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Bonnes pratiques. Comment se préparer à reprendre l’enseignement en présentiel sur les campus en toute sécurité ?

Alors que la situation sanitaire reste préoccupante en France et que les campus ont à peine entrouvert leurs portes en janvier, comment assurer une reprise des activités d’enseignement en toute sécurité dès que cela sera possible, et permettre une resocialisation des étudiants ? Le consensus scientifique qui semble enfin émerger sur une voie principalement aéroportée de la transmission du Sars-Cov2, ainsi que le très faible nombre de contaminations répertoriées en extérieur, permettent d’imaginer des parades qui, si elles nécessitent des investissements et des réorganisations pédagogiques, pourraient permettre de renouer avec un fonctionnement "quasi normal" des campus. Une excellente ventilation des lieux clos, l’achat de capteurs CO2 pour s’assurer d’un renouvellement efficace de l’air et l’enseignement en plein air sont autant de solutions qui pourraient être adaptées localement.

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A la rentrée 2020, l'université de Sherbrooke, au Québec, a expérimenté l'enseignement en plein air comme moyen de lutter contre la pandémie de Covid-19. Michel Caron - Université de Sherbrooke

"Un an après le début de la pandémie, les preuves sont maintenant claires. Le virus Sars-Cov2 se transmet principalement par l'air, lorsque les gens parlent et respirent, via de larges gouttelettes et de fines particules appelées aérosols. Attraper le virus par les surfaces, bien que cela soit plausible, semble rare." Cette affirmation est issue de l'éditorial du journal Nature du 2 février 2021. Après une année d'incertitudes et de consignes gouvernementales controversées – notamment sur le port du masque – et davantage axées sur le lavage des mains et des surfaces que sur la ventilation des lieux clos, le consensus qui est en train d’émerger dans la communauté scientifique pourrait amener à revoir les priorités pour lutter efficacement contre la pandémie de coronavirus, en particulier sur les campus.

Si la voie de transmission aérienne est soupçonnée depuis de longs mois, notamment depuis des expériences menées sur des furets et des hamsters, son caractère majoritaire n’est pas encore admis par toutes les autorités sanitaires – ce qui amène d’ailleurs Nature à tancer l’OMS pour son "manque de clarté". En conséquence, écrit le journal, "les gens et les institutions continuent de prioriser des efforts coûteux de désinfection au lieu de mettre plus de ressources dans la promotion du port du masque et dans la recherche de mesures pour améliorer la ventilation ; or, cela est plus complexe mais pourrait faire la différence."

comment et pourquoi équiper les classes de capteurs de CO2

Certains chercheurs français l’ont compris depuis longtemps et ont mis au point de premières réponses. C’est le cas d’un petit groupe de physiciens, mathématiciens et modélisateurs issus de différents établissements parisiens (université de Paris, Sorbonne université, ENS-PSL, université Paris-Saclay), ainsi que de certains réseaux de "makers", comme le fablab de CentraleSupélec (1), qui s’intéressent de près aux moyens d’estimer facilement et à moindre coût la qualité de l’aération d’une pièce grâce à un "proxi" : la mesure du taux de CO2 dans l’air.

Jeudi 4 février 2021, le groupe a organisé un très instructif webinaire dédié à "l’aération et à la mesure du CO2 comme moyens de lutte contre la Covid-19", dans lequel ils expliquent de façon pédagogique les relations entre taux de CO2, ventilation et transmission des virus, et exposent très concrètement comment se doter d’appareils de mesure dans les salles de classe et mettre en place un système de ventilation efficace. La captation du webinaire est disponible en replay sur la chaîne YouTube "Savoirs ENS".

des taux limites dépassés au bout de 40 minutes dans une salle de TD en demi-jauge

"De manière générale, les locaux scolaires ou universitaires ne sont pas bien ventilés, car il n’existe aucune norme contraignante."

Florence Elias, physicienne, université de Paris

"De manière générale, les locaux scolaires ou universitaires ne sont pas bien ventilés, car il n’existe aucune norme contraignante", prévient Florence Elias, professeure de physique à l’université de Paris, qui a expérimenté les capteurs de CO2 dans des salles de TD et des amphithéâtres de son université au premier semestre.

Ainsi, lors d’une séance de TD en demi-jauge avec 27 personnes masquées dans la salle, le taux de CO2 a dépassé les 1 000 ppm au bout de 40 minutes, quand la limite de sécurité est plutôt située autour de 800 ppm. Il a même atteint 2 200 ppm après 1h20. Dans un amphithéâtre accueillant 60 personnes masquées, ce taux n’a pas dépassé les 1 000 ppm, "la grande hauteur sous plafond autorisant de plus grands volumes d’air", explique la chercheuse.

En revanche, des observations menées dans une cantine sont plus alarmantes : les 2 000 ppm ont été dépassés au bout de 30 minutes, "alors que dans un cas comme celui-là, où les gens ne portent pas de masque, la limite de sécurité à respecter serait plutôt de 600 ppm", souligne Florence Elias.

aérer 3 à 4 minutes toutes les 20 minutes, une nécessité

"On entend parfois dire qu’il faut aérer une pièce trois fois par jour, ou une fois entre chaque cours : c’est clairement insuffisant dans des locaux d’enseignement."

Florence Elias

Que faire pour éviter ces concentrations, et ainsi limiter les risques de propagation du Sars-Cov2 si une personne infectée avec une forte charge virale se trouve dans la pièce ?

Une seule règle : ventiler, pour faire redescendre les taux sous un certain seuil, "soit par ventilation manuelle en ouvrant les portes et les fenêtres, soit grâce à la ventilation mécanique (VMC), qu’il faut alors faire réviser", précise Florence Elias. "On entend parfois dire qu’il faut aérer une pièce trois fois par jour, ou une fois entre chaque cours : c’est clairement insuffisant dans des locaux d’enseignement", prévient aussi la chercheuse. "Il faut aérer 3 ou 4 minutes toutes les 15-20 minutes au maximum, et créer un courant d’air, très efficace pour diluer le CO2", et donc la concentration virale potentielle. Un effet d'autant plus bénéfique que, selon la littérature scientifique, "un taux de CO2 élevé tend aussi à faire chuter les performances intellectuelles", indique Benoit Semin, chercheur au laboratoire PMMH (ESPCI/CNRS).

Les capteurs de CO2 peuvent aider à repérer les moments critiques où une aération est nécessaire. Pascal Morenton, directeur du fablab de CentraleSupélec, conseille l’achat du modèle Class’Air, à environ 300 euros l’unité, qui est étalonné par le fabricant. Mais les établissements équipés de fablab peuvent aussi se lancer dans l’assemblage d’un capteur maison : celui de CentraleSupélec, qui expérimente depuis plusieurs mois, a mis à disposition un guide de fabrication ouvert à tous. Des documents très pédagogiques ont aussi été mis en ligne sur le site du collectif Du côté de la science qui, après avoir milité pour la généralisation du port du masque en lieux clos dès l’été 2020, promeut dorénavant aussi l’usage des capteurs de CO2.

enseigner à l’extérieur, une idée iconoclaste à ne pas sous-estimer

Une autre piste pourrait être explorée, en complément de ces équipements d’intérieur, par les établissements d’enseignement supérieur disposant de surfaces extérieures assez vastes : les cours en plein air. Si la pratique existe pour les tout-petits, ainsi qu’au niveau scolaire, en particulier dans les pays du Nord de l’Europe, elle est bien plus rare dans le supérieur. Mais elle n’est pas inexistante, et la pandémie pourrait favoriser des initiatives de ce type.

"Il faut choisir des emplacements où les distractions sont limitées, donc ne pas être trop central dans le campus par exemple, sinon les étudiants ont des difficultés pour se concentrer."

Jean-Philippe Ayotte-Beaudet, professeur à l’université de Sherbrooke

Déjà précurseure en matière d’innovations pédagogiques, l’université de Sherbrooke, au Québec, a ainsi lancé au semestre dernier une expérimentation de cours en plein air à laquelle ont participé quelque 1 300 étudiants, et que son promoteur, Jean-Philippe Ayotte-Beaudet, professeur au département d’éducation primaire et préscolaire de l’université canadienne, détaille dans un article publié le 3 janvier dernier dans The Conversation. "L’objectif premier de mes recherches sur l’enseignement dans des environnements extérieurs n’est pas lié au contexte pandémique, mais cette crise permet de faire des tests", explique-t-il à AEF info le 3 février.

les cours en plein air nécessitent des pédagogies actives

Pour cet ancien enseignant de biologie en secondaire, enseigner à l’extérieur permet avant tout "d’expérimenter dans le milieu d’application de ce que l’on est en train d’apprendre", que ce soit "en développement durable, en design, en écologie, en architecture, en psychologie sociale, etc.". "C’est une manière de mobiliser les apprentissages hors contextes académiques. Mon hypothèse de recherche étant que ces apprentissages soient de ce fait plus durables", explique Jean-Philippe Ayotte-Beaudet.

"Une manière trop classique d’enseigner, de type cours magistral, ne passera pas : pour pouvoir rester concentré à l’extérieur, il faut être actif, engagé physiquement et pas simplement dans une position d’écoute."

Jean-Philippe Ayotte-Beaudet

L’expérimentation grandeur nature de cours en plein air menée par l’université de Sherbrooke entre août et octobre 2020, a concerné 57 enseignants pour 448 heures d'enseignement, dans des disciplines aussi variées que la psychologie, la didactique des sciences, l'anatomie, les sciences humaines, le génie mécanique, le droit, la kinésiologie ou la stylistique comparée anglais-français. Elle a aussi permis de valider ou d’infirmer certains choix : "Il faut choisir des emplacements où les distractions sont limitées, donc ne pas être trop au centre du campus par exemple, sinon, les étudiants ont des difficultés pour se concentrer", note le chercheur.

Enseigner à l’extérieur nécessite aussi d’adapter la pédagogie : "Une manière trop classique, de type cours magistral, ne passera pas : pour pouvoir rester concentré à l’extérieur, il faut être actif, engagé physiquement et pas simplement dans une position d’écoute. Il faut donc adopter une approche plus expérientielle qu’en intérieur, avec des travaux d’équipe par exemple."

cartographier les espaces extérieurs du campus utilisables pour des cours

Forte de cette expérience pionnière, l’université de Sherbrooke a déjà publié deux guides sur l’enseignement en extérieur, l’un à destination des gouvernances universitaires qui souhaiteraient se lancer ("Classes extérieures dans l’enseignement supérieur en contexte de Covid-19 au Canada : guide pour appuyer les directions lors des premières étapes d’implantation"), l’autre à destination des enseignants ("Pédagogie en plein air dans l’enseignement supérieur en contexte de Covid-19 au Canada : guide pédagogique pour appuyer les personnes enseignantes").

Car enseigner à l’extérieur ne s’improvise pas : il faut avant tout planifier et organiser. Au Eckerd College de St Petersburg, en Floride, qui a annoncé l’été dernier son intention de dédier 10 000 mètres carrés de son campus à des espaces d’enseignement de plein air, la première étape a été de cartographier les zones exploitables du campus : superficie et capacité des emplacements, état des terrains, exposition à l’ombre et au vent selon les heures de la journée, accessibilité, acoustique. "La carte a ensuite été convertie en base de données permettant à tout membre de la faculté de réserver des espaces pour leur classe", raconte le Chronicle of Higher Education. "D’autres lieux ont été estampillés 'emplacements spontanés', pour un usage au pied levé."

bornes wifi, tentes extérieures et oreillettes

Dans cette phase de planification, le Eckerd College a également demandé à son corps professoral de quels outils ils auraient besoin pour enseigner dehors : tableaux blancs portatifs, connexion wifi, micros et oreillettes à la façon des guides de musée… L’établissement envisageait en effet la possibilité que les professeurs envoient leurs présentations PowerPoint sur les téléphones portables et les tablettes de leurs étudiants. Quant aux chaises, il était prévu que la librairie du campus en vende.

D’autres universités américaines pratiquent les cours en plein air cette année, rapporte aussi le Chronicle, comme l’université Rice (Texas), UC Davis (Californie) ou le Amherst College (Massachusetts), qui ont toutes organisé des cours sous tente et, parfois, modifié leurs calendriers académiques pour jouer avec les conditions météo.

Autant de pistes qui pourraient inspirer les établissements français, dont certains, comme les écoles d'architecture, ont déjà une pratique en la matière (lire sur AEF info). L'hypothèse du plein air, à l'orée du printemps, pourrait aussi être étudiée pour les pauses méridiennes, qui restent toujours sans solution à l'heure actuelle.

(1) François Pétrélis (CNRS, Laboratoire de Physique de l'Ecole Normale Supérieure), Jean-Michel Courty (professeur de physique à Sorbonne Université), Benoit Semin (CNRS, laboratoire PMMH, ESPCI), Pascal Morenton (CentraleSupélec, Université Paris-Saclay, La fabrique / Laboratoire Génie Industriel), Florence Elias (professeure à l'Université de Paris, laboratoire de Matière et Systèmes Complexes) et Bertand Maury (Université de Paris-Saclay / Laboratoire de Mathématiques).