Sélection Naturelle : La Biophilie Dans L'éducation

Note de la rédaction : Cet article a initialement été publié dans Learning by Design dans le cadre d’un partenariat éditorial, sous le titre « Natural Selection ».

L’architecture est une expérience. Dans ce qu’elle a de meilleur, le contexte, le caractère et la communauté façonnent le lieu, la finalité et le point de vue, influençant ainsi la myriade de choix effectués tout au long du processus. Dans l’architecture dédiée à l’apprentissage, les décisions prises lors de la conception influencent la capacité de l’apprenant à assimiler et à retenir des informations, tout autant que le bâtiment lui-même lui offre un lieu où il peut recevoir un enseignement.

Pour les chercheurs Bill Browning et Terri Peters, Ph.D., intégrer l’instinct inné de l’être humain à se connecter au monde naturel dans les espaces où nous vivons, travaillons, apprenons et jouons est bien plus qu’une simple question d’esthétique ; c’est une mission.

« La biophilie consiste à répondre au désir et au besoin humains de se connecter à la nature dans les espaces que nous occupons », explique M. Browning, associé gérant de Terrapin Bright Green, un cabinet de conseil en conception et recherche durables engagé dans la création d’un monde plus sain. « Au niveau le plus simple, la conception biophilique commence par offrir de belles vues sur la nature à travers les fenêtres et par animer les espaces que nous occupons avec des plantes et des matériaux naturels. Cependant, ce ne sont là que trois des quinze principes différents du design biophilique susceptibles d’améliorer l’environnement bâti. Les preuves ne manquent pas pour démontrer que ces éléments améliorent les fonctions cognitives, la santé physique et le bien-être psychologique. »

Terri Peters, titulaire d’un doctorat, est architecte et maître de conférences au département d’architecture et de sciences de l’université Ryerson à Toronto, au Canada. Elle a consacré sa carrière à l’étude des conditions humaines difficiles à mesurer.

Fort de près de 30 ans de recherche et de conseil en stratégies du design biophilique, Browning explique que les connaissances scientifiques établies concernant l’intégration de la nature dans l’espace se répartissent en trois domaines d’application.

« La nature dans l’espace » correspond à l’idée littérale d’ajouter des éléments naturels tels que des vues, de la végétation et la lumière du jour pour dynamiser l’espace par le design. 

La deuxième application, « les analogies naturelles », consiste en des expériences indirectes de la nature grâce à l’intégration de matériaux naturels, de motifs fractals et de formes biomorphiques dans l’architecture, qui permettent d’accéder à la nature par le biais d’éléments non vivants. 

Enfin, « la nature des espaces » désigne les expériences spatiales qui s’appuient sur des motifs spatiaux présents dans la nature et qui induisent un sentiment psychologique de calme et de sécurité au sein d’un espace. Par exemple, une vue dégagée sur un environnement renforce la perception de l’espace, tandis qu’un mur derrière soi et un abri au-dessus de la tête procurent un sentiment réconfortant de refuge au sein d’un espace.

« Les effets des choix du design biophilique sont quantifiables. Des études menées dans des environnements éducatifs révèlent que les élèves apprennent mieux, retiennent davantage et apprécient davantage l’expérience éducative globale dans des espaces présentant des influences biophiliques », explique Browning.

« Plusieurs études prouvent que la variabilité de la lumière du jour améliore l’acuité visuelle et nous aide à rester en phase avec notre horloge circadienne. Le fait de pouvoir observer la nature, même à travers une fenêtre, a un impact sur notre cortex préfrontal qui contribue à restaurer notre attention et permet aux apprenants d’améliorer leur concentration cognitive et leur capacité à retenir les informations. »

Selon la théorie de la restauration de l’attention, la capacité du cerveau humain à se concentrer sur un stimulus spécifique est limitée : consacrer trop de temps à une tâche entraîne une fatigue mentale. S’éloigner d’une concentration intense pour se retrouver dans un environnement naturel réparateur, ne serait-ce que pendant 40 secondes, peut faire passer l’état d’esprit d’une personne du négatif au positif, lui permettant ainsi de retrouver sa pleine capacité de concentration en un laps de temps relativement court. 

« Dans les établissements scolaires, lorsque les enfants ont accès à la nature pendant la journée, les enseignants constatent que les élèves reviennent en classe dans un état d’esprit plus serein et sont plus à même de se plonger rapidement dans la tâche suivante », explique M. Browning. 

M. Peters ajoute qu’à l’université Ryerson, lors d’un audit des salles de classe sur le campus, l’équipe a identifié de nombreux défis liés à la conception des salles, à leur utilisation et à la hiérarchie spatiale. 

« Des problèmes aussi simples que des murs encombrés d’affiches, des chaises et des tables dépareillées, ou encore un mauvais éclairage sont des exemples d’éléments quotidiens de base qui peuvent facilement être améliorés », explique Peters. 

« Au prochain semestre, nous mettrons en place une salle de classe pilote intégrant les principes du design biophilique, puis nous évaluerons l’expérience des étudiants et du corps enseignant par rapport à des salles de classe inchangées situées dans le même bâtiment. De plus, nous ajouterons des plantes, remplacerons l’éclairage par un système à spectre complet et nettoierons les vitres pour améliorer la luminosité et la vue. Nous augmenterons également la variabilité spatiale en instaurant une hiérarchie dans les espaces et en remplaçant l’encombrement mural par des graphismes abstraits représentant des motifs naturels, soigneusement sélectionnés, qui, selon nous, auront des effets positifs mesurables. »

L’une des façons les plus intéressantes dont les stratégies du design biophilique améliorent l’expérience de l’espace consiste à intégrer des fractales statistiques. Ces motifs détaillés et répétitifs constituent le fondement de nombreux systèmes organiques et sont présents en abondance dans le monde naturel. 

Les fractales en spirale permettent à la nature de se condenser pour gagner en résistance et en durabilité face aux éléments ; on peut citer comme exemples les pommes de pin, les ananas et les ouragans. 

Un fractal de Voronoï met en lumière la tendance de la nature à privilégier l’efficacité et repose sur la connexion des structures cellulaires par le chemin le plus court entre deux points. On peut citer comme exemples la peau d’une girafe, les alvéoles d’abeille, les cellules d’une feuille et les bulles de mousse. 

Browning faisait partie d’une équipe qui a mené une étude d’un an en mettant en œuvre des interventions biophiliques simples dans une classe de mathématiques de sixième à Baltimore. Les changements comprenaient le retrait de la plupart des affiches encombrant visuellement les murs, la pose de dalles de moquette Interface® présentant un motif biomorphique ondulé imitant l’herbe, d’une frise de papier peint avec un motif abstrait de feuilles de palmier, ainsi que l’installation de stores en tissu automatisés arborant un motif fractal statistique inspiré des ombres des branches d’arbres. 

L’impact de ces interventions s’est rapidement fait sentir. Les résultats aux examens se sont considérablement améliorés : le gain moyen aux épreuves de mathématiques était plus de trois fois supérieur dans la classe biophilique par rapport à une classe témoin. 

L’étude a également démontré que cet espace aidait les élèves à se remettre du stress. En effet, le pourcentage d’élèves de la classe biophilique qui percevaient leurs facteurs de stress comme élevés est passé de 67 % en février à 35 % en juin. De plus, l’enseignant de la classe biophilique a déclaré ressentir moins d’anxiété et gagner en efficacité, ce qui suggère que ces interventions peuvent profiter tant aux élèves qu’au personnel.

Interrogés sur la nécessité globale des espaces biophiliques dans les environnements d’apprentissage, Browning et Peters s’accordent à dire que les avantages vont bien au-delà d’une simple amélioration des performances cognitives. 

« Dans la conception des espaces éducatifs, la pression s’accentue sans cesse pour que les espaces physiques offrent davantage qu’un simple abri. Pour être compétitifs, ces espaces doivent favoriser la collaboration, améliorer notre humeur et procurer aux personnes un sentiment de calme et d’accueil », explique Peters. 

Sans surprise, Browning révèle que le monde de l’entreprise montre souvent la voie en matière de mise en œuvre de la biophilie. 

« Les entreprises prennent désormais conscience que l’ancien modèle d’espaces de travail composés de bureaux cloisonnés ne favorise pas les interactions fortuites ni cette étincelle spontanée qui suscite les moments d’inspiration capables de changer le cours du succès », explique M. Browning. « Pour maximiser la valeur des biens immobiliers, les espaces de travail comme les salles de classe doivent faire preuve d’ouverture, d’inclusivité et offrir des possibilités d’échanges fructueux entre les interactions. » 

Browning souligne que, pendant la majeure partie de ses plus de 30 ans d’expérience dans ce domaine, l’efficacité énergétique a été au cœur des stratégies de conception durable. Dans leur objectif environnemental visant à préserver la planète, beaucoup ont négligé le fait que le coût d’exploitation d’un bâtiment ne représente qu’environ 1 % des dépenses d’une entreprise. La véritable valeur environnementale réside dans l’amélioration des performances humaines, la fierté personnelle d’appartenir à un lieu et le sentiment de plénitude qui découle de l’accès à l’air frais, à des vues sur la nature et à des interactions enrichissantes avec les autres.

« À certains égards, l’efficacité et la simplicité de ces stratégies de conception peuvent sembler intuitivement évidentes », conclut Peters. « Le design biophilique vise à offrir une expérience immersive et multisensorielle de la nature dans l’espace. Cependant, cela va bien au-delà des plantes, des vues ou des gadgets. Il s’agit d’utiliser la couleur, la lumière, les textures et les capacités de la nature pour améliorer les performances humaines. Ces principes peuvent s’appliquer à tout, des motifs de moquette à l’angle d’un bureau en passant par une fenêtre. À tous les égards, le design fait la différence. »

Références:

• Terrapin Bright Green
• Psychology Today, « Une méthode peu coûteuse pour retrouver votre attention et votre concentration »