intérêt, besoin, valeur vis à vis des informations ;

le contexte : environnement sensoriel, localisation des informations.

Différents types de mémoires

Plusieurs modèles de mémoires existent pour décrire les différents types de mémoires, le plus classique étant celui proposé par Alan Baddeley. En psychologie cognitive aucun modèle ne fait consensus en 2022, notamment pour décrire les processus de traitement des informations par la mémoire dite de travail. Les caractéristiques essentielles des différents types de mémoires, en lien avec l’apprentissage, sont présentées. Ils se distinguent les uns des autres par la durée de stockage, la nature et le traitement des informations.

La durée de stockage est un critère de classement pour présenter les différents types de mémoires, de la durée la plus courte à la plus longue :

environ 250 msec (soit ¼ de seconde) pour le « registre d’informations sensorielles » (RIS) qui est parfois considéré comme une mémoire sensorielle ;

moins d’une minute pour la mémoire à court terme (MCT), qui représente la capacité à maintenir et reproduire un petit nombre d’informations telles qu’elles ont été présentées ;

durée variable pour la mémoire de travail (MDT) qui représente la capacité à maintenir en mémoire des informations manipulables pour la réalisation d’une tâche complexe ;

quasiment illimitée pour la mémoire à long terme (MLT) qui correspond au stockage d’une quantité quasiment illimitée d’informations. Il s’agit de la mémoire au sens commun du terme, il en existe de plusieurs types selon que le stockage est conscient ou non et selon la nature des informations stockées.

La figure 1.1 illustre l’implication des différents types de mémoires dans le traitement des informations. Les informations circulent dans les deux sens au sein du système nerveux central : soit allant du registre des informations sensorielles vers la mémoire à long terme, soit allant de la mémoire à long terme en direction du registre des informations sensorielles. La mémoire de travail permet de combiner de nouvelles informations en provenance de l’environnement avec des informations stockées dans la mémoire à long terme comme des connaissances antérieures, des tâches automatisées. Cette figure illustre également que toutes les informations à disposition ne sont pas utilisées, qu’elles proviennent de la mémoire sensorielle ou de la mémoire à long terme. Il y a en effet un filtrage des informations stockées et/ou utilisées qui implique l’attention ; souvent appelé « filtre attentionnel ».

Figure 1.1

Constitution d’un souvenir à partir d’informations sensorielles et de souvenirs anciens.

Sans entrer dans les détails concernant l’attention, dont les différentes formes et leur importance dans l’apprentissage sont abordées dans le chapitre suivant, la figure 1.2 présente l’ensemble des niveaux de traitement des informations. Elle illustre que la quantité d’attention disponible est fixe, c’est sa répartition entre les différentes sources d’informations (donc entre les différentes mémoires) qui est modulable en considérant les trois situations suivantes : observer un tableau, se remémorer un anniversaire d’enfance et ne rien faire. Dans chacune de ces trois situations, quel type de mémoire mobilise le plus l’attention ? Ou dit autrement, comment l’attention est-elle répartie entre les trois types de mémoires (sensorielle, de travail et à long terme) ?

Dans la première situation, lorsque la personne observe un tableau, c’est la mémoire sensorielle qui nécessite le plus de ressources attentionnelles, au dépend des autres processus mentaux.

Dans la deuxième situation, pour se remémorer un anniversaire de son enfance, c’est la mémoire à long terme dite épisodique qui utilise le plus de ressources attentionnelles.

Dans la troisième situation, la personne pratique le vagabondage mental, c’est-à-dire qu’elle ne fait rien, ni ne pense à rien de particulier. Ses ressources attentionnelles sont réparties entre les différents processus mentaux, son attention se portant sur différents types d’informations au fur et à mesure du déroulement de ses pensées, de ses associations d’idées.

Figure 1.2

Fluctuation du degré d’attention en fonction du type de tâche réalisée.

Le noir signifie que l’attention sollicitée est forte, le blanc qu’elle est faible.

Plus la tâche est automatique, i.e., nécessitant peu d’attention, moins elle nécessite d’effort mental, c’est-à-dire de capacités cognitives mobilisées. Il est ainsi possible d’effectuer simultanément plusieurs tâches tant que l’effort mental ne dépasse pas les capacités de la mémoire de travail. Par exemple, il est possible de marcher et de discuter en même temps, car il s’agit de deux tâches nécessitant un faible effort mental. Mais quand il s’agira de chercher son chemin, alors la discussion sera ralentie ou stoppée. En effet, la recherche du chemin à suivre n’est pas une tâche automatisée, elle mobilise donc plus l’attention. L’effort mental est donc lié à l’attention portée à la réalisation d’une tâche.

Chaque type de mémoire est maintenant présenté plus en détail.

Registre d’informations sensorielles (RIS) ou mémoire sensorielle

Associé au filtre attentionnel, le RIS permet de stocker brièvement les informations sensorielles détectées par l’organisme et ainsi faciliter leur identification pour être ou non mémorisées.

Notre corps capte en permanence des informations sensorielles grâce à nos sens. Si cinq sens sont classiquement cités (vision, audition, odorat, goût et toucher), il est admis que l’humain dispose également d’autres sens pour percevoir son environnement. Il s’agit du sens de l’équilibre, celui de la proprioception (perception de la position des différents membres du corps) et de la nociception (perception de la douleur). Ces informations sont transmises en quelques millisecondes au cerveau qui les analyse en temps réel. Nous n’avons conscience que d’une infime partie des informations recueillies par nos capteurs sensoriels. La sélection des informations pertinentes que nous allons traiter dépend de notre attention. Cette première étape est cruciale dans la mémorisation et plus de sens différents seront associés, plus la mémorisation sera efficace. Par exemple, si une forme visuelle apparaît pendant 5 msec (soit 5 millièmes de seconde), le RIS va stocker cette information pendant 250 msec. Le cerveau disposera donc de 50 fois plus de temps pour reconnaître la forme visuelle détectée. Cette estimation reste théorique car la quantité d’informations stockées par le RIS dépend fortement du filtre attentionnel, de la quantité d’informations qui précèdent et qui suivent l’information pertinente à mémoriser. L’exercice 3 permet de réaliser quels types d’informations sensorielles vous préférez spontanément et donc lesquelles seront les plus efficaces dans le cadre de la mémorisation. L’exercice 9 met en évidence la difficulté de capter toutes les informations perçues.

Mémoire à court terme (MCT) et mémoire de travail (MDT)

La MCT et la MDT sont des mémoires à durée très limitée permettant un stockage temporaire d’informations provenant de la mémoire sensorielle et/ou à long terme. Elles représentent la capacité à restituer des informations identiques à celles présentées ou issues d’un traitement supplémentaire simple (mémoire à court terme) ou complexe (mémoire de travail). La mémoire de travail est comme une extension de la mémoire à court terme. Selon les modèles, elle est associée à la mémoire à court terme (Alan Baddeley) ou elle désigne la partie active de la mémoire à long terme (Nelson Cowan). La distinction entre mémoire à court terme et mémoire de travail dépend de nombreux facteurs comme l’âge et l’expertise de la personne.

La mémoire à court terme est nécessaire dans la plupart des tâches quotidiennes. Elle permet de stocker brièvement (moins d’une minute) des informations afin de les manipuler entre elles. Sa capacité de stockage des informations (empan mnésique) serait limitée à sept plus ou moins deux items tel que décrit par G. A. Miller en 1956. L’empan mnésique est la quantité d’objets qu’il est possible de mémoriser dans cette mémoire. L’exercice 1 (p. 37) est inspiré d’un test de mesure de l’empan avec des chiffres, il permet, en quelques minutes, d’avoir une indication de la taille de l’empan mnésique de sa mémoire à court terme.

Figure 1.3

Trois étapes dans la mémorisation des informations : encodage, consolidation et récupération.

La mémoire de travail est impliquée dans les tâches cognitives complexes comme la lecture, la restitution d’informations dans un autre ordre que celui donné initialement, la prise de note ou encore la traduction simultanée. Elle serait constituée de plusieurs systèmes indépendants permettant un traitement simultané non conscient de plusieurs tâches comme lors de la conduite par exemple. Dans son modèle du fonctionnement de la mémoire de travail régulièrement actualisé depuis 1974 (figure 1.3), Alan Baddeley précise que celle-ci serait constituée :

d’un tampon épisodique combinant les informations provenant des deux sources majeures d’informations que sont :

le calepin visuo-spatial (propriétés visuelles et spatiales de l’environnement) impliqué dans les tâches d’imagerie mentale, de rotation mentale, de localisation ou encore de mémorisation d’informations non-verbalisables. Plusieurs exercices du chapitre 4 sur les représentations mentales vous permettront de le mobiliser ;

la boucle phonologique (information verbalisables) est sollicitée lors de la subvocalisation, de la lecture et de l’écriture ou encore pour se remémorer un numéro de téléphone en le répétant plusieurs fois mentalement.

d’un centre exécutif, aussi appelé administrateur central, permettant d’orienter la sélection des informations (composante attentionnelle), la planification des tâches et le contrôle des différents processus utilisés dans le stockage et le traitement des informations à court terme. Comme illustré dans la figure 1.2 p. 19, les ressources attentionnelles sont limitées en capacité.

Mémoire à long terme (MLT)

La mémoire à long terme est à priori illimitée, à la fois dans sa capacité et dans sa durée de stockage d’informations. Elle constitue donc des souvenirs durables qui peuvent se renforcer de jours en jours. Ce renforcement conduit à leur transformation progressive ; la mémoire à long terme est dynamique dans le sens où elle évolue au cours du temps, où elle est influencée par l’apport d’informations au quotidien et le rappel régulier d’informations en mémoire à court terme. Par exemple l’histoire du pêcheur qui a pêché un poisson plus grand à chaque fois qu’il raconte l’histoire ou encore la surprise qui peut survenir en revenant sur un lieu maintes fois fréquenté des années auparavant et dont le souvenir ne correspond plus à sa réalité physique.

La mémoire à long terme correspond à différents types d’informations stockées sous deux formes de mémoires (explicite et implicite) elles-mêmes regroupant plusieurs sous-types de mémoires.

La mémoire explicite ou déclarative correspond aux connaissances dont nous nous rappelons consciemment et que l’on peut verbaliser. Elle comprend :

La mémoire épisodique, dite aussi autobiographique, rassemblant les faits vécus ;

La mémoire sémantique contenant les connaissances générales, déconnectées du moment ou du contexte où l’apprentissage s’est déroulé.

La mémoire implicite comprend :

La mémoire procédurale correspondant aux actions apprises (gestes, procédures…) et automatisées nécessitant donc peu de ressources attentionnelles pour être mobilisées. C’est la mieux décrite des mémoires implicites.

La mémoire perceptive (liée à la mémoire sémantique), les conditionnements classiques (réponses émotionnelle et musculaire) et les apprentissages non-associatifs (habituation et sensibilisation).

Les trois principaux sous-types de mémoires à long terme illustrés dans la figure 1.4 sont la mémoire épisodique, sémantique et procédurale.

La mémoire procédurale semble plus persistante que les deux autres types de mémoire à long terme. C’est elle qui est utilisée lorsque vous avez appris comment faire du vélo, ou bien pour mémoriser votre code de carte bancaire par la succession des touches et non pas par la succession des chiffres, ou pour retrouver l’orthographe d’un mot en l’écrivant sans réfléchir.

Figure 1.4

Trois principaux types de mémoires à long terme.

Pour stocker des informations dans la mémoire à long terme, il existe plusieurs stratégies qui mobilisent un ou plusieurs des éléments de la mémoire de travail. À titre d’exemple voici trois stratégies utilisées en situation d’apprentissage :

La répétition : cette stratégie consiste à répéter les informations, par exemple par subvocalisation en utilisant la boucle phonologique ;

L’imagerie mentale : elle permet de se représenter visuellement les informations en utilisant le calepin visuo-spatial ;

La consolidation : cette stratégie vise à mettre en relation les informations à mémoriser avec des informations de sa propre base de connaissances. Pour cela, il faut aller chercher des informations dans sa mémoire à long terme pour les combiner dans sa mémoire tampon épisodique afin de pouvoir les modifier avant de les stocker à nouveau dans sa mémoire à long terme. C’est la stratégie la plus efficace des trois listées car elle consiste à donner du sens aux nouvelles informations en les associant aux connaissances préalables.

La plupart des moyens mnémotechniques mobilisent ces stratégies de mémorisation. La récupération des informations est l’étape consistant en l’utilisation, par la mémoire de travail, d’informations stockées dans la mémoire à long terme. L’utilisation de ces informations permet de les consolider tout en les intégrant à de nouvelles informations ; il s’agit de l’évolution des souvenirs. Le rappel d’informations permet également d’utiliser des connaissances afin de répondre aux stimulations de l’environnement (i.e., d’avoir un comportement adapté). L’exercice 2 permet de tester ces trois niveaux d’encodage.

L’ESSENTIEL

Plusieurs mémoires interagissant entre elles

Trois systèmes de mémoires, illustrés ci-contre, sont distinguables sur la base de la durée de stockage :

– la mémoire sensorielle (RIS) ne dure que quelques millisecondes ;

– la mémoire à court terme (MCT) et la mémoire de travail (MDT) ne durent moins d’une minute ;

– la mémoire à long terme (MLT) dure des années.

L’attention (symbolisée par le fond grisé dans la figure) a une fonction cruciale dans la sélection des informations transitant d’un type de mémoire à l’autre.

La figure 1.3 résume comment les mémoires s’articulent entre elles et propose une vue d’ensemble de ce mécanisme complexe qu’est la mémorisation.

Ainsi, pour le cerveau, apprendre consiste à sélectionner des informations (phase d’encodage), à les stocker (phase de consolidation) puis à les utiliser par une action de restitution (phase de récupération). Des stimuli sont en permanence captés par nos différents sens, ce qui constitue le registre d’informations sensorielles (mémoire sensorielle). La sélection des informations stockées dans notre mémoire dépend de l’attention qui leur est portée.

Organiser ses connaissances

Se souvenir d’informations dépend beaucoup de l’organisation des connaissances dans la mémoire. Les connaissances peuvent être encodées de différentes façons qui correspondent au format (visuel, phonémique, kinesthésique, sémantique, épisodique, ou procédural) dans lequel l’information est mémorisée. Ces encodages sont souvent appelés « codes de mémoire ». Ils n’ont pas tous la même efficacité pour rappeler et utiliser les connaissances stockées dans la mémoire à long terme, certaines se dégradant plus rapidement que d’autres. Les codes mettant l’accent sur la signification des informations sont particulièrement efficaces, comme le montre l’exercice 2. En effet une information qui a du sens pour l’apprenant sera mémorisée de façon plus robuste, plus pérenne qu’une information dénuée de sens. De plus, stocker une information ou un groupe d’informations, selon différents codes de mémoire, en facilite la restitution. Comme le montre l’exercice 4 p. 43 ; structurer l’information permet de la stocker plus facilement dans la mémoire à long terme. De la façon dont sont traitées les informations, dépendrait la durée pendant laquelle elles sont stockées et utilisables.

Différentes hypothèses ont été formulées pour qualifier les facteurs influant sur le traitement des informations :

le niveau de traitement : plus le stockage des informations (i.e., l’encodage) nécessite une analyse de la signification des données (sens), plus la restitution sera complète. Les traitements structural (aspect) et phonémique (son) des informations correspondent aux niveaux les plus superficiels, le traitement sémantique (signification) au niveau le plus « profond ». En d’autres termes comprendre facilite la mémorisation durable.

l’élaboration : plus l’encodage de l’information l’aura incluse dans un contexte riche ayant un lien sémantique avec elle, plus la restitution de l’information sera de qualité. En d’autres termes, plus les informations données se complètent, plus leur restitution sera exhaustive. L’exercice 8 montre l’efficacité de tels moyens mnémotechniques.

la singularité : plus une information est différente d’autres informations déjà stockées, plus il sera facile de la restituer. La singularité peut être :

primaire, c’est-à-dire en lien avec le contexte immédiat. Par exemple, un seul mot différent des autres dans une liste de mots, par sa structure (couleur, police d’écriture, souligné…) ou sa signification (un nom de fleur parmi une liste d’ustensiles de cuisine…) ;

secondaire, c’est-à-dire en lien avec des informations contenues dans la mémoire à long terme. Par exemple, une liste de mots ne respectant pas les règles grammaticales usuelles (noms propres sans majuscules), un lieu présenté de façon inhabituelle (du fait d’un travail artistique ou d’un événement sportif…) ;

émotionnelle, il est généralement plus facile de se souvenir d’événements ayant suscité une forte émotion. Par contre, la confiance associée à la description de ces événements serait liée à la mémorisation de quelques détails essentiels et ne permettra donc pas forcément de retranscrire les détails du contexte. La mémorisation de situations émotionnellement plus neutres serait par contre basée sur un plus grand nombre de détails contextuels. Quelque soit leur valence émotionnelle, les souvenirs ont tendance à s’estomper avec le temps, se modifiant au gré de l’encodage d’informations ultérieures.

la spécificité de l’encodage par rapport au rappel envisagé : la restitution des items mémorisés sera d’autant plus exhaustive que le contexte dans lequel ils ont été encodés est similaire au contexte dans lequel ils devront être restitués. Le choix d’une stratégie d’apprentissage dépend donc de l’utilisation prévue (ou possible) des informations à mémoriser comme cela est illustré dans les exercices 4 et 7 (p. 43-44). Connaître l’objectif d’un apprentissage (et donc d’une évaluation des connaissances) est donc crucial pour déterminer la façon dont il devra se dérouler. Ceci est vrai pour l’apprenant et pour l’enseignant, ce dernier doit donc adapter sa pédagogie aux objectifs visés dans son enseignement. Il ne viendrait à l’idée de personne d’apprendre à quelqu’un de façon théorique le fonctionnement d’un vélo et à l’évaluer sur ses compétences pratiques à le réparer. De la même façon, il est important de préparer les apprenants aux types de questions auxquelles ils auront à répondre lorsqu’ils seront évalués sur leurs connaissances.

Cet alignement pédagogique entre les objectifs, les méthodes et les évaluations est qualifié de « triple concordance » par Dieudonné Leclerc dans son article « Concevoir le cahier des charges d’une formation et ses évaluations » (2020).

Repérer ce qu’il ne faut pas oublier… pour mémoriser !

L’oubli occupe une place centrale dans le processus de mémorisation et existe à chaque étape de traitement de l’information et au fil du temps (figure 1.3). En effet, il n’est pas envisageable de mémoriser tous les stimuli ressentis ni toutes les actions faites à chaque instant. Il est donc nécessaire d’oublier c’est-à-dire de sélectionner les informations à mémoriser. Cela suppose de répéter et manipuler les informations mémorisées pour renforcer l’ancrage dans la mémoire à long terme. La répétition permet d’une part de compenser les faibles durées de stockage des informations dans la mémoire à court terme, d’autre part de conserver des informations dans la mémoire de travail et aussi de consolider le stockage d’informations dans la mémoire à long terme. Pour acquérir des connaissances (en vue d’un examen par exemple), il est ainsi plus efficace de renforcer sa mémoire par de petits exercices répétitifs sur le long terme et au fur et à mesure que par un bachotage de dernière minute. Attention, cette répétition ne sera pas efficace si le traitement des informations est superficiel ! Il faut en effet porter son attention sur la signification des informations à mémoriser pour qu’il y ait réellement apprentissage comme le montrent les exercices 5 et 6 (p. 44). De nombreux auteurs, dont J. S. Reitman (1974), N. C. Waugh et D. A. Norman (1965), ont montré que le rappel d’informations sera d’autant plus difficile qu’elles sont similaires les unes des autres. Cette notion dite d’interférence indique qu’il est préférable d’étudier à des moments différents les concepts similaires entre eux et d’étudier ensemble des notions différentes. Par exemple, apprendre en même temps les règles de l’addition de nombres entiers, décimaux et relatifs sera source de confusions, tout comme tenter d’apprendre en même temps deux langues proches (italien et espagnol par exemple).

L’ESSENTIEL

3 moteurs de la mémorisation

Trois aspects du fonctionnement de la mémoire à prendre en compte :

– s’impliquer pour mémoriser, c’est-à-dire faire des liens avec ses savoirs anciens, faire appel à sa mémoire épisodique, comprendre et s’approprier les informations en s’engageant dans la compréhension ;

– organiser pour se rappeler, cela demande de structurer c’est-à-dire catégoriser et hiérarchiser ses connaissances pour les comprendre et donc mieux les apprendre ;

– contextualiser les savoirs permet de mieux les mémoriser en se souvenant par exemple de l’endroit, de la méthode ou encore de la situation de l’apprentissage.

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