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Rythmes biologiques de l’enfant
en développement
Vers une évolution du temps scolaire?
Sandra Joffroy
MCU à l’UFR STAPS
Les frères Auguste (1862-1954) et Louis Lumière (1865-1948)
Inventeurs du cinéma (1895).
Le corps humain a été programmé pour dormir la nuit et rester éveillé le jour. Certains de vos
rythmes biologiques régissent vos processus comportementaux et physiologiques pour qu’ils
soient plus actifs le jour et moins actifs la nuit. On les appelle «rythmes circadiens» parce qu’ils
sont synchronisés avec la période de révolution de la Terre sur elle-même, ou un jour (du latin
circa = «autour» et dies = «jour»). Les rythmes et les fonctions biologiques sont synchronisés
entre eux de même qu’avec l’environnement de façon que l’organisme puisse fonctionner
efficacement, faire la bonne chose au bon moment, mais tout en montrant une certaine souplesse.
Votre horloge biologique commande et synchronise vos fonctions biologiques, comme votre
rythme cardiaque, votre digestion et votre température corporelle, de manière qu’elles soient plus
sensibles et plus actives pendant le jour et moins sensibles et moins actives pendant la nuit.
Lorsque vous changez vos heures de coucher et de lever, vous contrariez votre horloge biologique
et perturbez ainsi la synchronisation de vos fonctions biologiques. En d’autres mots, la privation
de sommeil n’est pas le seul problème causé par les changements d’horaire veille/sommeil.
Certaines fonctions prennent environ une journée pour s’adapter à un décalage d’une heure;
d’autres s’adaptent en moins de temps ou en plus de temps.
En prenant conscience de l’importance des rythmes biologiques dans la vie quotidienne et des
effets des perturbations de ces rythmes, vous serez mieux en mesure de fonctionner efficacement
dans des conditions non idéales.
Horloge et rythmes biologiques
Des donneurs de temps ou synchroniseurs
• Facteurs susceptibles de modifier un rythme biologique chez l’être humain :
• Ces facteurs remettent « la pendule à l’heure » tous les jours…
Lumière
Obscurité Température Saisons Exercice
physique
Rythmes
sociaux
Paramètres caractéristiques d’une fonction rythmique
(d’après Touitou et Haus, 1994)
Synchroniser ses rythmes
Jour Nuit Heures solaires : en France -2 h Nuit
5h 8h 11h 14h 17h 20h 23h
5h
Éveil actif
Efficacité
Repli
Fatigue
Activité
Performance
physique et
intellectuelle
Sommeil
de nuit
Des signaux qui synchronisent notre rythme circadien vigilance/repos
Alternance
jour/nuit
Horaires de repas
réguliers
Heures de coucher /
lever fixes
Rythmes
sociaux
• Ces signaux mettent nos horloges biologiques internes à
l’heure et permettent d’être en phase avec notre
environnement.
Temps….
http://images.google.fr/imgres?imgurl=http://francais.istockphoto.com/file_thumbview_approve/2080419/2/istockphoto_2080419-almost-time.jpg&imgrefurl=http://lagrossezebre.over-blog.fr/article-26949978.html&usg=__Jczm4RrHMQgkG2TQW-mswtzQnng=&h=254&w=380&sz=21&hl=fr&start=78&tbnid=AJ-iS7n4PcEn7M:&tbnh=82&tbnw=123&prev=/images%3Fq%3Dhorloge%2Bbiologique%26gbv%3D2%26ndsp%3D18%26hl%3Dfr%26sa%3DN%26start%3D72
Les différents rythmes et leurs durées
certains sont
Environ
24 heures
en alternance veille/sommeil
d’autres sont rapides
ou moins de
20 heures
battements cardiaques, respiration
d’autres sont
plus lents ou plus de 28
heures
Menstruations
circadiens
ultradiens
infradiens
Exemples de rythmes biologiques
Rythmes ultradien circadien infradien
L’alternance veille/sommeil
La variation des défenses
immunitaires
Le cycle menstruel
Les rythmes alimentaires
Le rythme respiratoire
Les variations de la
température corporelle
X
X
X
X
X
X
Synchronisation du cycle
veille/sommeil
Synchronisateurs externes
(lumière, mélatonine, facteurs sociaux)
Oscillateur fort
Hypothalamus latéral
Oscillateur faible
Noyau suprachiasmatique
Température
ACTH-cortisol
sommeil paradoxal
Veille-sommeil lent
GH, STH
Expériences de Michel Siffre
Des conditions matérielles terribles !
En1962, Michel Siffre décide de retrouver le "rythme
originel de l'homme". À l'âge de 23 ans, il décharge de
toute responsabilité ses amis restés en surface et s’isole
volontairement hors du temps sous terre et goûte aux
joies du « camping » sur son glacier souterrain du18
juillet au 14 septembre 1962. A 130 m de profondeur, il
est exposé à de continuelles chutes de glace et de roches.
La température est inférieure à 0°C, l'humidité relative est
de 100%. Il ne dispose d'aucun médicament et son
matériel de survie est des plus insuffisants. Le chemin du
retour lui est barré et sa tente est inondée dès les premiers
jours. Par téléphone, il signale régulièrement à l'équipe de
surface ses différentes activités.
Il termine cette aventure à bout de force, ressort avec
l'aide de ses camarades, et son succès est salué par la
presse française et étrangère.
Il terminera cette aventure à bout de force, mais ce fut la
première expérience reconnue du rythme veille-sommeil.
Propriétés des rythmes circadiens
• 1962 « expériences de Michel Siffre » : cycle veille sommeil
jours
période d’activité
Alternance
J/N
Périodes d’activité pendant la phase
diurne: rythme synchronisé
Gouffre de
Scarasson Rythme en libre cours : rythme endogène
Les rythmes circadiens sont d’origine endogène et sont synchronisés
par des facteurs environnementaux
http://www.savoirs.essonne.fr/fileadmin/bds/MEDIA/la_vie/medecine_et_sante/chronobiologie/chronobiologie2.jpg
Les horloges biologiques internes
• Température corporelle
• Sécrétions hormonales
• Pression artérielle
• Sommeil
• Prises alimentaires
Le Chef d’orchestre
des horloges biologiques internes se situe dans le cerveau
régule
Rythmes biologiques
Variations circadiennes des concentrations plasmatiques
de la mélatonine et du cortisol
(d’après Touitou et coll.,1984)
Ordre de succession des sécrétions hormonales sur 24h
glucagon
angiotensine II
insuline
rénine
noradrénaline
testostérone
aldostérone
thyroxine
sérotonine
cortisol
ACTH
histamine
ADH
mélatonine
prolactine, dopamine, GH
Les mécanismes de la rythmicité : l’horloge circadienne
Entraînement de l’horloge circadienne par la lumière
– Période de l’horloge ajustée à 24h
– Transmission de l’information
lumineuse aux SCN via le tractus
rétino-hypothalamique (RHT)
– Photorécepteurs rétiniens:
mélanopsine
– Neurotransmetteurs : glutamate
IML : colonne intermédiolatérale de la moelle épinière ; PVN : noyaux paraventriculaires hypothalamiques ;
SCN : noyaux suprachiasmatiques; SCG : ganglions cervicaux supérieurs.
Distribution de messages rythmiques efférents aux SCN
Action dépendante
du temps
Signaux
externes :
lumière
Récepteurs :
rétine
Voie de
communication :
RHT
Générateur de
rythmes : SCN
Transduction de signaux de
sortie : Système nerveux,
système endocrine
Propriétés de l’horloge
Rythmes
circadiens
Le rythme circadien de la vigilance
So
mm
eil
----
----
----
----
----
Vei
lle
Quand les signaux
notre rythme circadien vigilance/repos
Alternance
jour/nuit
perturbée
Horaires de repas
irréguliers
Heures de coucher
/ lever irrégulières
Rythmes sociaux
désynchronisés
• Effets sur notre organisme adulte : – Baisse de la vigilance
– Fatigue
– Dépression
– Agressivité, sauts d’humeur.
– Arrêt des règles chez la femme, impuissance chez l’homme
– Troubles du sommeil
– Troubles digestifs
• Effets sur notre environnement et notre vie professionnelle : – Risques d’accident au travail
– Augmentation des risques d’accidents sur la route
désynchronisent
L’école est-elle faite pour les enfants ?
Les Ceméa, depuis leur création, ont toujours été convaincus de l'importance du rôle des
rythmes biologiques dans la santé et l'équilibre des personnes - tout particulièrement des enfants - et donc
de leurs impacts sur la qualité des apprentissages, sur l'acquisition des savoirs et des connaissances et sur
les comportements sociaux.
Les conditions de vie dans les sociétés contemporaines tiennent de moins en moins compte de ces
fondamentaux et les enfants sont principalement concernés tant ils sont de plus en plus obligés
de s'adapter aux choix et aux rythmes des adultes. L'organisation de l'école, les rythmes scolaires peuvent
soit tempérer, soit accentuer ces difficultés. Les récentes décisions concernant l'école primaire vont les
accentuer. C'est le cas de la suppression du samedi matin sans réorganisation
des temps de la semaine et de l'année. C'est aussi le cas de l'aide individualisée pour les élèves en difficulté
qui aurait pu être une bonne mesure si elle n'était pas programmée soit le matin avant la classe, soit à midi
en rognant sur la pause méridienne, soit le soir, surchargeant encore une journée déjà trop longue. Mais ce
sont sans doute encore les choix des adultes qui prévalent.
Les réactions ont bien sûr été nombreuses dans le monde de l'éducation et chez les scientifiques
spécialistes de ces questions. Le rapport de l'OCDE 2008, « Regard sur l’éducation », va dans le même
sens que ces chercheurs.
Alors, devant tant de convergences, va-t-on en revenir à plus de raison ? Si ce n'est pas le cas, on peut se
demander à qui la fragilisation de l'école publique, dont la question des rythmes scolaires n'est qu'un des
éléments, va-t-elle profiter ?
Jean-François Magnin, Directeur général des Ceméa; Vers l'Education Nouvelle N° 532 - Octobre 2008
« Autour de l’enfant »
L ’école
Les enseignants
Les rythmes
Les jours sans école
L’alimentation
L ’aménagement des lieux de vie
L e mode de vie
L ’environnement urbain
Les copains
L ’activité physique
« l’enfant »
Trois objectifs essentiels de l’amélioration des rythmes
Variations journalières de performances d’élèves de 10-11 ans à 3 épreuves
(verbale, structuration spatiale, calcul rapide/additions; d’après Testu, 1994).
Evolution du temps d’enseignement en France
D’après B. Suchaut , 2009.
Le temps annuel d’enseignement en Europe
300
400
500
600
700
800
900
1000
Finl
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Nor
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Allem
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Dan
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D’après B. Suchaut , 2009.
La réflexion sur les rythmes scolaires - Information Luc Chatel - 06/07/2011
La Conférence nationale sur les rythmes scolaires a été installée par Luc Chatel,
ministre chargé de l'éducation nationale, pour mener une réflexion globale sur les
rythmes scolaires. Le comité de pilotage a travaillé pendant un an sur des
propositions pour l'amélioration des conditions de vie et d'apprentissages des
élèves. Suite à une large consultation, le comité de pilotage a remis un rapport
d'orientation au ministre le lundi 4 juillet 2011. Une série de propositions
d'évolution des rythmes scolaires a été formulée. Une réforme globale est
envisagée pour la rentrée 2013.
Une nécessaire réflexion sur les rythmes scolaires
L'installation d'une conférence nationale sur les rythmes scolaires
Un comité de pilotage pour mener la réflexion
Une large consultation sur les rythmes scolaires
Le rapport d'orientation
http://www.education.gouv.fr/cid51928/la-reflexion-sur-les-rythmes-scolaires.html
http://www.education.gouv.fr/cid56729/installation_dhttp://www.education.gouv.fr/cid56729/installation_dhttp://www.education.gouv.fr/cid56729/installation_dhttp://www.education.gouv.fr/cid56729/installation_dhttp://www.education.gouv.fr/cid56729/installation_dhttp://www.education.gouv.fr/cid56729/installation_dhttp://www.education.gouv.fr/cid56729/installation_dhttp://www.education.gouv.fr/cid56729/installation_dhttp://www.education.gouv.fr/cid56729/installation_dhttp://www.education.gouv.fr/cid56729/installation_dhttp://www.education.gouv.fr/cid56729/installation_dhttp://www.education.gouv.fr/cid56729/installation_dhttp://www.education.gouv.fr/cid56729/installation_dhttp://www.education.gouv.fr/cid56729/installation_dhttp://www.education.gouv.fr/cid56729/installation_dhttp://www.education.gouv.fr/
Le rapport d'orientation
La seconde phase de travail a permis au comité de pilotage d'approfondir les pistes
évoquées dans le rapport de synthèse et de déboucher sur des propositions
concrètes. Le comité de pilotage de la conférence nationale sur les rythmes
scolaires a remis son rapport d'orientation à Luc Chatel, lundi 4 juillet 2011. Ce
rapport formule une série de propositions d'évolution des rythmes scolaires sur
la journée, la semaine et l'année.
L'objectif est celui d'une réforme globale pour la rentrée 2013.
Une consultation des partenaires de l'école sera engagée à la rentrée scolaire 2011
afin de définir les premières orientations qui seront annoncées à l'automne.
http://www.education.gouv.fr/cid51928/la-reflexion-sur-les-rythmes-scolaires.html
http://www.education.gouv.fr/
Le Point.fr - Publié le 03/01/2012
Une étude du ministère montre que l'expérience n'a pas d'influence sur les résultats
scolaires des élèves.
Luc Chatel au lycée Jean-Vilar de Meaux, où le dispositif cours le matin-sport l'après-midi a été mis en
place © Arnaud Journois / PhotoPQR/Le Parisien
A la rentrée 2010, l'expérimentation "cours le matin, sport l'après-midi" a été lancée par le ministre de
l'Éducation nationale Luc Chatel afin de "contribuer, par une pratique régulière, à la réussite des élèves ainsi
qu'à l'amélioration de leur bien-être et leur santé". L'expérimentation avait concerné plus de 7 000 élèves,
dans 120 collèges et lycées volontaires, qui avaient bénéficié en moyenne chaque semaine de 2 h 30 de
pratique sportive et de 2 heures de pratique culturelle supplémentaire l'après-midi. Sans avoir été
véritablement évaluée, elle a été étendue et concerne, pendant l'année scolaire 2011-2012, près de 15 000
élèves dans plus de 210 établissements.
La Direction de l'évaluation et de la prospective a publié, vendredi, une première
étude. Révélée ce mardi par Le Figaro, elle trace un bilan plutôt mitigé. Les élèves
disent se sentir "mieux dans leur corps depuis la rentrée" et les parents affirment que,
depuis la rentrée scolaire et par rapport à l'an dernier, "la santé de leur enfant est
restée stable (72 %) ou s'est améliorée (20 %)".
Bien-être
Ils s'hydratent davantage, semblent avoir meilleur appétit, dorment mieux et se
couchent avant 22 heures. Ils sont aussi "plus sociables et parlent davantage de leurs
activités sportives et scolaires avec leurs parents". En revanche, il n'y a "pas
d'influence notable sur la ponctualité, les absences et les sanctions", et
l'expérimentation "n'influe pas sur les capacités déclarées de concentration,
d'attention, de mémorisation et d'effort", selon l'étude.
Surtout, l'étude montre que la réussite scolaire n'est pas au rendez-vous : la moitié des
parents d'élèves expérimentateurs affirment que les résultats scolaires de leur enfant
sont "identiques à ceux de l'an dernier", tandis qu'un tiers (32 %) pensent qu'ils sont
"meilleurs" et 17 % qu'ils sont "moins bons".
Bibliographie
-Forger DB, Peskin CS. Stochastic simulation of the mammalian cicadian clock.
PNAS, 2005, 102, n° 2 : 321-324.
-Montagner H, De Roquefeuil G, Djakovic M. Les fluctuations des rythmes
biologiques, des comportements et de l’activité intellectuelle de l’enfant dans ses
différents environnements. Pédiatrie, 1992, 47 : 85-104.
-Montagner H, Testu F. Rythmicités biologiques, comportementales et intellectuelle
de l’élève au cours de la journée scolaire. Pathologie Biologie, 1996, 44 : 519-533.
-Reinberg AE, Touitou Y. Sychronization and dyschronism of human circadian
rhythms. Pathol Biol, 1996, 44 : 487-495.
-Testu F. Chronobiologie et rythmes colaires. Masson, Paris 2000.
-Touitou Y. Rythmes de vie chez l’enfant. Arch. Pediatr. 1999, 6 : 289S-291S.
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