Sciences et technique: un must pour la Suisse

L’innovation est la clé du progrès. Une forte capacité d’innovation est primordiale pour que la Suisse puisse préserver sa prospérité et son rôle de premier plan dans la concurrence internationale. Notre pays a besoin d’une ouverture à la recherche et aux innovations techniques et d’un nombre suffisant de candidats à la relève dans les domaines des mathématiques, de l’informatique et de la technique (MINT). Or cette relève n’est plus assurée aujourd’hui et la situation pourrait encore devenir plus tendue avec la limitation prévue de l’immigration. Une nouvelle manière de penser est nécessaire pour inciter davantage de jeunes à se lancer dans une telle formation. Un enseignement MINT de qualité devrait motiver les futurs enseignants à susciter eux aussi de l’intérêt pour le secteur MINT. Pour promouvoir les branches MINT, l’attrait des cours de sciences naturelles et de mathématiques doit être développé dès l’école primaire. Le nouveau Plan d’études 21 alémanique fournit de nombreuses pistes et ces efforts doivent être poursuivis au niveau gymnasial. 

Depuis qu’il a fabriqué les premiers outils voilà quelque 2,6 millions d’années, l’humain n’a de cesse d’améliorer ses conditions de vie grâce au recours à la technique. La plupart des grands progrès de notre civilisation sont dus à des découvertes scientifiques et des inventions techniques: les civilisations avancées de l’Antiquité ne seraient pas imaginables sans l’élevage du bétail, la culture des champs, l’architecture, la roue, l’écriture, les techniques d’irrigation ou la navigation. Pourtant, cette évolution permanente a souvent été freinée au fil des siècles, notamment par des interdictions religieuses. Jusqu’à l’ère de l’industrialisation, le rapport de l’homme à la technique était le plus souvent marqué par l’espoir d’une vie meilleure.

Au début du XIXe s., la multiplication des cheminées d’usine crachant de la fumée et le développement du «travail à la chaîne» ont cependant infligé un premier revers. Ce n’est pas un hasard si le début de l’industrialisation a coïncidé avec l’époque romantique. Le contraste entre la nature originelle et la technologie destructrice des humains a été mis en exergue. Dans son roman Les Années d’apprentissage de Wilhelm Meister paru en 1821, Goethe exprime ce qui préoccupait un grand nombre de ses contemporains: «L’envahissement de la machine me tourmente et m’inquiète, il s’abat sur nous comme un orage (…)». La peur de la technique considérée comme une menace existentielle pouvait également se transformer en violence, comme la «guerre contre la machine» l’a montré dans divers pays européens. En Suisse, des travailleurs indigènes avaient détruit l’entreprise de filature et de tissage mécanique Corrodi & Pfister à Oberuster dans l’Oberland zurichois.

Vers la fin du siècle, un changement de mentalité radical s’est produit. Une euphorie technique s’est emparée de larges couches de la population européenne. On acclamait les trains toujours plus rapides, les premières voitures, la desserte des Alpes par d’audacieuses lignes de montagne et les grands bateaux commerciaux. Ce vent de renouveau a commencé à faiblir en 1912, lorsque le Titanic a heurté un iceberg. Son naufrage a marqué la disparition d’un paquebot qui symbolisait comme aucun autre le triomphe de la machine. Les événements traumatisants des deux guerres mondiales ont ensuite eu des effets encore bien plus radicaux, car des inventions techniques avaient alors servi pour la première fois à détruire des millions de vies humaines. Les critiques à l’égard de la technologie émanant avant tout des Européens durant la période de l’après-guerre contrastent donc fortement avec la vitesse à laquelle les inventions comme le réfrigérateur ou la télévision se sont propagées dans les années 1950.

Depuis lors, le scepticisme à l’égard de la nouveauté n’a jamais complètement disparu. Malgré le triomphe des ordinateurs et des smartphones, il est régulièrement alimenté – par exemple par la catastrophe de Tchernobyl (1986). Depuis lors, de nombreuses personnes entretiennent un rapport pour le moins ambivalent avec les sciences et la technique: elles sont à la fois fascinées par les nouvelles découvertes dans l’espace et les possibilités offertes par les tablettes informatiques de la dernière génération et préoccupées par les effets potentiels pour l’homme du génie génétique, de l’intelligence artificielle ou de la nanotechnologie.

Pour les jeunes d’aujourd’hui, il semble moins évident de se projeter dans ce domaine de connaissances que pour les générations précédentes. Cela est plutôt surprenant si l’on considère la façon dont la numérisation et l’automatisation sont en train de modifier radicalement la société et le monde du travail. Comme l’étude internationale Rose («The Relevance of Science Education») le relève, cette situation s’explique notamment par la prospérité croissante: lorsque les besoins matériels d’une société sont couverts, la disposition à s’engager dans un parcours de formation de longue haleine tend à diminuer. Cela se reflète également dans la popularité comparativement faible des branches MINT (mathématiques, informatique, sciences et technique) à l’école.

Pour une économie comme la Suisse, dont le succès dépend largement de l’innovation et du progrès technique, ce scepticisme ou cette indifférence à l’égard du secteur MINT est extrêmement problématique. Depuis un certain temps, on relève une pénurie de main-d’œuvre dans la plupart des professions techniques – la relève formée en Suisse ne suffit de loin pas à couvrir la forte demande. Dans le domaine des technologies de l’information et de la communication, ce phénomène est systématiquement analysé depuis quelques années. En 25 ans, le nombre des personnes actives dans ce secteur a crû quatre fois plus rapidement que le nombre total de travailleurs en Suisse. Selon les dernières estimations, plus de 80 000 spécialistes seront nécessaires d’ici 2022 pour des postes TIC, en particulier des développeurs de logiciels. Le nombre de diplômes obtenus dans ce domaine a certes augmenté récemment, mais de loin pas assez pour combler la pénurie qui résultera d’une limitation de l’immigration voulue par une majorité de Suisses. Il faudra alors s'attendre à une pénurie de 30 000 spécialistes dans le domaine TIC. Faire des prévisions pour l’ensemble du secteur MINT est difficile, mais, quels que soient les indicateurs utilisés, les indices signalent clairement que le problème ne cesse de s’accentuer. C’est pourquoi le Conseil fédéral a lancé dès 2011 une initiative visant à combattre la pénurie de personnel qualifié.  

Les résultats d’une étude menée en 2014 sur mandat du Secrétariat d’État à l’économie (Seco) sont éloquents pour trois des groupes de professions du domaine MINT (le domaine des sciences naturelles n’a pas été présenté en tant que groupe de professions distinct).

Ce tableau révèle, d’une part, qu’il existe un problème de relève aigu dans chacun des trois domaines. Il montre, d’autre part, où le potentiel est encore loin d’être pleinement exploité, à savoir chez les femmes. Un coup d’œil à la statistique sur la formation montre que les choses ne sont pas susceptibles de changer rapidement. La part des femmes dans les branches MINT des hautes écoles universitaires et des hautes écoles spécialisées est certes passée de 24% à 30% entre 2002 et 2010, mais stagne à ce niveau depuis lors. Ce fossé hommes-femmes n’est cependant pas inscrit dans la pierre. En Italie et en France par exemple, la part des femmes dans les branches MINT est nettement plus élevée qu’en Suisse. Il est donc possible d’agir.

Il y a différentes raisons à la présence insuffisante de main-d’œuvre féminine dans les professions techniques. Dans les pays occidentaux, les professions manuelles sont traditionnellement exercées avant tout par les hommes. Il n’est donc pas surprenant que le grand public ait jusqu’à très récemment perçu l’ingénierie et le progrès technique (avec sa fréquente proximité de l’industrie d’armement) comme des domaines typiquement masculins. Les symboles d’identification sont presque exclusivement masculins. Ces conditions-cadre sociales ne facilitaient pas l’accès des femmes aux formations MINT et continuent de déployer leurs effets aujourd’hui.

Le vaste sondage «Baromètre de la relève MINT» mené en été 2012 le montre de manière éclatante. 64% des écoliers, mais seules 40% des écolières ont indiqué que leur famille avait éveillé leur intérêt pour la technique. Les pères et les grands-pères ont systématiquement été cités comme modèle dans ce domaine. La différence entre les sexes est particulièrement frappante en ce qui concerne l’appréciation de leurs propres compétences techniques.

Le tableau est le même en ce qui concerne la popularité des branches MINT au gymnase. La physique et les sciences naturelles sont des branches particulièrement appréciées par les garçons. Les filles par contre relèguent la physique au dernier rang du classement. Les écarts sont faibles en ce qui concerne les mathématiques: elles sont en moyenne tout aussi impopulaires parmi les filles que parmi les garçons. Cette classification n’a guère varié ces 30 dernières années et se reflète dans les résultats: on ne relève autant de notes insuffisantes dans aucune autre branche que les mathématiques.

Pendant longtemps, cette situation a été perçue avec plus ou moins d’indifférence. Les enquêtes PISA (Programme for International Student Assessment) réalisées pour la première fois en 2000 ont été un signal d’alarme. Les performances des écolières et des écoliers suisses dans les domaines de la lecture et des sciences naturelles s’étaient alors même révélées inférieures à la moyenne des pays de l’OCDE. Ce constat a été plutôt mal vécu par notre pays à hauts salaires fier de son système éducatif. Les tests PISA ne donnent certes qu’un aperçu limité des compétences de nos écoliers et écolières, mais ils ont mis en évidence la nécessité d’agir. Un pays comme la Suisse, avec une économie aussi tributaire de l’innovation et du savoir-faire technique, doit se démarquer très largement de la moyenne de l’OCDE sur le long terme et chercher à s’aligner sur les meilleurs du monde. La politique de la formation a pris le thème au sérieux et attribue désormais davantage de poids à ces matières. Le succès ne s’est pas fait attendre: depuis 2003, les moyennes des résultats PISA en Suisse sont largement supérieures à la moyenne de l’OCDE, du moins d’un point de vue statistique, même s’il reste une marge de progression. Les résultats en mathématiques sont particulièrement réjouissants, puisque la Suisse figure désormais dans le peloton de tête.

Outre les résultats des tests PISA, les nombreux appels et initiatives de l’économie ont également atteint leur but. Aujourd’hui, il est de manière générale incontesté que les compétences MINT et les formations professionnelles correspondantes doivent être développées. L’État se mobilise en faveur de cette cause, les universités et les hautes écoles spécialisées ont réagi et la problématique qui est régulièrement traitée dans les médias. Avec le changement technologique omniprésent et la numérisation, la Suisse ne peut de toute évidence pas se permettre de négliger la promotion de la relève dans ce domaine. En effet, il en va de la préservation à long terme de la place industrielle et de l'innovation helvétiques. Il ne suffit pas de défendre le statu quo, car les exigences posées par l’économie aux spécialistes MINT augmentent continuellement. Aujourd’hui, le niveau de compétence exigé dans la plupart des professions techniques est nettement plus élevé qu’il y a dix ans. Les activités dans l’industrie – par exemple polymécanicien, automaticien, électronicien, laborantin ou développeur de logiciels – sont devenues plus pointues, car les tâches sont désormais plus diversifiées et plus complexes. Les jeunes doivent donc disposer d’excellentes compétences dans les matières MINT pour pouvoir effectuer avec succès un apprentissage poussé. Et ces exigences ne se limitent depuis longtemps plus aux professions industrielles. Aujourd’hui, on attend des employés de commerce qu’ils sachent gérer de manière autonome un site Internet et des applications informatiques sont utilisées dans un grand nombre de professions manuelles.

La tendance est claire: à l’avenir, l’importance des branches MINT se renforcera pour un nombre croissant de professions. Comme il est très rare que l’intérêt pour les thèmes scientifiques ne se développe qu’à l’âge adulte, il s’agit de l’éveiller dès l’école primaire. Les conditions pour le faire sont réunies: on peut oser affirmer que pratiquement tous les écoliers de première année trouvent les opérations de calcul passionnantes et sont fascinés par les expériences chimiques simples ou résolvent volontiers un problème à l’aide de l’ordinateur. Ces enfants ne témoignent pas de méfiance ou d’hostilité envers la technique. Au niveau de l’école primaire et au degré secondaire, le défi consiste ainsi à attiser cette curiosité et à cultiver l’intérêt pour les thèmes MINT jusqu’à l’âge adulte.

En Suisse, de nombreuses initiatives visant à rendre les formations MINT plus populaires ont été lancées. La promotion des branches MINT figure à l’agenda politique de plusieurs cantons (ici vous trouverez un aperçu). Les hautes écoles spécialisées ainsi que les universités se mobilisent également. La Confédération appuie ces efforts depuis 2014 via des académies suisses des sciences (principalement SATW et SCNAT) dans le cadre du programme «MINT Suisse», qui soutient divers projets et organise des événements de réseautage. Science et Cité, une fondation partenaire des académies, propose notamment des camps de vacances scientifiques, des forums et des laboratoires pour les écoliers ainsi que des expositions. Avec le centre de formation et de conseil pour l’enseignement de l’informatique et le centre MINT, les Écoles polytechniques fédérales soutiennent l’offre d’apprentissage scolaire au travers d’initiatives propres. L’économie a elle aussi lancé et soutenu divers programmes. Nous vous présentons brièvement ci-après quelques projets MINT couronnés de succès.

Il est judicieux de mieux faire connaître les instruments existants et, si possible, de les coordonner. Toutes les approches sont prometteuses et cherchent à susciter l’intérêt des jeunes pour les thèmes MINT par le jeu. C’est une condition indispensable: dans certaines branches MINT, en particulier les mathématiques, on a constaté que le plaisir d’apprendre diminue de manière drastique quand les expériences ludiques sont remplacées par de la matière à assimiler en vue d’un examen. Au lieu d’apprendre de nouvelles choses, on passe à un mode «juste ou faux», ce que renforcent les notes sanctionnant la performance. Toute personne pour qui les mathématiques ne sont plus un processus de découverte fait avec curiosité, mais une intégration laborieuse de raisonnements étrangers perd rapidement l’envie de participer et d’approfondir  Aussi est-il important de laisser suffisamment de place au plaisir d’expérimenter par des exercices et des formes d’apprentissage ouverts (travaux pratiques ou collaboratifs au lieu d’un enseignement purement frontal) également aux niveaux d’enseignement supérieur. Une étude menée sur le long terme par l’Université de Munich a récemment démontré que, en particulier pour les mathématiques, l’enseignement appliqué et la motivation jouent clairement un rôle plus important que l’intelligence individuelle pour le succès académique. Il n’est donc pas surprenant que le présent dossierpolitique examine d'autres approches visant à encourager les branches MINT, qui accordent une importance particulière à l’enseignement des mathématiques à tous les niveaux.

Malgré tous les efforts déployés par les milieux politiques et économiques pour renforcer les formations MINT et les succès notables remportés, l’objectif n’est que partiellement atteint: la part des femmes dans les filières d’études MINT n’augmente pas indéniablement et il ne semble pas que la pénurie de main-d’œuvre spécialisée dans les MINT puisse être atténuée par une hausse du nombre d’étudiants. Que faut-il faire pour mieux encourager les branches MINT?

En particulier en ce qui concerne les thèmes MINT, la réforme actuelle du plan d’études alémanique offre de grandes chances qu’il convient de saisir. Le Plan d’études 21, premier plan d’études commun des écoles obligatoires de tous les cantons alémaniques et plurilingues, se focalise sur des compétences que les écoliers sont censés acquérir. Le savoir ne doit pas seulement être emmagasiné, il doit surtout pouvoir être appliqué de manière interdisciplinaire. Ce concept est judicieux, surtout pour la communication de thèmes MINT.

En 2012, la notation séparée des branches des sciences naturelles (physique, chimie, biologie) a été réintroduite pour la maturité, relevant du même coup leur importance dans les gymnases. Dans de nombreux gymnases, des classes MINT spécifiques ont été ouvertes (voir par exemple à Köniz). Au cours de ces dernières décennies, la scolarité obligatoire a été le théâtre d’un mouvement en sens inverse. Le plan des matières a été étoffé de quelques nouveautés, dont l’apprentissage d’une deuxième langue étrangère. Des contenus ont été rognés ailleurs, dans les mathématiques par exemple. Quelques cantons, Berne par exemple, veulent à nouveau réduire les heures d’enseignement des mathématiques pour pouvoir introduire les nouveaux modules prévus par le plan d’études alémanique. C’est une erreur. Les mathématiques offrent les bases indispensables pour appréhender les autres branches MINT. Il faut s’assurer à tous les niveaux de la scolarité, de la scolarité obligatoire au gymnase, que les heures de cours dans les branches MINT tendent à augmenter et non à diminuer. L’attrait de l’enseignement à tous les niveaux de la scolarité dépend en outre aussi des moyens pédagogiques utilisés. Ces moyens devraient faciliter l’accès aux branches MINT de manière ludique et jeter des ponts avec le quotidien. Dans le cadre de la révision en cours du plan d’études alémanique, de nombreux moyens pédagogiques doivent de toute façon être réexaminés. C’est une occasion à saisir. Simultanément, les formations et les formations continues dans les Hautes écoles pédagogiques doivent viser une mise en œuvre ciblée et scientifique du LP 21.

De bons projets existent pour encourager les MINT, et ils connaissent un franc succès. Mais d'ici à ce que la population comprenne à quel point les branches MINT sont importantes, il faudra encore du temps et de la patience de la part de tous les acteurs en présence. Les mentalités ne changeront que lorsque la population aura été largement sensibilisée. Dans la famille, dans la crèche ou au jardin d’enfants, on peut apprendre aux enfants dès leur plus jeune âge à se passionner pour les MINT en développant des jeux adéquats. L’encouragement des MINT doit s’inscrire dans une perspective à long terme. L’économie et le monde de la formation sont tous deux appelés à sensibiliser la société à l’importance des MINT.

L’homme et la technique ont, depuis toujours, une relation ambivalente. Dans l’histoire, des phases d’euphorie suscitées par le progrès ont toujours alterné avec des phases de scepticisme face à l’innovation. Ces évolutions et attitudes ont laissé des traces, également en Suisse. Et pourtant, la Suisse s’est muée, au cours des dernières décennies, en pays de l’innovation par excellence – surtout, mais pas seulement dans le domaine des MINT. Elle ne peut poursuivre sur sa lancée que si elle est à même de maintenir son ouverture à la recherche et aux nouveautés techniques. Et cela signifie bien plus que la diffusion rapide de nouveaux gadgets techniques ou de services en ligne. De même, le fait de savoir que des jeunes gens avec de bonnes connaissances dans les MINT trouvent plus facilement un emploi ne suffit pas. Ce dont nous avons besoin c’est d’une reconnaissance générale, par la société, de la valeur de ces compétences ainsi que des formations et métiers concernés. Ainsi seulement sera-t-il possible de résoudre à long terme le problème de la relève dans les branches concernées.

Seule une meilleure acceptation des branches MINT au sein de la société permettra de sensibiliser les familles à ces branches, de faire augmenter la part des femmes dans ces branches, d’amener les enseignants à se sentir responsables pour l’enseignement des branches MINT et, enfin, d’atténuer la pénurie de main-d’œuvre spécialisée. L’école obligatoire joue un rôle important pour cette transition. Le nouveau Plan d’études 21, qui est maintenant introduit dans les cantons alémaniques et plurilingues, contient de nombreuses mesures efficaces. Cela dit, il ne peut déployer ses effets que si les cantons sont prêts à donner suffisamment de poids aux branches MINT dans leurs plans d’études.

L’encouragement des branches MINT n’est pas axé seulement sur l’école obligatoire. Le gymnase joue aussi un rôle clé: premièrement, il faut maintenir l’intérêt pour les branches MINT qui a, espérons-le, été suscité à l’école obligatoire. Deuxièmement, la plupart des futurs enseignants sont passés par le gymnase. Des enseignants intéressés par les branches MINT susciteront l’intérêt des enfants ou renforceront leur intérêt pour des thèmes technico-scientifiques. Les mauvaises notes, surtout en mathématiques et dans les branches MINT, de gymnasiens dépourvus de motivation devraient être considérées comme un problème à résoudre. Les branches MINT doivent amuser les enseignants en formation; ceux-ci devraient voir l’importance et la fascination suscitée par ces approches et pouvoir dépasser d’éventuels blocages face aux branches techniques.

En lien avec l’encouragement des branches MINT, il convient d’accorder une attention particulière au fossé hommes-femmes. On ne peut admettre que, en Suisse, la proportion de femmes dans les formations MINT soit aussi faible en comparaison internationale. Pour qu’il porte ses fruits, l’encouragement des branches MINT doit être axé sur le long terme. Il ne s'agit pas d’organiser des mesures à la hussarde, axées sur le court terme. Les milieux politiques et économiques ainsi que les écoles de tous les niveaux, jusqu’aux établissements de formation des enseignants sont appelés à poursuivre leur engagement. Concrètement, cela suppose de mettre à disposition les informations et offres concernées, d’encourager et de mieux faire connaître les nombreux projets sensés qui ont émergé dans ce domaine ces dernières années. Et, à des périodes où les deniers publics se raréfient, il importe de défendre bec et ongles l’encouragement des branches MINT.