La définition de Référentiel
Un référentiel désigne un système composé d'un référent et d'un ensemble de relations permettant de situer un être ou un objet dans l'espace. On peut arbitrairement répartir en trois catégories les systèmes de référence spatiaux selon que les référents sont dans le corps propre (référentiels égocentrés), dans un objet ou un groupe d'objets (référentiels exocentrés) ou qu'il s'agisse d'un référent abstrait.
Les référentiels égocentrés
Selon Jacques Paillard, les référentiels égocentrés sont des « servomécanismes de positionnement (et de transport du corps ou des membres) au service d'une fonction large de repérage dans un espace orienté et de localisation des objets qui s'y trouvent ».
Aussi, on distingue deux types de référentiels égocentrés:
- Le référentiel postural de base: avant tout céphalocentrique, il assure l'équilibre et la stabilité du corps dans une position de référence fondamentale par rapport à l'invariant géocentrique que sont les forces de pesanteur. L'attitude érigée de l'homme constitue un invariant statural par coïncidence entre la verticale physique et l'axe de la tête. L'orientation du corps et des capteurs sensoriels vers une source de stimulations entraîne un remaniement de la position de référence. Le référentiel postural fonctionne à partir des informations spatiales d'origine labyrinthique, proprioceptive et visuelle. Dans la vie quotidienne, ces diverses informations sont redondantes et, même lorsque les unes sont absentes, l'ajustement de l'axe de la tête à la verticale physique est extrêmement précis.
- Les référentiels fournis par les systèmes réceptifs sensoriels: presque tous disposent d'organes de capture des stimulations qui servent de référents: orocentrique pour la bouche, solidaire de la tête, manuocentrique pour la surface de la main, géocentrique d'horizontalité pour la surface d'appui du corps sur le sol et enfin oculocentrique pour l'œil, grâce à son point central de fixation et au fait que l'œil maintient la fovéalisation d'une cible même lorsque celle-ci est mobile. La direction de l'axe optique, définie par la capture fovéale de la cible à atteindre, fournit un important repère positionnel. Lors du déplacement d'un segment corporel vers un objet, le référentiel oculocentrique détecte, en fin de trajectoire, l'écart entre la cible et la ligne du regard et opère la correction nécessaire pour ancrer l'extrémité de pointage (doigt) sur la cible.
Les référentiels exocentrés
On distingue également deux types de référentiels exocentrés:
- Les référentiels structuraux: les lois d'organisation perceptives formulées par les théoriciens de la forme (les lois de proximité, de similitude, de continuité, etc...) donnent à un ensemble d'éléments discrets une structure que les jeunes enfants utilisent comme système de référence pour repérer la place d'un de ces éléments.
- Les référentiels topologiques: les relations topologiques fournissent des informations spatiales sur la position relative de deux objets: les relations d'enveloppement, de séparation, d'ordre, etc... La relation d'ordre est, à son niveau le plus simple, la relation entre, qui singularise un élément intérieur par rapport aux bornes d'un alignement d'objets. Plus sophistiquée, elle permet de ranger plusieurs objets, spatialement ou temporellement.
Les référentiels abstraits
Les référentiels abstraits sont nombreux. Le système de référence euclidien à trois axes orthogonaux en est un.
Le référentiel spatial
Il s'agit de l'ensemble des activités par lesquelles l'enfant localise les objets les uns par rapport aux autres et par rapport à lui-même. La localisation d'un objet suppose l'utilisation d'un référent et l'établissement de certaines relations spatiales entre ce référent et cet objet.
De cette double nécessité découlent deux modes de qualification des référentiels spatiaux utilisés par l'enfant. L'un porte sur les référents. L'autre concerne la nature des relations spatiales prises en compte ou conservées par l'enfant.
Les référentiels égocentrés et exocentrés
Du point de vue des référents, on distingue généralement deux catégories de référentiels spatiaux:
- Les référentiels égocentrés: lorsque l'enfant localise les objets par rapport à lui-même. Il existe de multiples référentiels égocentrés selon le ou les systèmes de capture sollicités. Ainsi, pour des captures visuelle, buccale ou manuelle, on parle respectivement de référentiels oculocentré, orocentré, ou manuocentré. Certains référentiels égocentrés entretiennent entre eux des relations de dépendance étroite. Ainsi, les référentiels oculocentré et orocentré sont emboîtés dans le référentiel céphalocentré. D'autres référentiels égocentrés sont moins étroitement imbriqués même si, faisant l'objet d'une coordination, ils offrent de fortes possibilités de redondance. Il en va ainsi des référentiels céphalocentré et manuocentré lors d'une capture manuelle visuellement guidée.
- Les référentiels exocentrés: lorsque l'enfant localise les objets par rapport à un ou à plusieurs autres objets de l'environnement faisant office de repères.
La localisation
Dans les référentiels égocentrés, la localisation est par définition dépendante de la position ou de l'orientation actuelles de l'enfant. L'adresse égocentrée d'un objet stationnaire covarie avec les mouvements ou déplacements de l'individu. En revanche, dans les référentiels exocentrés, la localisation est par définition indépendante de l'observateur. Cependant, la localisation sur base égocentrée peut être indépendante de l'enfant si celui-ci actualise ou met à jour un repérage égocentré initial en prenant en compte les caractéristiques spatiales de ses mouvements ou déplacements propres. On parle dans ce cas de référentiels égocentrés actualisés.
Ainsi, lorsqu'un observateur fait un demi-tour sur lui-même, il peut savoir que ce qui était devant lui se trouve désormais être derrière lui sans pour autant utiliser des repères extérieurs.
La nature géométrique du référentiel
Du point de vue des relations spatiales, les référentiels spatiaux ont généralement été caractérisés en fonction de la nature géométrique des propriétés conservées ou prises en compte par l'enfant. Ainsi, les activités de l'enfant ont pu être considérées comme relevant de systèmes de référence topologique, projectif, euclidien ou métrique selon la nature des propriétés spatiales utilisées.
Qu'ils soient appréhendés par le type de référent ou par la nature géométrique des relations spatiales, il est certain que tous les référentiels spatiaux ne sont pas également accessibles à l'enfant aux différentes étapes de son développement. Du point de vue des référents, il semble que le nourrisson soit d'abord régi par des référentiels égocentrés non actualisés dans lesquels les positions sont référées à l'individu lui-même sans pour autant être modifiées ou mises à jour en cas de mobilité propre (certains auteurs parlent en ce cas de référentiels égocentriques ou de référentiels égocentrés absolus). Ensuite, il accéderait à des référentiels exocentrés. Enfin, il parviendrait à mettre en œuvre des référentiels égocentrés actualisés dans lesquels les positions sont non seulement référées à l'individu lui-même, mais aussi actualisées ou mises à jour par la prise en compte des conséquences spatiales de la mobilité du corps (certains auteurs parlent en ce cas de référentiels égocentrés relatifs).
Du point de vue des relations spatiales utilisées, la thèse piagétienne classique est que le nourrisson puis l'enfant accéderait séquentiellement à des référentiels topologique, projectif, euclidien et enfin métrique. Ces deux séquences développementales, relatives pour l'une aux référents et pour l'autre aux relations, font encore actuellement l'objet de recherches et de débats et l'on ne peut, en l'état actuel des connaissances, les considérer comme définitivement acquises.