Navigation – Plan du site
Dossier : Opinions et savoirs

Idées et raisons sur les coquilles fossiles : étude épistémologique comparée entre une situation de débat à l’école primaire et une controverse historique

Ideas and Reasoning Surrounding Fossil Shells: Scientifically Comparing a Primary School Discussion and a Historical Controversy
Richtige und falsche Vorstellungen über fossile Muscheln: eine vergleichende, epistomologische Untersuchung einer Debatte in der Grundschule und einer historischen Kontroverse
Ideas y razones sobre las conchas fósiles : estudio epistemológico comparado entre una situación de debate en la escuela primaria y una controversia histórica
Patricia Crépin-Obert
p. 93-120

Résumés

Des problèmes et des obstacles communs sont liés aux premiers apprentissages scolaires de la paléontologie et à la naissance de cette discipline. Le choix opéré des interactions langagières dans deux types de communautés discursives – situation de débat en CM1 et controverse historique – définit des temps privilégiés de désaccord où des constructions de problèmes et un obstacle épistémologique, l’artificialisme, se rencontrent. Leurs interactions peuvent être double, la problématisation est favorisée ou freinée par l’obstacle. En CM1, l’obstacle artificialiste a pu être moteur d’argumentation, de questionnement et de construction de raisons. En histoire de sciences, il a pu participer à bloquer le questionnement jusqu’au XVIIe siècle en France. Puis son identification a participé à l’ouverture de nouveaux problèmes paléontologiques et d’échanges constructifs du point de vue d’une démarche scientifique heuristique et argumentative par Voltaire et Guettard au XVIIIe siècle.

Haut de page

Plan

Haut de page

Texte intégral

Introduction

  • 1 Nombreux ont été les naturalistes de grande renommée dans la communauté scientifique de leur époque (...)
  • 2 L’Accademia del Cimento fut fondée à Florence en 1657, la Royal society fut instituée à Londres en (...)

1Opinions et savoirs scientifiques s’opposent a priori, les premières étant des idées acceptées et véhiculées sans esprit critique, les seconds étant fondés sur des arguments de preuve ou de réfutation pour expliquer, d’une façon objective, la nature. L’opinion ou la pensée commune fait donc obstacle à la connaissance scientifique (Bachelard, 1938). Et les savoirs savants ont comme tentation permanente d’être détournés par nos idéologies et croyances sociales (Canguilhem, 1988). Malgré tout, comment la connaissance paléontologique s’est-elle ébauchée ? Des critères de scientificité contraignent le savoir dans le champ des sciences – explicatif, critique, apodictique – (Popper, 1979). En complémentarité, des phases heuristiques doivent libérer le savoir contre un certain dogmatisme en le considérant comme provisoire et parcellaire (Langevin, 1964). Cette dynamique du progrès de la connaissance scientifique a été permise par des nouvelles modalités de fonctionnement d’une société : en Europe, des écrits scientifiques dialogués sont préférés dès la Renaissance1, des académies institutionnelles prennent naissance au xviisiècle2, des cabinets de curiosités se multiplient au siècle des Lumières. Elles reflètent bien l’utilité ressentie des échanges entre savants pour un savoir partagé, au-delà même du cercle scientifique. En nous situant dans le cadre théorique de la problématisation, notre recherche s’est intéressée à repérer les interactions établies nécessairement entre la pensée commune et la pensée scientifique. Dans quelles conditions l’opinion constitue-t-elle un obstacle à la construction de raisons et, au contraire, dans quel cas peut-elle favoriser une problématisation ? Nous allons analyser les interactions de la pensée commune avec la construction des savoirs paléontologiques à travers deux études de cas, une situation-débat en CM1 et une controverse historique au xviiie siècle. La mise en regard des situations, scolaire et historique, permet de mettre en valeur des repères épistémologiques qu’il serait bon de développer dans l’enseignement des sciences, en prenant en charge les relations entre les opinions des élèves et l’apprentissage des connaissances.

1. Problématisation et obstacles épistémologiques en sciences

2Cette recherche met en tension deux courants de didactique des sciences, les enseignements centrés sur la problématisation ou le travail sur les obstacles. Les objectifs d’apprentissage seraient de construire des raisons à l’accès au savoir ou de fissurer, voire de dépasser des obstacles qui freinent la connaissance. La science paléontologique peut être étudiée aussi en histoire des sciences selon ces deux cadres théoriques complémentaires auxquels nous nous référons, celui du problème et celui de l’obstacle épistémologique.

1.1. Un savoir paléontologique raisonné ou jalonné d’obstacles

3D’un point de vue rationnel, le problème est au centre de la construction de la connaissance scientifique. L’histoire de la géologie peut nous offrir une grille de référence relatant les problèmes vécus par la communauté scientifique en lien avec les fossiles (Rudwick, 1985 ; Ellenberger, 1988 et 1994 ; Gohau, 1990a ; Gould, 1991 ; Buffetaut, 1998 ; Bouillet & Gaudant, 2000). Les problèmes majeurs qui se sont succédé en paléontologie – historique, stratigraphique puis évolutive – sont la nature et l’origine des fossiles jusqu’au xviie siècle, l’extinction des espèces et la présence de fossiles tropicaux en Europe au xviiie siècle, puis cette même extinction des espèces archivées dans les strates et leur filiation au xixsiècle. Les différents sens donnés successivement aux objets tirés de la terre ou fossiles – pierres figurées, pétrifications, archives, fossiles caractéristiques ou stratigraphiques – prouvent aussi les interconnections avec d’autres problèmes générant des problématiques géologiques : la solidité des productions terrestres en minéralogie au xviie, et à partir du xviiie siècle, les mouvements des mers et la formation des montagnes, les corrélations entre les classifications biologiques et la succession des faunes et des flores passées archivées dans les couches géologiques.

4La didactique qui s’appuie sur une épistémologie du problème prend comme référence de mise en situation d’enseignement, l’activité de recherche scientifique. Dans le cadre de l’apprentissage en sciences par problématisation, apprendre c’est approcher de véritables problèmes scientifiques et accéder à des savoirs problématisés, maîtrisés non par les solutions acquises mais par l’accès aux raisons (Fabre & Orange, 1997 ; Fabre, 1999 ; Orange, 2002). Nous pouvons différencier deux processus de problématisation, la position et la définition du problème précédant nécessairement la solution (Fabre, 1999). Le premier temps de construction d’un problème nécessite une prise de distance critique des idées spontanées des élèves : explicitation des conceptions, repérage des différences et des incohérences, émergence de premières questions. C’est la position du problème. Par complémentarité, le second temps de construction d’un problème nécessite de recentrer les raisons explorées : choix de questions pertinentes, richesse d’arguments correspondants, repérage des explications possibles ou nécessaires. C’est la définition du problème. Or notre mémoire collective culturelle est trompeuse car elle ne retiendrait que les résultats de la science : « de l’enseignement scientifique de l’école, on retient les faits, on oublie les raisons et c’est ainsi que la "culture générale" est livrée à l’empirisme de la mémoire » (Bachelard, 1949/2004, p. 123-124). Cette construction de raisons est pourtant le processus cognitif primordial qui s’effectue par un jeu de fermeture et d’ouverture mettant à l’épreuve des solutions plausibles, par nécessité et par possibilité (Orange, 2000).

5D’un point de vue irrationnel, l’obstacle épistémologique est aussi au cœur de la construction de la connaissance scientifique. En synergie des problèmes élaborés, l’histoire des sciences nous offre ces « causes d’inertie » ou ces « erreurs rectifiées » (Bachelard, 1938). Trois obstacles majeurs sont mis en avant d’une façon consensuelle par les philosophes des sciences et les paléontologues : une pensée créationniste contre laquelle « le progrès scientifique marque ses plus nettes étapes en abandonnant les facteurs philosophiques d’unification facile tel que l’unité d’action du Créateur, l’unité de plan de la Nature, l’unité logique » (Bachelard, 1938/2004, p. 18), puis une « conception anthropocentrique traditionnelle de l’univers » (Buffetaut, 1998, p. 104) et enfin une conception fixiste anhistorique, dépassée quand l’homme accepte l’idée de mondes naturels perdus très anciens dont il était absent. Là encore, les différentes terminologies données aux coquilles fossiles traduisent ces ruptures conceptuelles. Les jeux de hasard affiliés aux mythes et légendes ne questionnent pas ces objets de la nature et rapprochent les fossiles d’autres éléments naturels par métaphore ou analogie : les coquilles de spirifer appelées « hirondelles de pierre », les rostres de bélemnites désignés « pierres de foudre », les coquilles d’ammonites nommées « cornes d’Ammon ». Les pierres figurées, terme fréquent au xviie siècle et au début du xviiie siècle confortent une origine minérale d’objets affiliés à la terre, formés in situ dans les roches. Leur genèse est conçue dans un monde minéral en harmonie avec les autres règnes, végétal et animal. Enfin sortis de terre, les fossiles au sens moderne deviennent des fossiles étrangers à la terre, essentiellement ceux qui sont analogues aux vivants actuels. Les fossiles n’ayant pas d’équivalent aujourd’hui deviendront, tardivement au xixe siècle, des espèces disparues ou des espèces intermédiaires.

6La didactique s’appuie aussi sur une épistémologie des ruptures conceptuelles de la connaissance scientifique. Dans le cadre de l’apprentissage par travail sur les obstacles, les savoirs scientifiques se construisent contre et avec les obstacles. Une diversité de commandes d’apprentissage a déjà été mise à l’épreuve dans l’apprentissage de la géologie (Astolfi, 1991). Parmi ces alternatives d’enseignement, certaines séquences peuvent être commandées par le franchissement d’un obstacle mis au cœur de l’apprentissage, telles la conceptualisation de la formation d’une falaise fossilifère à Dieppe par des CM2. Des obstacles épistémologiques principaux, nœuds d’obstacles, tels le fixisme, le temps unicausal et le raisonnement séquentiel, sont révélateurs de difficultés de compréhension qui traversent les concepts et les disciplines. Le travail sur les obstacles nécessite trois moments essentiels, le repérage par l’enseignant, la fissuration et le dépassement de l’obstacle par les élèves (Astolfi & Peterfalvi, 1993). Des stratégies variées de travail sur les obstacles et les objectifs-obstacles ont élargi la notion par l’étude des moteurs de résistance et de franchissement de l’obstacle lors des apprentissages des transformations de la matière du cycle 3 à la seconde, dont leur prise de conscience par les élèves eux-mêmes (Peterfalvi, 2001).

7Or notre mémoire collective, toujours trompeuse, oublierait aussi les errements qui ont fait partie de la dynamique de construction de la connaissance « Elle ne restitue presque jamais les obscurités de la pensée. Elle ne peut donc bien saisir la rationalité en train de se faire » (Bachelard, 1949/2004, p. 9). D’ailleurs, Bachelard ne parle-t-il pas d’« erreur positive, normale, utile » (ibid., p. 290) puis d’« erreurs raisonnables » (ibid., p. 29), nous interpellant comme un oxymore. Mais la volonté est bien de mettre en avant une relation forte entre intelligence et errements. Au niveau de la classe, un choix didactique peut être opéré par l’enseignant, « faire évoluer les représentations ou construire des raisons » (Orange, 1999). En effet, les premières définitions de problématisation et d’obstacle sont a priori antagonistes, l’un étant une pensée en mouvement et l’autre une inertie de pensée (Peterfalvi, 2006). Au-delà de ce paradoxe apparent, une complémentarité didactique est recherchée, de telle sorte qu’une dialectique commune entre un pôle déconstructif et un pôle constructif puisse être décelée, « la transformation de l’obstacle facilité en obstacle difficulté, duquel un problème soit susceptible d’émerger » (ibid., p. 100). La raison a permis le dépassement des erreurs passées de la connaissance scientifique mais c’est en s’appuyant sur ces erreurs afin de les corriger. En paléontologie, le dépassement des obstacles et la construction des problèmes, en partie résolus, ont tous deux conduit au résultat de l’histoire des êtres vivants sur Terre sur une échelle de temps considérable. Idées et raisons, pensée commune et pensée scientifique ont bien coexisté. Donc, obstacles et problèmes ont forcément interagi, reste à savoir comment. Afin de cerner les systèmes de raisons, erronées ou non, dans nos études de cas scolaire et historique, notre problématique est la suivante : quels repères épistémologiques fondamentaux retenir au service de l’apprentissage des élèves ?

1.2. Vers une méthodologie comparée en didactique et en histoire des sciences

8Trois indicateurs épistémologiques ont orienté notre étude comparée, recherchant une convergence d’une pensée commune, actuelle des élèves et historique des savants : une communauté discursive en désaccord, un problème majeur paléontologique et un obstacle épistémologique. Les situations de débat en classe de sciences et les controverses historiques étaient des temps privilégiés de rencontre entre raisons et obstacles, en libérant la parole de protagonistes. D’emblée, nous nous détachons de l’idée d’une identité des obstacles et des problèmes, d’un isomorphisme illusoire ou d’un récapitulationnisme des savoirs paléontologiques entre savants et élèves du xxisiècle. Les contextes techniques et sociaux de l’histoire d’un concept et de son enseignement sont forcément différents de par leurs finalités et leurs rhétoriques. Malgré ces variables, deux constantes récurrentes sont constatées, des problèmes similaires et des conceptions analogues entre la pensée enfantine et la pensée préscientifique. Ainsi l’hypothèse des relations entre une pensée commune historique ou enfantine doit être soumise à vérification en paléontologie comme elle l’a été en géologie sur la genèse des montagnes (Gohau, 1995). Parmi l’enchevêtrement des problèmes paléontologiques et des obstacles épistémologiques associés, nous nous sommes arrêtés sur le problème de l’origine et de la nature des fossiles, fort longtemps discuté, en regard d’un obstacle épistémologique, celui de l’artificialiste. Pour ce dernier, la méthodologie comparée a accentué le rapprochement voulu. Dans notre recherche, le terme d’artificialisme veut insister sur la permanence d’une intervention humaine et signifie l’« ensemble des modes de pensée qui affilie les objets et les phénomènes naturels à une œuvre humaine, totale ou partielle – technologie ou transport ». Il nous semblait plus adéquat que le terme d’anthropocentrisme, trop général, intégrant aussi le finalisme par exemple. Et l’histoire nous révèle des supercheries scientifiques avec des faux fossiles fabriqués par l’homme afin de faire correspondre ces objets à ses idées, tels le fossile de Piltdown ou l’exploitation des fossiles dans les musées créationnistes américains actuels.

9Ce rapprochement possible interpelle le didacticien et l’historien. Et l’épistémologue se définit de rechercher, avant tout, la rationalité dans les processus de construction argumentative sous-jacents. Nous faisons le choix de nous distancier des contextes spécifiques, les interactions verbales dans le débat scolaire ou les échanges épistolaires historiques, qui sont précisés dans la thèse qui donne lieu à cet article (Crépin-Obert, 2010). Le dernier point commun de la méthodologie comparée réside dans le choix d’outils méthodologiques appartenant au cadre théorique de la problématisation, mis à l’épreuve dans les deux champs d’investigation. Nous considérons que tout débat peut être étudié en didactique par une schématisation développant l’espace-problèmes et mettant en valeur l’argumentation des élèves. Des macrostructures de la controverse cadrent l’enchaînement du questionnement, des réponses et des objections parfois concurrentes (Fabre & Orange, 1997). Des espaces de contraintes et de possibles cadrent les développements argumentatifs, souvent symétriques par désaccord des protagonistes, en s’inspirant des espaces de contraintes proposés antérieurement (Orange, 2000). La cartographie des savoirs construits s’appuie sur l’épistémologie suivante : « Faire des sciences, c’est abandonner une connaissance d’opinion, une connaissance mal questionnée, assertorique, c’est-à-dire réduit à un simple constat pour une connaissance qui une fois problématisée, sera fondée en raison, deviendra apodictique » (Fabre et Orange, 1997, p. 40). Par conséquent, le caractère apodictique des savoirs paléontologiques, c’est-à-dire des savoirs qui acquièrent un caractère de nécessité, sera recherché dans le processus dynamique des problématisations.

10Du point de vue méthodologique, la conception de séquences en classe et la prospection d’archives historiques se sont faites indépendamment l’une de l’autre. Puis c’est le repérage des problèmes et des obstacles émergents en classe qui a orienté le choix d’une controverse historique.

2. Étude de la situation de débat en CM1 à propos des coquilles fossiles

2.1. Place didactique de ce débat dans la situation d’enseignement

  • 3 Ce projet pédagogique a été mené en 2005 dans la classe de J.-P. Caré, maître-formateur dont le cur (...)
  • 4 MEN, 14 février 2002, p. 87.

11Nous considérons que la dynamique du processus d’apprentissage entre la situation-problème anticipée par l’enseignant et la solution visée, aurait comme moteur privilégié d’apprentissage, la co-construction du problème par les élèves lors des situations-débats. Le débat retenu s’inscrit dans une séquence sur la paléontologie menée dans une classe de CM1 (29 élèves de 10 ans) par un professeur des écoles3. Elle répond aux objectifs d’apprentissage scientifique du programme 2002 : « Des traces de l’évolution des êtres vivants (quelques fossiles typiques) ; grandes étapes de l’histoire de la Terre ; notion d’évolution des êtres vivants »4. Cette séance de débat s’intègre dans les premiers temps d’une progression, fondés sur des activités d’entrée en questionnement des élèves. Des approches concrètes à partir de l’observation d’une diversité des vivants ont été favorisées : en amont et en aval du débat, un tri d’animaux marins, analogues actuels et fossiles puis une récolte de fossiles dans une marnière des terrains jurassiques. La séance de débat est précédée d’une activité d’émergence de conceptions initiales et individuelles des élèves à partir d’un questionnement pluriel par l’enseignant : « Qu’est-ce qu’un fossile ? Comment se forme un fossile ? Est-ce que tu connais d’autres fossiles que ceux que nous avons vus la dernière fois ? À ton avis, à quoi sert aujourd’hui l’étude des fossiles ? ». Huit des productions d’élèves ont été sélectionnées par l’enseignant pour être soumises à la critique du groupe classe et servent de support au débat. Toutes ces activités donnent du sens à une problématisation. Celle-ci sera finalisée par des activités scientifiques d’investigation et d’institutionnalisation du concept de fossile. Le niveau de conceptualisation atteint dans cette classe est le suivant : la généralisation des fossiles à tous les vivants animaux et végétaux et par conséquent leur nature organique d’anciens vivants ; le processus de fossilisation simultanée à la sédimentation, deux processus en plusieurs étapes qui permettent la transformation du vivant en fossile – par épigenèse – et du sédiment en roche – par diagenèse – ; la fossilisation est un phénomène aléatoire et exceptionnel jusqu’à la découverte d’un fossile par l’élève ou le paléontologue.

2.2. Les raisons en jeu dans l’épisode artificialiste du débat

  • 5 La transcription du débat peut être demandée à l’auteur via l’adresse électronique. Il a duré 48 mi (...)

12Nous avons retenu un des épisodes du débat filmé puis transcrit5 – les douze premières minutes – car il révélait un problème et un obstacle convergents avec ceux repérés en histoire des sciences. Le problème de l’origine des fossiles a été discuté par la possibilité ou non d’une fabrication humaine. La classe entière a réagi à la production de Clara, révélant un modèle explicatif artificialiste sous-jacent, en posant des questions, en critiquant les idées émises, en apportant de nouveaux points de vue. Analysons comment les élèves ont problématisé en regard de l’obstacle artificialiste émergent, à l’aide de deux outils méthodologiques précités, empruntés au cadre théorique de la problématisation.

Représentation de l’espace-problèmes et questionnement d’élèves

13À partir du questionnement initial de l’enseignant, les élèves prennent conscience peu à peu du problème de l’origine des fossiles. Une véritable exploration des possibles est effectuée par les élèves, de nombreuses hypothèses sont déclinées sous forme de réponses (R), de questions (Q) et d’objections (O) qui s’enchaînent ou qui entrent en concurrence. La dimension épistémique du débat révèle une problématique déclinée en cinq problèmes : la production humaine des fossiles, leur formation sur ou dans une pierre par croissance ou non, la cause d’une catastrophe et ses conséquences et enfin la taille relative des animaux et fossiles résultants. La principale controverse (figure 1) est celle de l’origine artificielle ou naturelle des fossiles, illustrant le problème essentiel des rapports de l’espèce humaine avec la nature. La thèse à dominante catastrophiste (R1C et R1D) reste périphérique par rapport aux deux autres thèses qui se sont opposées. Douze élèves se mobilisent dans la controverse et montrent leur prise de conscience des réponses divergentes. Ils positionnent la problématique entre la thèse (R1A) d’une logique artificialiste « les fossiles ont été faits par les hommes préhistoriques à la préhistoire » (Clara) et l’antithèse (R1B) d’une logique naturelle « les fossiles se sont fabriqués par eux-mêmes » (Mathieu).

Figure 1 : Macrostructure de la controverse de la classe de CM1 / obstacle artificialiste

Figure 1 : Macrostructure de la controverse de la classe de CM1 / obstacle artificialiste

14Comment la thèse révélatrice de l’obstacle artificialiste est-elle prise en charge par les élèves ? La production artificielle renvoie d’emblée à deux inférences de questionnement – R1A/Q2A et R1A/Q2B –, la première questionne la possibilité de réalisation technique par les hommes préhistoriques, la seconde refuse de l’envisager vu l’inutilité des fossiles au regard de leurs modalités de survie. Elle renvoie aussi à deux inférences d’objection, le manque supposé d’intelligence et l’insuffisance d’expertise (O5) des hommes préhistoriques, qui ont pourtant modelé des poteries (O6), vis-à-vis des détails de structure et d’ornementations des fossiles (O5bis). Puis la question de la fabrication humaine (Q2A) génère deux inférences de réponse, l’une complètement distanciée du vivant par la sculpture de la pierre (R2A) et l’autre intégrant le vivant et un autre état de la matière sans négliger pour autant la participation humaine (R2B). Une inférence d’objection intervient et un autre problème est amorcé, celui de la dimension d’un fossile (O1).

15En parallèle comment l’antithèse problématisante est-elle construite par les élèves ? La construction de raisons s’exprime par une alternance de questions-réponses enchaînées autour du cas singulier d’une coquille d’ammonite. Là encore, une inférence d’objections intervient et un problème resurgit, celui de la dimension d’un animal (O2) ou de la fossilisation partielle (O3). Mais les élèves le délaissent pour une autre piste à explorer, le temps causal suffisant en premier lieu (R1Bbis). Une inférence de questionnement est déclenchée sur la possibilité du fossile de prendre forme dans ou sur la pierre (Q4). Finalement, cette inférence induit le déroulement de deux mises en histoire envisageant chacune un temps profond « des millions d’années » mais structurées à deux échelles spatiales différentes, locale (R3) ou globale (R3bis).

16Poser et construire le problème s’accompagne bien d’un questionnement partagé pour apprendre (Maulini, 2005). Nous voulons insister sur la richesse et la pertinence du questionnement explicite des élèves qui échangent entre eux. Les élèves ont été mis en mouvement de questionner. Et loin d’être des questions spontanées au hasard, leurs formulations prouvent qu’ils rassemblent leurs pensées, effectuent des opérations cognitives élevées de corrélation, de déduction. L’obstacle est identifié par les élèves, transformé en questionnement et fissuré par une série d’objections. En synergie, les élèves ont construit du sens aux connaissances paléontologiques. La question de l’enseignant sur l’origine des fossiles a évolué vers une problématique des rapports entre un vivant animal et une roche. Autrement dit, c’est une première prise de conscience collective qui positionne le problème d’une transformation de la matière et d’un état différent, associés à un temps profond.

Représentation de l’espace des contraintes et des possibles et argumentation des élèves entre possible et nécessaire

17Nous allons nous centrer maintenant vers la représentation d’une autre perspective de la problématisation, la spécificité d’un savoir scientifique apodictique. Des nécessités sur les modèles explicatifs ont été coconstruites sur l’origine des fossiles, mises en tension avec un registre empirique, l’ensemble soutenu par un registre explicatif. Nous réduisons notre corpus aux seules interactions langagières d’élèves en rapport avec la problématique de l’origine des fossiles et en interaction avec le problème de la cause artificielle évoquée. Ce sont les contraintes de raisonnement. Le chercheur interprète ces unités langagières pour déceler le caractère apodictique de l’intervention d’un élève. Trois cas possibles d’analyse sont répertoriés. Premièrement, dans le cas le plus simple, la nécessité est explicitée par l’élève. Une seule fois, la nécessité temporelle associée à celle de régression marine est évoquée en relation avec le cas particulier de la coquille d’ammonite « ensuite sûrement quand le temps passe y a plus d’eau ». Deuxièmement, la nécessité est déduite « en miroir » des impossibles explicités. Pour s’opposer à la taille des pierres, il semble y avoir un consensus sur l’impossibilité de cette technique accordée aux hommes préhistoriques « Mais aussi ils peuvent pas tailler la pierre parce que des fois c’est un gros (fossile) des fois on voit que ça ressort et des fois c’est incrusté dans la pierre. Donc c’est impossible qu’ils le font ». En définitive, l’impossibilité de la taille des fossiles est exprimée par plusieurs arguments d’objection, soit pour leur dimension parfois énorme, soit pour leur intégration dans la roche, soit pour l’expertise nécessaire aux détails d’ornementations des coquilles. En multipliant les contre-exemples, la tentative de généralisation du processus de sculpture s’amenuise. Globalement, nous en déduisons, en miroir des objections, la nécessité d’un processus naturel. Troisièmement, la nécessité est implicite, inférée par recoupement de plusieurs interactions langagières et redondance d’un argument avancé. Des connecteurs de succession évènementielle évoquent un temps nécessaire de plus en plus long. Le cas singulier de l’ammonite aide les élèves à reconstruire une histoire probable d’un ancien milieu marin, de son retrait et de la formation de reliefs. La nécessité la plus implicite est celle du changement d’état du sédiment en roche qui pose toujours problème à la fin de la discussion et constitue un obstacle majeur. En définitive, c’est un jeu verbal qui s’opère entre une fermeture du débat sur les nécessités, par réfutations répétées d’une cause artificielle, et une ouverture du débat sur les possibles, par conjecture d’une cause naturelle à l’origine des fossiles, considérés alors comme d’anciens vivants marins.

18Méthodologiquement, la catégorisation requiert de repérer la nature des arguments fondés par un registre explicatif : empirique, explicative ou théorique. Le registre empirique est étayé. Les élèves évoquent l’ornementation précise des coquilles fossiles, la complémentarité de forme moulée entre la roche et la coquille, l’incrustation du fossile emprisonné dans sa gangue rocheuse ou encore le morcellement d’un fossile récolté. L’évocation des traces, la grande taille de certains animaux fossilisés, et les moulages humains de Pompéi, sont plutôt liés à des connaissances médiatiques et personnelles de l’élève. Quant au registre des modèles, il comprend deux logiques explicatives opposées, le modelage naturel ou la sculpture artificielle des fossiles. Dans la dynamique d’une controverse qui oppose deux thèses, les modèles explicatifs peuvent s’engager vers des nécessités mais peuvent aussi rester au niveau des possibilités. C’est de l’alternance entre des objections et des possibles que peu à peu émergent les nécessités convergentes vers une origine naturelle : nécessité d’un temps long de millions d’années, condition nécessaire mais insuffisante ; nécessité d’un autre état de la roche actuelle dure pour que le fossile puisse prendre forme ; nécessité d’une formation simultanée et endogène de l’animal fossilisé avec le sédiment originel. Quant au savoir-faire technique des poteries pour conserver la nourriture, c’est une contrainte théorique. Car elle est admise par consensus dans la classe pour expliquer par analogie une habileté des hommes préhistoriques.

19L’espace des contraintes et des possibles (figure 2) révèle les corrélations simples – visualisées par des traits simples – et les mises en tension problématisantes en cas de désaccord des élèves (visualisées par des doubles flèches). Les raisons que les élèves ont mises en jeu s’articulent selon deux types de liens non orientés entre les contraintes empiriques et explicatives. Il n’apparaît pas de sens explicite d’un raisonnement de type inductif ou déductif, des faits paléontologiques et biologiques vers un modèle explicatif, ou d’une théorie explicative vers la recherche de faits corroborant cette explication. La finesse des détails d’ornementation des coquilles fossiles, par exemple, intervient après l’idée d’une fabrication humaine en tant que contre-argument. Et l’idée qu’un fossile puisse résulter d’une taille de la pierre par l’homme, par exemple, est mise en tension avec l’observation de fossiles emboîtés dans la roche. Par complémentarité, le rapport de taille entre un gros animal et des petits morceaux de fossiles récoltés génère la nécessité d’un changement d’état de la roche, antérieurement de la boue dans laquelle un dinosaure aurait pu être enfoui. Les temps forts de divergence constituent les nœuds du débat en classe.

20C’est en dépassant les implicites et en transformant les impossibilités que pourra s’opérer véritablement le développement des nécessités accessibles pour les élèves dans les temps critiques du débat. Dans cet espace, nous avons mis en avant les nécessités émergentes vers lesquelles tendent les élèves par consensus ou qui n’engendrent aucune contradiction. Elles seraient validées par les fondements scientifiques contemporains. Par contre, nous avons laissé sous forme de possibilités deux des modèles explicatifs qu’il nous faut nuancer.

Figure 2 : Espace des contraintes et des possibles, un extrait de débat en CM1

Figure 2 : Espace des contraintes et des possibles, un extrait de débat en CM1

21La possibilité que les hommes préhistoriques taillent les fossiles comme d’autres poteries est mise en tension avec cinq contre-arguments qui la font tendre vers l’improbable. Cette proposition d’élève devient au fil de la discussion une impossibilité, contrainte par réfutation. Alors que la possibilité de mouler un animal dans la terre malléable pour qu’il se fossilise n’est pas récusée et reste une proposition ouverte, une éventualité acceptée par les élèves.

3. Étude d’une controverse historique au siècle des Lumières à propos des coquilles fossiles

22L’obstacle artificialiste, aussi surprenant et incongru qu’il puisse nous apparaître de nos jours, a perduré longtemps dans la littérature naturaliste comme solution envisageable au problème de l’origine des fossiles. Jusqu’au xviie siècle, tout objet tiré des profondeurs de la Terre est interprété dans une problématique générale de solidification et de pétrification. Les pierres sont rassemblées en priorité d’après leur figure selon l’opinion : par exemple, une pointe de flèche pour une bélemnite, rostre de Céphalopode ; la forme d’une roue ou d’un tambourin pour un article ou une tige de crinoïdes du groupe des Échinodermes. Lié à une paresse intellectuelle, cet empirisme naïf immobilise le concept de fossile : « aussi l’esprit scientifique doit-il lutter sans cesse contre les images, contre les analogies, contre les métaphores. Dans nos classes élémentaires, le pittoresque et les images exercent les mêmes ravages » (Bachelard, 1938/2004, p. 45-46). Au xviiie siècle, si la problématique devient celle de la fossilisation d’anciens vivants, elle n’empêche pas une réminiscence de l’intervention humaine, qui montre combien cette frontière entre les mondes naturel et artificiel fut longue à établir. L’obstacle artificialiste va donc resurgir au milieu du siècle des Lumières dans l’opinion commune, malgré une problématique mieux établie autour des objets fossiles, différenciés en anciens vivants et nommés alors « fossiles étrangers à la terre » par opposition aux « fossiles natifs » (Holbach, 1757).

3.1. Étude d’un échange épistolaire entre deux protagonistes, Guettard et Voltaire

23Un naturaliste, Guettard (1715-1786), et son détracteur contemporain, un libre-penseur, Voltaire (1694-1778) disputèrent de l’origine marine des fossiles et du déplacement des mers. Un écrit original a été repéré pour illustrer cette controverse. C’est une lettre manuscrite, écrite par l’académicien des sciences Jean-Étienne Guettard, qui combat vivement l’hypothèse artificialiste reformulée par Voltaire qui l’envisage encore, malgré le consensus académique à son encontre émergeant dès la première moitié du xviiie siècle.

24Guettard, élève de Réaumur puis médecin botaniste attitré du duc d’Orléans, acquiert aussi une renommée en minéralogie. Sa fonction de conservateur des collections de cabinets d’histoire naturelle, ses nombreuses prospections de terrains en France et à l’étranger en vue d’établir des cartes minéralogiques synthétiques de France et d’Europe, sa correspondance régulière d’outre-manche associée aux échanges d’échantillons, l’incitèrent à se positionner sur la nature des fossiles. Il établit des monographies sur différents objets fossiles – les encrines, les glossopètres, les bélemnites, les pierres figurées en général – pour corriger toutes les opinions qui avaient eu cours à leur sujet. Il avait déjà abordé cette problématique avec le naturaliste suisse Elie Bertrand en 1752 qui conjecturait sur leur origine minérale, refusant leur analogie avec les coquilles marines actuelles. Il rend compte d’une visite faite à Voltaire dans sa résidence française de Ferney à la frontière suisse, pendant laquelle il essaya de lui expliquer l’origine marine des coquilles fossiles sans réussir à le convaincre (Guettard, 1783). Rien d’étonnant à ce qu’il ait écrit le manuscrit qui nous intéresse, suite à la parution du livre de Voltaire en 1768, Des Singularités de la nature, qui remettait en cause l’origine marine des fossiles et des montagnes.

25Si Voltaire, académicien des Belles-Lettres, s’intéressa aux coquilles fossiles, c’est pour lutter contre les préjugés en général, car ce sont des « opinions sans jugement » (1754). Il ne désirait pas voir les scientifiques s’asseoir dans leurs certitudes et voulait avec eux « examiner plusieurs objets de notre curiosité avec la défiance qu’on doit avoir de tout système, jusqu’à ce qu’il soit démontré aux yeux et à la raison » (Voltaire, 1768/1879, p 125-126). Rappelons qu’il avait déjà débattu à leur propos : à son retour d’exil en 1728, de vives controverses l’opposèrent à son hôte dieppois, un apothicaire et naturaliste passionné de coquillages fossiles, J.-T. Féret (Bignot, 1995) ; et à la suite d’un premier écrit anonyme en 1746, il reçut une réponse vive et ironique de Buffon concernant son opinion sur les pèlerins à l’origine des coquilles fossiles dans les montagnes (Gohau, 1990b). Voltaire manifeste une résistance à l’égard des nombreux systèmes de formation de la Terre construits par les physiciens sur l’origine et la diversité des pierres et des fossiles, sur l’origine des montagnes.

3.2. La problématique et le questionnement sur les coquilles fossiles au cœur des montagnes

26Nous allons étudier la problématique et l’argumentaire des deux protagonistes dans le cadre théorique de la problématisation. Repérons comment a été pris en charge l’obstacle artificialiste, quand Guettard échange avec Voltaire sur la formation des pierres, des coquilles fossiles et des pierres figurées. La représentation de l’espace-problème (figure 3) organise une corrélation des trois problèmes soulevés déclinant la problématique globale de l’origine des pierres. Elle met en correspondance les chapitres « Des pierres figurées », « De la pierre » et « Du caillou » de Voltaire (1768) avec les chapitres « Des pierres » et « La formation des montagnes » de Guettard (ms. n.d. post. 1768).

27Voltaire interpelle les naturalistes sur le problème de l’origine des pierres en général et sur celles qui ont quelque rapport avec des êtres vivants qu’il veut rendre invraisemblable (R3). Il minimise les ressemblances effectives (dents de poissons, tests d’oursins). Il amalgame les productions minérales arborisées ou dendrites avec les empreintes de feuilles. Et il se moque des savants pour les noms donnés à ces formations terrestres et les corrélations effectuées, tous fruit de l’imagination humaine, selon lui. Implicitement, il se refuse donc à croire à l’origine organique de certaines coquilles fossiles (O1). D’autant plus que ce fait, s’il est accepté, nécessite une rêverie encore plus fantasque, le déplacement de la mer des Indes, ce qu’il questionne à plusieurs reprises (Q3, Q3bis, Q3ter) et se refuse d’admettre (O2, O3). Considérant alors cette diversité issue uniquement du règne minéral, il développe tout un questionnement (Q4, Q5 et Q6) qui fait appel aux nouvelles théories héliocentriques de l’univers en les transposant à l’intérieur du globe terrestre pour la cohésion de la matière.

  • 6 Selon le langage vernaculaire et même scientifique du xviiie siècle, il faut entendre par « poisson (...)
  • 7 L’orthographe et la grammaire de l’auteur du xviiie siècle ont été conservées.

28Quant à Guettard, il préfère rester sur le registre empirique dans sa réponse, en évitant toute question métaphysique sur l’univers, ou toute théorie de la Terre telle que Buffon l’abordait (1749 & 1778). Il transforme donc la question initiale de Voltaire (Q1) pour le corriger sur les diverses pétrifications (Q2) en lui donnant la différence entre un fossile issu d’un moulage interne par remplissage d’une loge de « poisson6 » – la corne d’Ammon ou ammonite qui n’a pas d’analogue vivant en France – (O-R2a) et un corps pétrifié comme la conque de Vénus (R2b). Il démontre qu’il confond les dendrites et les véritables fossiles de plantes (O4) par empreinte dans un substrat mou (R4). Il réfute ainsi la généralisation d’une origine minérale vers laquelle tend Voltaire pour expliquer la genèse des pierres. Mais selon la propre classification que s’était construit Voltaire, celui-ci différenciait les fossiles analogues aux vivants actuels – moules, huîtres, escargots ou limaçons – et les fossiles non analogues qui ne pouvaient être, par conséquent, que des pierres figurées ou des jeux de la nature (Carozzi, 1983). Au questionnement ouvert et très divergent de Voltaire, s’opposent donc quelques réponses fermées de Guettard. De plus, le questionnement de Voltaire va jusqu’à déstabiliser une certitude des naturalistes, l’origine marine des coquilles, qu’ils ont mis tant de siècles à acquérir ! Finalement face aux nombreuses questions insolubles de son époque – déplacement des mers, fossilisation partielle, fossiles sans analogues actuels, temps infiniment long, place de l’imaginaire dans les modèles scientifiques – Guettard conclut ainsi : « Mais pretendre renverser des opinions qui ont au moins la vraissemblance pour eux par des raisonnements qu’on prenderoit plutot pour des badineries, que pour des raisons sérieuses c’est mepriser les problèmes et se moquer des savants. Les plus grands hommes sont comme les ignorants exposés à se tromper même sur les termes lors qu’ils parlent d’une science qu’ils n’ont pas etudiée avec soin et qu’ils n’ont fait qu’effleurer. M. de Voltaire a commis cette faute en parlant des pierres figurées »7 (Guettard, ms. n. d. post. 1768).

29Nous pouvons aussi comprendre, en définitive, que Voltaire ne soit pas satisfait de ces réponses ponctuelles et des questions détournées par Guettard qui le corrige comme un enfant. Voltaire désirait philosopher sur le système de la Terre, fondé sur les coquilles fossiles. Or le naturaliste reste résolument empiriste, frileux à tout système général dans lequel il ne désire pas s’engager.

Figure 3 : Macrostrucure de la controverse sur l’origine des pierres et des coquilles fossiles et la diversité des pierres par Voltaire et Guettard

Figure 3 : Macrostrucure de la controverse sur l’origine des pierres et des coquilles fossiles et la diversité des pierres par Voltaire et Guettard

3.3. Les registres argumentaires mobilisés par nos deux protagonistes

30Impliquant les deux protagonistes dans une argumentation plus développée, le nœud de la controverse réside dans la présence des coquilles fossiles dans nos montagnes. Pour mettre en corrélation, voire en opposition, les arguments de Voltaire et des naturalistes, la construction d’un espace de contraintes et de possibles est préférable (figure 4).

31Nous avons analysé avec cet outil méthodologique le discours de Voltaire dans deux chapitres des Singularités, « Des coquilles et des systèmes bâtis sur des coquilles » et « Amas de Coquilles » (1768). Quand Voltaire interpelle les naturalistes, sa réfutation principale porte sur l’ubiquité relative des fossiles à la surface du globe et leur appartenance au milieu marin, marquée par de nombreuses mises en tension. Il réitère son désaccord sur la localisation des fossiles dans les hautes montagnes. Appuyé par ses prospections dans les Alpes, il minimise les amas de coquilles à une seule écaille d’huître pétrifiée. Il alerte sur le langage vernaculaire confondant moules d’eau douce et huîtres marines, et sur la mauvaise qualité des fragments pétrifiés qui empêche toute certitude d’identification entre un animal marin, d’eau douce ou terrestre. Tout concourt à remettre en cause l’origine marine des coquilles fossiles, généralisée par les naturalistes. Son objectif est de réfuter le modèle explicatif des déplacements des mers qu’il se refuse absolument d’admettre « une huître près du Mont Cenis ne prouve pas que l’océan Indien ait enveloppé toutes les terres de notre hémisphère » (Voltaire, 1768/1879, p. 146). Car ce modèle est contraire aux contraintes empiriques actuelles des abysses océaniques et des marées maximales ainsi qu’à la contrainte théorique de la gravité des fluides qui rend inconcevable la submersion des montagnes. Surtout il ne correspond pas à son cadre épistémique fixiste très résistant. Il conçoit des montagnes stables et immuables car ce sont les « squelettes » de la Terre créés à l’origine du Monde par Dieu (Voltaire, 1768/1879, p. 138 et 141). La suite, alors, du développement des naturalistes n’est qu’une romance (figure 4, H1), une histoire en trois actes fantaisistes, l’abaissement des mers concomitant à l’émersion des montagnes et en parallèle la transformation d’ancêtres aquatiques en espèces terrestres.

32En conséquence de ces impossibilités théoriques et de ses observations dans les Alpes, Voltaire soutient plusieurs alternatives, dont une à tendance artificialiste, l’hypothèse des pèlerins transportant les coquilles fossiles dans les montagnes. Mais remarquons que celle-ci a beaucoup moins de poids que ne veut lui accorder Guettard dans le système spéculatif de Voltaire. Même s’il l’a fait évoluer dans ses écrits pour la rendre plus probable, elle ne repose que sur le nombre conséquent de pèlerins, leurs vêtements ornés de coquilles et leurs chemins de traverse.

Figure 4 : Espace de contraintes et de possibles sur les coquilles fossiles et la formation de la Terre

Figure 4 : Espace de contraintes et de possibles sur les coquilles fossiles et la formation de la Terre

33En 1768, il reprend différemment ses conjectures artificialistes défendues en 1746 : il omet les deux empreintes de poissons fossiles, supposées être des restes de haltes de soldats ; il ne relie plus les coquilles fossiles à la proximité des habitations humaines. Pour la rendre plus vraisemblable, il préfère faire venir ses pèlerins de Saint-Jacques de Compostelle plutôt que de Syrie. Car seuls, ces pèlerins rapportaient des coquilles fixées à leurs manteaux, à leurs chapeaux, ou attachées à leur ceinture et servant de gobelets. Et Voltaire leur fait traverser toutes les provinces pour aller à Rome en passant par le mont Cenis, pour accréditer son hypothèse.

  • 8 La Sauvagère (1707-1781), ingénieur en chef des îles d’Oléron, s’intéressa au problème de l’origine (...)

34La place de cette hypothèse artificialiste des pèlerins (figure 4, H3) est réduite parmi d’autres hypothèses voltairiennes sur l’origine des coquilles fossiles : les germes fossiles dans le sol inspirés de La Sauvagère8 (figure 4, H4) ; une origine marine sur les régions côtières actuelles ; ou encore d’anciens lacs de montagnes asséchés, peut-être inspiré de Palissy (figure 4, H2). Cette dernière est la plus probable selon lui. L’hypothèse des pèlerins chez Voltaire n’est donc qu’une possibilité parmi d’autres, pour mettre en doute les naturalistes sur la validité de leurs récents modèles explicatifs de la formation de la Terre

35Nous avons vu dans un article précédent comment Guettard avait pris en charge les idées « fantaisistes » de Voltaire (Crépin-Obert, 2005). Il met en avant l’hypothèse artificialiste pour mieux la ridiculiser, en traitant l’homme lettré de « chef d’opinion » égarant d’autres partisans (Guettard, 1783). L’hypothèse de formation in situ de germes de coquilles dans la terre n’est pas discutée. Il ignore complètement le développement principal de Voltaire sur une origine lacustre des coquilles déterrées dans les montagnes. L’absence de coquilles marines dans les Alpes ou les Pyrénées est une preuve suffisante, selon Voltaire, pour réfuter la théorie marine de formation de la Terre. Selon Guettard, cet argument, à vérifier par ailleurs, n’est pas une preuve négative suffisante pour révoquer la possibilité d’une genèse marine des montagnes. Car l’argument principal de Guettard est l’analogie indiscutable entre des coquilles fossiles trouvées dans maints endroits et les coquillages actuels marins. Voltaire concèderait l’opinion artificialiste des pèlerins, par défaut, à celle du déplacement d’anciennes mers ayant formé les montagnes qu’il refuse catégoriquement. L’attitude de Voltaire dénote une évolution régressive pour échapper aux problèmes d’une science qui ne peut lui apporter toutes les réponses satisfaisantes. Car le déplacement des mers reste encore une nécessité à valider par les naturalistes. Et pour Guettard, la vérité de Voltaire n’est qu’une opinion méprisable. Les deux camps finiront par s’ignorer.

4. Mise en perspective de la situation de débat scolaire et de la controverse historique : discussion sur les fonctions épistémologiques des controverses et les potentialités d’apprentissage

36L’intérêt d’un traitement parallèle d’une situation de débat scolaire et d’une controverse historique est de nous éclairer sur plusieurs repères épistémologiques en paléontologie : la prégnance d’un obstacle polymorphe tel l’artificialisme, l’interaction nécessaire et récurrente entre différentes problématisations et cet obstacle résistant, et enfin la construction d’un savoir historique fondé sur des nécessités conditionnelles révélatrices d’une tension entre possible et nécessaire.

4.1. Un obstacle épistémologique polymorphe, l’artificialisme

37Nous allons analyser la pertinence des registres mobilisés par les élèves en regard des registres de la communauté scientifique dans une argumentation mise en tension avec l’obstacle artificialiste. Nous le qualifions de polymorphe, au sens bachelardien, pour exprimer les facettes différentes d’une pensée mobilisant la permanence d’une intervention humaine. La comparaison des points communs puis des différences, entre les problématisations scolaire et historique, va nous permettre de clarifier les limites de l’identité de cet obstacle générique.

38En tant que pensée commune, nous retenons pour l’obstacle artificialiste, son appartenance à une opinion récurrente s’opposant à la pensée scientifique et sa résistance à la réfutation. Il a traversé plusieurs siècles : flagrant encore au xviie siècle à propos du cas isolé des bélemnites confondues avec des pointes de flèches, inspiré de la pensée antique ; plus nuancé chez Voltaire au xviiie siècle à propos des coquilles transportées par les pèlerins. Il est aussi une pensée fréquente dans une population d’élèves. Neuf élèves pouvaient être concernés par cette typologie dans leurs représentations initiales puis douze élèves l’ont considéré sérieusement comme problème à débattre. Enfin, certains y reviennent lors de la sortie à la marnière, discutant les objets problématiques récoltés tels les rostres de bélemnite et les crinoïdes. C’est un modèle spontané favorisé par une analogie immédiate des formes géométriques de certains fossiles et des objets du quotidien des élèves. Piaget distingue un artificialisme intégral d’une conception artificialiste intermédiaire, mélange d’une explication artificialiste et d’une explication naturelle (Piaget, 1947/1999). Transposé à notre étude « l’Homme a sculpté la pierre fossile » ou « l’Homme a modelé des êtres vivants en fossiles ». Un seul élève correspond à cette catégorie mixte. Et c’est aussi le cas de Voltaire chez lequel la participation de l’homme est partielle puisque limitée au transport sans nier leur origine d’ancien vivant pour les coquilles analogues aux actuelles.

39La polymorphie de l’obstacle s’exprime par des relations causales différentes chez les élèves et les savants : une sculpture humaine sur une pierre préexistante (CM1) ; l’envasement (CM1) ou le transport (Voltaire) d’animaux par l’Homme qui seront fossilisés ultérieurement. La seconde différence, repérable entre les différents modèles explicatifs artificialistes, concerne les problématisations des élèves et des savants. La problématique des élèves est centrée sur un problème isolé de formation et d’origine d’un échantillon fossile, disjoint, pour la plupart des élèves, d’autres problèmes nécessitant une vision élargie spatio-temporelle. Seuls quelques élèves envisagent les nécessités d’une disparition de la mer, d’une émersion des terres et d’un temps long. Au contraire, l’artificialisme de Voltaire est systémique à deux niveaux. C’est un obstacle secondaire en corrélation avec un fondement créationniste et fixiste de permanence des paysages actuels issus de la création du monde. Et c’est un raisonnement réfugié vers une pensée artificialiste du fait d’une mise en réseau de problèmes non élucidés à cette époque : la genèse des montagnes, le déplacement des mers chaudes et un temps long. Jamais les élèves n’évoquent le déplacement des mers bouleversant les conceptions des paysages actuels comme un problème, pour eux la mer a disparu et ce n’est pas un problème en soi. Alors que pour Voltaire, c’était la conséquence inacceptable de la problématique centrale de formation des montagnes.

4.2. Interactions entre problématisation et travail sur l’obstacle épistémologique, en didactique et en histoire des sciences

40Pour répondre à la question des articulations possibles entre problématisation et obstacles nous allons les étudier successivement lors de la situation de débat en CM1 puis lors de la controverse historique.

Lien entre problématisation et obstacle artificialiste dans le cadre scolaire

41Les élèves ont réagi au modèle spontané de leur pair. Si l’élève n’arrive pas à l’expliciter plus avant, alors travailler sur un artificialisme naïf consiste à établir une rupture d’opinion. Mais en regard de la discussion, ce modèle spontané peut être sous-tendu par un réseau d’arguments sous-jacents qui fonde une ou plusieurs grandes logiques explicatives. C’est le registre explicatif identifié comme troisième registre de l’espace des contraintes et des possibles (figure 2).

42Le premier rôle de la problématisation vis-à-vis de l’obstacle a été de questionner l’opinion d’une origine artificielle des fossiles puis de la mettre en concurrence avec un modèle alternatif, leur origine naturelle. Le second rôle de la problématisation vis-à-vis de l’obstacle est d’obliger les élèves, en désaccord avec l’idée d’une production humaine, à décliner des contre-arguments recevables par leurs pairs et, d’autant plus développés, que la résistance de l’obstacle est avérée. La résolution du problème de l’origine des fossiles n’est pas encore effective, mais des pistes d’investigations sont évoquées et devront être travaillées dans la suite de la séquence pédagogique. La problématisation a été favorisée par l’obstacle. Pour autant, l’obstacle artificialiste n’est pas dépassé définitivement pour tous les élèves de la classe, mais il est fortement déstabilisé. Pour preuve, il sera pris en charge par les élèves eux-mêmes, lorsqu’il réapparaît à trois autres moments du projet pédagogique, lors de l’apport de fossiles personnels d’élèves, lors de la récolte collective de fossiles et lors de la séance suivante gérant une discussion à partir des objets récoltés énigmatiques. Nous n’avons constaté aucune réminiscence de cet obstacle artificialiste dans l’évaluation finale écrite individuelle.

Lien entre problématisation et obstacle artificialiste dans le cadre historique

43Dans le raisonnement de Voltaire, cet obstacle artificialiste, manifestement résistant, est convoqué par une posture volontairement heuristique. L’obstacle artificialiste n’a été qu’un des éléments de son raisonnement, en lutte en définitive avec une pensée bloquée sur des temps historiques et des reliefs immuables. C’est essentiellement un cadre épistémique fixiste qui empêchait Voltaire de concevoir « des temps reculés qui épouvantent l’imagination » (Voltaire, 1768/1879, p. 153) alors qu’une phénoménologie rigoureuse motivait en priorité Guettard, même si elle nécessitait de laisser en suspens des questions sans réponses.

44Nous retiendrons aussi la posture résolument empirique de Guettard allant vers une fermeture de la pensée. Le milieu aquatique est exclusivement synonyme de milieu marin, ignorant la validité potentielle des doutes de Voltaire. Et pourtant il avait bien conscience des lacunes concernant les classifications des êtres vivants actuels et fossiles ainsi que leurs analogies délicates. Or l’hypothèse de terrains contenant des fossiles d’eau douce a été validée : par Cuvier et Brongniart sur le bassin de Paris au xixe siècle ; par les études géologiques modernes des coquilles fossiles en Suisse, confirmant en partie l’interprétation de Voltaire pour les collines autour du lac de Genève d’origine dulçaquicole, contrairement au plateau suisse avec les villes de Lausanne et de Bellegarde d’origine marine (Carozzi, 1983). La généralisation d’une origine marine convoquée par les naturalistes du xviiie siècle était donc excessive.

45En rompant avec les convictions des Anciens, avec l’obstacle de l’expérience première – artificialiste et fixiste – et avec l’obstacle d’une connaissance générale, la problématique de la nature et de l’origine des fossiles pouvait être posée : la paléontologie pouvait enfin émerger de la minéralogie au xviiisiècle. Mais les arguments mobilisés par les deux protagonistes mettent en opposition l’heuristique abusive de Voltaire et le factuel obtus de Guettard, et ces deux postures bloquent finalement la problématisation.

4.3. Un savoir construit entre possible, impossible et nécessaire, caractéristique d’une science historique

46Au-delà du vrai et du faux, problématiser revient à comprendre comment s’est construit un réseau de raisons nécessaires dans un champ de possibles. Les premiers savoirs paléontologiques ont construit une double nécessité, la nature organique des fossiles et leur origine d’anciens êtres vivants organisés, marins ou dulçaquicoles. Le débat scolaire ou la controverse historique abordant la paléontologie révèle combien il est ardu de faire passer les fossiles d’une origine artificielle à une origine naturelle d’anciens vivants. Au delà du changement conceptuel accompagnant le passage du possible au nécessaire, délicat à cerner, il nous apparaît important de valoriser un raisonnement contraint par une interaction forte entre un argument de nécessité et un argument de possibilité.

47Chez les élèves de CM1, la discussion sur l’origine naturelle ou artificielle des fossiles aboutit à un consensus provisoire d’anciens vivants. Il demandera à être conforté par la suite car son instabilité est marquée par un autre obstacle, celui de la prégnance de l’état actuel solide de la roche dans laquelle le fossile est intégré. À la fois, les élèves bloquent sur cet état et le dépassent ce qui leur permet d’avancer une nouvelle construction de raisons du type « s’il est possible que la roche antérieurement soit de la boue ou du sable alors nécessairement l’ammonite est un ancien coquillage qui a été enseveli ». De même en histoire des sciences, le passage des pierres figurées aux fossiles étrangers à la terre marque l’acceptation d’une origine organique et surtout marine dès le xviie siècle. Or la conséquence directe de cette nécessité, si elle est admise comme telle, bloque la communauté scientifique du xviiie siècle sur la nécessité secondairement provoquée, les mouvements marins. Un nouvel argument de nécessité ouvre sur un argument de possibilité « s’il est nécessaire que les coquilles fossiles, analogues aux coquilles actuelles, aient une origine marine, alors est-il possible que la mer se soit déplacée ? ». De plus, si la raison accepte l’origine marine des bancs fossilifères, leur nombre et leur épaisseur amènent à concevoir un temps extrêmement long de dépôt, d’autant plus si des couches constituent des reliefs importants. Et inversement, un argument de possibilité peut conditionner un argument de nécessité « S’il est possible que les montagnes aient été formées par la mer, alors il devient nécessaire que la mer ait été portée à des altitudes considérables », ceci dans un cadre fixiste. En synergie de cette impossibilité spatiale et temporelle, Voltaire préfère concevoir deux autres nécessités, l’assèchement de lacs de montagnes ou le transport de coquilles par les pèlerins. Et donc, le savoir décliné comme nécessaire dans un système explicatif mobiliste est réfutable dans un système explicatif concurrent fixiste. Dans tous les cas, les deux pôles épistémologiques, possible et nécessaire, semblent intimement liés : « la genèse du possible importe autant que la démonstration du nécessaire » (Canguilhem, 1965/2009, p. 47). Nous proposons d’appeler, dans le cadre de la problématisation, ces raisons qui mettent en tension possible et nécessaire, des nécessités conditionnelles, par complémentarité aux nécessités stabilisées (Crépin-Obert, 2010). Elles constituent des repères épistémologiques signifiants pour l’apprentissage d’une science historique telle la paléontologie.

Conclusion : de l’importance des controverses dans la construction de la connaissance paléontologique

48Ces différents repères épistémologiques fondamentaux, portés par l’analyse symétrique des arguments antagonistes au cœur d’une controverse scolaire ou historique, résultent d’un rapport fécond entre didactique des sciences et histoire des sciences. Même si elle est un artifice scolaire, une situation-débat permet de revisiter les errements et les questionnements oubliés de la connaissance paléontologique, construite historiquement. Apprendre en sciences peut mener, en parallèle, à problématiser un savoir paléontologique et à changer de cadre épistémique grâce à la critique, à l’objection et à la réfutation. En CM1, l’obstacle artificialiste repéré par l’enseignant et soumis à la critique de la classe, a pu être moteur d’argumentation, de questionnement et de construction de raisons. En histoire des sciences, l’obstacle artificialiste, a pu participer à scléroser la connaissance paléontologique jusqu’au xviie siècle. Mais il a pu aussi favoriser une réelle démarche heuristique qui positionne les problèmes de déplacement des mers et de formation des reliefs au xviiie siècle. Les errements historiques comparés aux errances de l’apprentissage des élèves devraient dédramatiser ces dernières et devraient prémunir les enseignants avertis par les récurrences normales d’obstacles tels celui de l’artificialiste. De plus, une controverse historique peut être considérée comme un miroir épistémologique, pouvant éclairer les objectifs d’apprentissage dans l’enseignement des sciences en repères essentiels de problématiques, de nécessités et de ruptures épistémologiques. Le clivage n’est pas aussi marqué entre une pensée spontanée non questionnée et une pensée raisonnée, d’où l’importance d’une vigilance épistémologique à développer. Enfin, la gestion de débats en classe ou l’analyse de controverses historiques nous semble être une pratique professionnelle à privilégier. Car la paléontologie illustre la construction d’un savoir issu d’enquêtes renouvelées et de victoires sur les controverses en mettant en tension la connaissance commune sensible et la connaissance scientifique rationnelle.

Haut de page

Bibliographie

Sources primaires historiques

BUFFON G.-L. Leclerc Comte de. (1749/1839 et 1778/1839). Œuvres complètes de Buffon, avec des extraits de Daubenton et la classification de Cuvier. (Tome I, Théorie de la Terre). Paris : Furne & Cie.

GUETTARD J.-É. (n.d. : post. 1768). Réponse à Voltaire au sujet de la formation des pierres et coquilles. Minéralogie 1, B. Notes diverses sur la minéralogie, son utilité, la façon de l’étudier. (Ms 2186, feuilles 50-58). Paris : Bibliothèque du Muséum d’Histoire naturelle.

GUETTARD J.-É. (1783). Premier mémoire – Sur plusieurs Corps marins fossiles de la classe des Coraux ; ou Supplément aux Mémoires du second & du troisième Volume des Mémoires sur les Sciences & les Arts, dans lesquels il a été question de fossiles semblables. In Mémoires sur différentes parties des Sciences & Arts (Tome quatrième). Paris : Philippe-Denys, p. 1-75.

HOLBACH P.H.D., baron d’. (1757). Fossile. In D. Diderot & J. Le Rond d’Alembert (dir.). Encyclopédie, ou dictionnaire raisonné des sciences, des arts et des métiers, par une société de gens de lettres – juin 1751-décembre 1765 (Vol. 7). Paris : Briasson, p. 209-211.

VOLTAIRE F.-M. Arouet, dit, (1754/1950). Dictionnaire philosophique. Paris : Flammarion.

VOLTAIRE F.-M. Arouet, dit. (1768/1879). Des singularités de la nature par un académicien de Londres, de Bologne, de Pétersbourg, de Berlin, etc. Mélanges VI, Œuvres complètes de Voltaire – Nouvelle édition. Paris : Garnier frères, p. 125-157.

Références actuelles

ASTOLFI J.-P. (1991). Quelques logiques de construction d’une séquence d’apprentissage en sciences : l’exemple de la géologie à l’école élémentaire. Aster, n° 13, p. 157-186.

ASTOLFI J.-P. & Peterfalvi B. (1993). Obstacles et construction de situations didactiques en sciences expérimentales. Aster, n° 16, p. 103-141.

BACHELARD G. (1938). La formation de l’esprit scientifique. Paris : Vrin.

BACHELARD G. (1949). Le rationalisme appliqué. Paris : PUF.

BIGNOT G. (1995). Le déplacement des coquillages fossiles selon Jacques-Tranquillain Féret, apothicaire dieppois du milieu du XVIIIe siècle. In F. Ellenberger & J. Gaudant (éd.). Essais sur l’histoire de la géologie : Hommage à E. Wegmann, Mémoires de la Société Géologique de France, n° 168, p. 59-63.

BOUILLET G. & GAUDANT J. (2000). La genèse et l’interprétation des « fossiles » dans la science classique : de la Renaissance aux Lumières. Bulletin de la Société Géologique de France, n° 171(5), p. 587-601.

BUFFETAUT É. (1998). Histoire de la paléontologie. Paris : PUF.

CANGUILHEM G. (1965). La connaissance de la vie. Paris : Vrin.

CANGUILHEM G. (1988). Idéologie et rationalité dans l’histoire des sciences de la vie. Nouvelles études d’histoire et de philosophie des sciences. Paris : Vrin.

CAROZZI M. (1983). Voltaire’s attitude toward geology. Archives des sciences, n° 34, fasc.1.

CRÉPIN-OBERT P. (2005). Étude comparée épistémologique et didactique à propos du concept de fossile. Place et rôle de l’enseignant dans la gestion des débats. Actes des Quatrièmes rencontres scientifiques de l’ARDIST, p. 101-107.

CRÉPIN-OBERT P. (2010). Construction de problèmes et obstacles épistémologiques à propos du concept de fossile : étude épistémologique comparative entre des situations de débat à l’école primaire et au collège et des controverses historiques du xviie au xixe siècle. Thèse de doctorat, université de Nantes.

ELLENBERGER F. (1988 et 1994). Histoire de la géologie. Tome I et II. Paris : Technique & Documentation-Lavoisier.

FABRE M. (1999). Situations-problèmes et savoir scolaire. Paris : PUF.

FABRE M. & ORANGE C. (1997). Construction des problèmes et franchissements d’obstacles. Aster, n° 24, p. 37-57.

GOHAU G. (1990). Une histoire de la géologie. Paris : La Découverte.

GOHAU G. (1990). Les sciences de la Terre au 17e et 18e siècles. Naissance de la géologie. Paris : Albin Michel.

GOHAU G. (1995). Traquer les obstacles épistémologiques à travers les lapsus d’élèves et d’écrivains primaire. Aster, n° 20, p. 21-41.

GOULD S.J. (1991). La vie est belle. Les surprises de l’évolution. Paris : Éd. du Seuil.

LANGEVIN P. (1964). Le professeur et l’éducateur. In La pensée et l’action. Paris : Éditions sociales, p. 176-250.

MAULINI O. (2005). Questionner pour enseigner et pour apprendre. Paris : ESF.

ORANGE C. (1999). Les fonctions didactiques du débat scientifique dans la classe : faire évoluer les représentations ou construire des raisons. Actes des premières rencontres scientifiques de l’ARDIST, p. 88-93.

ORANGE C. (2000). Idées et raisons : Construction de problèmes, débats et apprentissages scientifiques en sciences de la vie et de la Terre. Mémoire d’habilitation à diriger des recherches en sciences de l’éducation, université de Nantes.

ORANGE, C. (2002). Apprentissages scientifiques et problématisation. Les sciences de l’éducation - Pour l’ère nouvelle, vol. 35, n° 1, p. 25-42.

PETERFALVI B. (2001). Obstacles et situations didactiques en sciences : processus intellectuels et confrontations. L’exemple des transformations de la matière. Thèse de doctorat en sciences de l’éducation, université de Rouen.

PETERFALVI B. (2006). Problématisation et travail sur les obstacles en sciences. In M. Fabre & E. Vellas (éd.), Situations de formation et problématisation. Bruxelles : De Boeck, p. 91-106.

PIAGET J. (1947). La représentation du monde chez l’enfant. Paris : PUF.

POPPER K.R. (1979). Conjectures et réfutations : La croissance du savoir scientifique. Paris: Payot.

RUDWICK M.J.S. (1985). The meaning of fossils. Episodes in the History of Palaeontology. Chicago & Londres: The University of Chicago Press.

Haut de page

Notes

1 Nombreux ont été les naturalistes de grande renommée dans la communauté scientifique de leur époque à faire le choix d’un dialogue : Palissy, 1580 ; Galilée, 1632 ; Du Hamel, 1660 ; Boyle 1661 ; Fontenelle, 1687.

2 L’Accademia del Cimento fut fondée à Florence en 1657, la Royal society fut instituée à Londres en 1662 et l’Académie Royale de Paris en 1699.

3 Ce projet pédagogique a été mené en 2005 dans la classe de J.-P. Caré, maître-formateur dont le cursus universitaire portait sur la botanique.

4 MEN, 14 février 2002, p. 87.

5 La transcription du débat peut être demandée à l’auteur via l’adresse électronique. Il a duré 48 minutes.

6 Selon le langage vernaculaire et même scientifique du xviiie siècle, il faut entendre par « poissons » l’ensemble des animaux aquatiques et non pas restreindre ce terme aux groupes de la classification contemporaine.

7 L’orthographe et la grammaire de l’auteur du xviiie siècle ont été conservées.

8 La Sauvagère (1707-1781), ingénieur en chef des îles d’Oléron, s’intéressa au problème de l’origine des coquilles fossiles en défendant l’idée d’une végétation spontanée in situ dans la terre. Dans ses Correspondances (1704-1778), Voltaire l’encourageait dans cette opinion pour lutter contre les « fables » ou « contes des Milles et une nuits » des naturalistes.

Haut de page

Table des illustrations

Titre Figure 1 : Macrostructure de la controverse de la classe de CM1 / obstacle artificialiste
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/175/img-1.png
Fichier image/png, 94k
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/175/img-2.png
Fichier image/png, 199k
Titre Figure 2 : Espace des contraintes et des possibles, un extrait de débat en CM1
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/175/img-3.png
Fichier image/png, 119k
Titre Figure 3 : Macrostrucure de la controverse sur l’origine des pierres et des coquilles fossiles et la diversité des pierres par Voltaire et Guettard
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/175/img-4.png
Fichier image/png, 93k
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/175/img-5.png
Fichier image/png, 161k
Titre Figure 4 : Espace de contraintes et de possibles sur les coquilles fossiles et la formation de la Terre
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/175/img-6.png
Fichier image/png, 142k
Haut de page

Pour citer cet article

Référence papier

Patricia Crépin-Obert, « Idées et raisons sur les coquilles fossiles : étude épistémologique comparée entre une situation de débat à l’école primaire et une controverse historique », RDST, 1 | 2010, 93-120.

Référence électronique

Patricia Crépin-Obert, « Idées et raisons sur les coquilles fossiles : étude épistémologique comparée entre une situation de débat à l’école primaire et une controverse historique », RDST [En ligne], 1 | 2010, mis en ligne le 15 septembre 2012, consulté le 12 décembre 2019. URL : http://journals.openedition.org/rdst/175 ; DOI : 10.4000/rdst.175

Haut de page

Auteur

Patricia Crépin-Obert

patricia.crepin@fcomte.iufm.fr
Université de Franche-Comté, école interne IUFM de Franche-Comté ; université de Nantes, Centre de recherches en éducation de Nantes (CREN, EA 2661)

Articles du même auteur

Haut de page

Droits d’auteur

© Éditions de l’École normale supérieure de Lyon

Haut de page
  • Logo Université de Lyon
  • Logo ENS Lyon
  • Logo ENS Éditions
  • Logo Institut français de l’éducation
  • OpenEdition Journals