Comment le standard de travail TWI et Lean réduit la charge mentale ?

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Réaliser un travail mal connu, mal maîtriser et nous questionnant en permanence crée implicitement de la charge mentale (on parlera plutôt de surcharge mentale / surcharge cognitive). Qui n’a pas connu une prise de fonction pour laquelle il est promis une formation, qui au final se transforme en échange d’une heure, un lien vers un dossier partagé et un Bon courage ! Voyons comment le standard de travail TWI et Lean réduit la charge mentale au travail.

Cet article sur le standard de travail TWI et Lean s’inscrit dans la page de référence Lean Management et Santé au travail, qui propose plusieurs liens entre Lean Management et Santé au travail.

La charge mentale et les risques psychosociaux

Un risque pour la santé au travail est psychosocial non pas au travers de sa manifestation, mais à cause de son origine : les risques psychosociaux seront définis comme les risques pour la santé mentale, physique et sociale, engendrés par les conditions d’emploi et les facteurs organisationnels et relationnels susceptibles d’interagir avec le fonctionnement mental.

Selon le Rapport Gollac, la charge mentale apparaît dans

• Risque : Intensité du travail et temps de travail
  • Sous-facteur : Intensité du travail
    • Déterminants immédiats : Polyvalence

La notion de charge mentale est associée à la polyvalence en ces termes : La polyvalence entraîne également une charge mentale accrue du fait de devoir occuper plusieurs postes, en particulier pour ceux qui ne sont pas formés (St-Vincent, Vézina et al., 2003). Cependant, la polyvalence peut, dans certains cas, être un facteur de protection : les salariés convenablement formés apprécient l’absence de monotonie et développent un sentiment de responsabilité (ibid.).

Le charge mentale, dans le Rapport Gollac, a une place limitée et pas à la hauteur de la réalité. En effet, le déterminant immédiat Instructions contradictoires et interruptions d’activité générant du multitâche (lire Le Lean réduit-il le multitâche) engendre de facto une charge mentale. Il en est de même pour une personne qui prend un poste alors qu’elle n’a pas eu la formation adaptée ; c’est ce dernier point que nous développerons ici.

L’absence de la maîtrise du geste à l’issue d’une formation ou d’un transfert de compétence engendre

• une charge mentale plus importante tant que le geste n’est pas automatique (habitude) à cause d’une sur-sollicitation du cortex préfontal ;
• un questionnement lié à des doutes si la situation rencontrée est différente de celle vécue durant la formation ou le transfert de compétence (pas le même outil, des différences dans le fonctionnement…) ;
• l’apparition ou le renforcement du sous-facteur de risque nommé Qualité empêchée (facteur de risque : Conflits de valeurs) : l’employé se trouve en situation de ne pas pouvoir produire la qualité attendue à cause de la formation incomplète ou du transfert de compétence insuffisant.

Surcharge mentale

Une charge mentale plus importante (surcharge mentale) va saturer notre mémoire de travail et consommer plus de ressources cérébrales (énergie) qu’habituellement. En effet, nos systèmes de contrôle exécutif sont fortement sollicités et de plus en plus coûteux, ce qui génère du stress.

La structure d’une formation et la manière de transmettre les compétences sont aujourd’hui bien étudiées par la psychologie cognitive et les neurosciences. Leurs résultats mettent en évidence une charge cognitive importante quand elles ne respectent pas certains principes du schéma d’apprentissage de notre cerveau.

Questionnement lié à des doutes

Quand la formation ou le transfert de compétence n’est pas complet, nous aurons la tendance naturelle à avoir des doutes et à nous questionner pour savoir si ce qui arrive est normal ou pas. Prenons l’exemple d’une formation sur une machine-outil. Celle-ci émet un son bien particulier et active une lumière rouge quand elle est en surchauffe. C’est ce que nous avons appris. De retour à notre poste, la machine-outil active une lumière rouge sans qu’il n’y ait de son spécifique. Normal ou pas ?

Ce type de questionnement, quand il se répète génère une charge mentale, voire une certaine inquiétude si cela se reproduit sans pouvoir obtenir une réponse. On peut également se trouver dans une situation anxieuse si des salariés ont été réprimandés parce que la machine qu’ils utilisaient est tombée en panne suite à l’apparition répétée de cette lumière rouge sans bruit particulier.

Les préoccupations et l’anxiété (activation de l’amygdale et du gyrus cingulaire) viennent alors renforcer la charge mentale et réduisent un peu plus l’efficacité. Pour Steve Masson « la perte de contrôle et la crainte de ne pas avoir le temps de tout faire correctement, et d’être considéré comme une personne incompétente, peuvent engendrer une anxiété nuisant aux performances. ». La confiance en soi est souvent altérée.

Ne nous trompons pas comme le rappelle Stanislas Dehaene « tant que la connaissance n’est pas parfaite, le cerveau continue d’apprendre, même faiblement. Tant qu’il y a de l’incertitude, il y a de la surprise et des signaux d’erreur qui se propagent dans notre cerveau. L’incertitude agit comme une erreur virtuelle que nous aurions pu commettre et dont nous pouvons donc apprendre. » Encore faut-il que le système de l’entreprise nous permette d’apprendre de cette erreur virtuelle…

Il convient donc de s’assurer qu’il n’y a pas d’incertitude, de doute ou de questionnement. Dans le cas contraire, notre cortex préfrontal restera actif, moins qu’au début de l’apprentissage, mais actif quand même. Suffisamment pour contribuer au stress et au sentiment de surcharge cognitive.

Qualité empêchée

La Qualité empêchée est une situation dans laquelle la personne n’a pas les moyens d’atteindre le niveau de qualité attendu ou qu’elle estime être nécessaire. Plusieurs causes possibles : processus pas adapté, pression sur le temps au détriment de la qualité, pas les bons outils, connaissances limitées pour réaliser correctement l’opération, méconnaissance de l’attendu, peu ou pas de moyens de s’auto-contrôler…

Personne ne se lève le matin en se disant qu’elle va volontairement faire du mauvais travail (le sabotage est un autre sujet). C’est le système de l’entreprise qui rend la situation possible. La vraie question n’est pas de savoir si le salarié se fiche ou pas de son travail. Non, la vraie question est de savoir comment et pourquoi le système de l’entreprise n’aide pas cette personne à réussir.

La maîtrise du geste et les neurosciences

Après une formation ou un transfert de compétences, nous avons le sentiment de savoir faire ; comme si la compétence était acquise. La plupart du temps nous n’arrivons pas à accomplir le geste ou la tâche et nous devons nous référer au support de formation (quand il existe). Pourtant, la formation a commencé à modifier nos connexions neuronales.

Apprendre un geste jusqu’à son automatisation

Ces connexions (nouvelles ou modifiées) sont encore fragiles et nous sommes hésitants dans nos manipulations, ce que nous rappelle Steve Masson : « même lorsqu’on est capable de répondre à une question ou de résoudre un problème lié à l’apprentissage visé, c’est-à-dire même lorsque les connexions neuronales sont suffisamment fortes, l’apprentissage n’est pas terminé ».

Le fait de penser aux différentes étapes d’un geste, à des contrôles d’une tâche en cours d’exécution entraîne automatiquement une activité du cortex préfrontal via les réseaux de contrôle exécutif (souvenez-vous de l’apprentissage de la conduite…).

Que ce soit Masson, Dehaene, Lachaux, Pessiglione (et d’autres), tous nous amènent au surapprentissage (Masson), à l’apprentissage par renforcement (Lachaux) et à la consolidation (Dehaene). Le but étant de continuer d’apprendre même après être devenu capable d’accomplir la tâche pour renforcer un peu plus les connexions neuronales, mais également pour réduire l’effort et la charge cognitive.

Nos gestes sont initialement sous le contrôle du cortex préfrontal : nous les produisons lentement, consciemment, un par un. Au bout de quelques séances, tout effort a disparu, et nous pouvons parler ou penser à autre chose : l’activité motrice s’est transférée dans le cortex moteur et surtout dans les noyaux gris centraux, un groupe de circuits sous-corticaux qui enregistrent nos comportements automatiques et routiniers.

Source : Apprendre !, Stanislas Dehaene, Odile Jacob, 2018

L’automatisation libère le cortex préfrontal

Nous savons qu’une activation du cortex préfrontal est une indication que la tâche à réaliser n’est pas facile. Apprendre en est une, car elle nécessite une attention particulière. Ce que nous apprennent les chercheurs comme Steve Masson, c’est qu’ « une diminution de l’activité du cortex préfrontal peut donc être vue, dans le contexte d’un nouvel apprentissage, comme étant bénéfique et indiquant une diminution de la charge cérébrale nécessaire pour accomplir la tâche ».

Au début de l’apprentissage, notre cortex préfrontal est généralement activé. Par la force de la répétition (apprentissage par renforcement), cette activation diminue. C’est la consolidation, comme l’explique Dehaene : « passer d’un traitement lent, conscient, avec effort, à un fonctionnement rapide, inconscient, automatique. »

Par automatique, il faut comprendre habitude. Notre cerveau transforme les gestes les plus fréquents en habitudes, c’est-à-dire en chemin neuronaux dédiés ne sollicitant plus le cortex préfrontal. Ce renforcement neuronal (connexions spécifiques, augmentation de l’épaisseur de la couche de myéline autour des axones…) permet de réduire le coût énergétique pour réaliser l’action.

C’est à cette condition que la charge mentale post formation / transfert de compétence peut diminuer pour revenir à des niveaux acceptables.

Task set et set attentionnel

Le task set peut se représenter comme une association d’un ensemble de stimuli avec un ensemble de processus moteurs ou cognitifs selon des règles de type « si A se produit, alors faire B ». Notre cerveau est donc en capacité de réagir d’une façon donnée à un stimulus donné (association stimulus-réponse définissant une tâche) et ce sans passer par le cortex préfrontal.

En formation / transfert de compétence, notre cerveau ne se contente pas d’essayer de mémoriser le geste. Tous nos sens restent actifs et continuent d’enregistrer (envoyer à notre inconscience) toutes les données sur notre environnement externe et interne, c’est ce qu’on appelle le set attentionnel (attentional set).

Jean-Philippe Lachaux explicite l’intérêt : « toutes les informations sensorielles que l’individu doit prendre en considération pour réaliser correctement la tâche et, par exclusion, tout ce que l’individu peut ignorer sans craindre pour sa performance. »

Reprenons notre image de la machine-outil qui active une lumière rouge quand elle fait un bruit spécifique. Le set attentionnel va permettre au cerveau de l’opérateur d’avoir temporairement une hypersensibilité au son de la machine et à la lumière rouge.

Le set attentionnel se traduit dans notre cerveau par une forme de préparation des régions cérébrales spécialisées dans le type d’information à traiter. La maîtrise du set attentionnel est importante pour éviter de créer des incertitudes pendant l’exécution automatique d’une habitude. Il peut être opportun d’avoir, pendant les formations aux gestes, des environnements les plus proches possible de ceux de réalisation / production. C’est en tout cas le choix du TWI et de Toyota avec les formations au poste de travail.

Études / publications / livres

Sans être exhaustif, plusieurs études / publications / livres scientifiques expliquent la charge mentale dans les phases d’apprentissage et après. Parmi les études, on peut citer :

• l’expérience de Bower et al. (1969) : la mémorisation d’une information dépend beaucoup de la possibilité de tisser un réseau autour et entre les informations à retenir (ce que permet le standard de travail avec ses 3 colonnes). Plus le traitement de ces informations sera élaboré et inséré dans un réseau riche et étendu où chaque information s’emboîte presque mécaniquement l’une dans l’autre, plus on dispose d’indices ou d’éléments liés à ce réseau qui permettent, en quelque sorte, de mieux l’embraser : on retrouve alors plus facilement la série d’informations à mémoriser.
• Pollock, Chandler et Sweller (2002) ont mis en évidence l’efficacité de présenter les éléments d’une explication de façon isolée d’abord. La structure même du standard de travail avec son découpage en tâches unitaires permet d’expliquer chacune des étapes de manières isolées et ensuite, progressivement, de les assembler en éléments plus complexes.
• les travaux de Kirschner, Sweller et Clarck (2006) sur l’efficacité des approches impliquant davantage de guidage : mise en évidence que les approches de formation n’ayant que peu (ou pas) de guidage sont moins efficaces notamment au début de l’apprentissage d’une tâche complexe avec des risques de surcharge importants. La formation avec les standards de travail du TWI et du Lean s’appuie sur un accompagnement fort qui s’efface progressivement (guidance-fading effect).
• Wilkinson et al. (2014) concernant la rétroaction qui a un effet positif sur le système de récompense et de renforcement du cerveau. La présence de rétroaction dans une tâche mène à un plus de dopamine (neurotransmetteur du circuit de la récompense) dans le striatum. Plus la quantité de réponses correctes est élevée, plus il y a de dopamine dans le striatum. L’intérêt du standard de travail et de la formation au poste de travail est justement cette rétroaction immédiate qu’on ne trouve quasiment pas dans les autres types de formation.
• Méta-analyse sur la segmentation réalisée par Rey et al. (2019) : pour réduire les risques de surcharge, il est recommandé de diviser la présentation des contenus en blocs d’information. Diviser la tâche ou le processus en segments (étapes) est préférable à expliquer tout en même temps. C’est le principe même du standard de travail et du découpage proposé par Allen et le TWI. La présentation de la décomposition des tâches du Job Instruction du TWI interpelle par sa structuration, le juste nombre d’éléments à traiter à chaque fois et la pertinence des informations présentes. C’est écrit en toutes lettres dans le TWI : 𝐝𝐨𝐧’𝐭 𝐨𝐯𝐞𝐫𝐥𝐨𝐚𝐝 𝐭𝐡𝐞𝐦 𝐰𝐢𝐭𝐡 𝐚𝐧𝐲 𝐦𝐨𝐫𝐞 𝐢𝐧𝐟𝐨𝐫𝐦𝐚𝐭𝐢𝐨𝐧 𝐭𝐡𝐚𝐧 𝐭𝐡𝐞𝐲 𝐚𝐛𝐬𝐨𝐥𝐮𝐭𝐞𝐥𝐲 𝐧𝐞𝐞𝐝 𝐭𝐨 𝐡𝐚𝐯𝐞. Le Job Instruction de 1944 y fait également référence avec la note indiquant que l’instructeur peut utiliser les 163 mots (ou même 200 ou 300) pour expliquer le noeud, mais que 36 de ces 163 mots sont suffisants pour avoir les idées claires sur la manière de réaliser l’opération.

Ces résultats, et bien d’autres, de la recherche en psychologie cognitive et en neurosciences démontrent que la structuration, le guidage progressif et la rétroaction sont essentiels pour réduire la charge mentale lors de l’apprentissage. Or, ce sont précisément les principes fondateurs du standard de travail TWI et Lean.

Quelques livres :

• Le Cerveau des habitudes : Routine, automatisme, liberté, Pierre Burbaud, Odile Jacob, 2025
• Activer ses neurones pour mieux apprendre et enseigner, Steve Masson, Odile Jacob, 2020
• Apprendre !, Stanislas Dehaene, Odile Jacob, 2018
• Le Cerveau funambule, Jean-Philippe Lachaux, Odile Jacob, 2015
• Cours de neurosciences Licence 3, Master, Santé, D. Richard, Y. Gionni, M. Gauthier, JF. Camps, D. Eugène, Dunod, 2021

Comment le standard de travail TWI et Lean réduit la charge mentale au travail ?

Le standard de travail TWI et Lean réduit-il la charge mentale au travail ? La question est pertinente et mérite d’être posée. Avant d’y répondre, un peu d’histoire.

Training Within Industry ou la naissance du standard de travail

En 1919, Charles R. Allen publie The Instructor, The Man and the Job qui propose une structure d’apprentissage autour de 4 principes : Montrer, expliquer, faire exécuter et enfin corriger pour faciliter l’apprentissage par la pratique et l’expérience directe. Le livre est le résultat du travail réalisé par Allen lorsqu’il supervisait les cours de formation des instructeurs des chantiers navals de la Emergency Fleet Corporation du United States Shipping Board.

En 1919, il pu démontrer une nouvelle fois l’efficacité de ses méthodes d’enseignement professionnel en formant 450 000 nouveaux ouvriers capables de construire des navires. Elles furent également reprises dans le New Deal lancé en 1933 par le président américain Franklin Delano Roosevelt.

On notera que Charles R. Allen est probablement le premier à soutenir que l’apprentissage professionnel doit se faire sur le terrain (au poste de travail), comme l’indique le tableau tiré de son livre :

	Development	Informational
Step 1 Preparation. Foundation.	The suggestive question Demonstration Illustration Experience	The informational question Demonstration Illustration Experience
Step 2 Presentation. Putting over.	Demonstration Illustration Experiment	Demonstration Illustration Lecture
Step 3 Application. Checking up.	On the job Discussion Recitation Written test Examination	On the job Recitation Written test Examination
Step 4 Inspection. Final test.	On the job Recitation Examination	On the job Recitation Examination

Enfin, ces principes ont été repris par le programme Training Within Industry Service (plus connu aujourd’hui sous le trigramme TWI) créé par les États-Unis peu de temps après la chute de l’État français face à l’Allemagne en 1940. Le TWI avait pour mission de soutenir l’effort de guerre en remplaçant les ouvriers partis combattre en Europe et dans l’Océan Pacifique.

L’image probablement la plus connue de cette période est celle de Rosie la riveteuse avec le texte We Can Do It! C‘est plus de 2 millions de superviseurs qui ont été formés jusqu’en 1945, et ce dans plus de 16 000 usines.

Le TWI est composé de 3 livres :

• Job Instruction (JI) pour former aux standards de travail ;
• Job Relations (JR) pour créer une culture du changement ;
• Job Methods (JM) pour simplifier et optimiser ses standards.

C’est donc le livre Job Instruction qui nous intéresse plus particulièrement pour le standard de travail.

Job Instruction et standard de travail

Le point notable du Job Instruction (JI) est la décomposition du travail (break down the job) à réaliser en étapes unitaires.

Exemple de standard de travail tiré du livre TWI Workbook :

Part: Twisted Lamp Cord Operation: Tie Fire Underwriters’ Knot
Important Steps	Key Points	Reasons of Key Points
(1) Untwist and straighten	6 inches.	Leave enough length for the next operation.
(2) Make right hand loop	in front of main strand.	The knot will not tie correctly.
(3) Make left hand loop	pull toward you. under stub. behind main strand.	It’s easier to do the next motion. The knot will not tie correctly. The knot will not tie correctly.
(4) Put end through loop
(5) Pull taut	ends even. knot snug.	The knot will tie evenly. So it won’t come apart.

Cet exemple nous permet de noter plusieurs éléments importants :

• la décomposition du travail se limite aux étapes importantes (Important Steps). Comme cela est écrit dans le Job Instruction, « c’est juste une note de nous-mêmes à nous-mêmes » de ce qui est important de comprendre ;
• la colonne points-clés (Key Points) fait toute la différence entre une procédure classique (liste d’actions à exécuter) et un standard de travail au sens du TWI / Lean. Ils ont plusieurs vocations : éviter les accidents physiques (et mentaux) de l’opérateur ;  permettre à l’opérateur de faire un travail de qualité en respectant les étapes et les points-clés ; réduire les effets du hasard (dont ceux de la loi de Murphy) ; faciliter les actions difficiles ou délicates en utilisant des trucs-et-astuces, savoir-faire, les retours sensoriels…
• enfin la 3e colonne Raison d’être (Reasons of Key Points) permet de comprendre le sens et le but de points-clés. C’est également un moyen de se rendre compte de ce qu’il risque de se passer (conséquences) si on ne produit pas la bonne pièce dans les bonnes conditions.

Si l’on s’appuie sur les travaux de Steve Masson pour aider à apprendre, le schéma ci-dessous met en évidence les principes activés (couleur vert fluo) lors de l’utilisation du standard de travail TWI et Lean pour former ou transmettre une compétence.

Tableau comparatif

	Sans standard	Avec standard TWI et Lean
Apprentissage	Long, variable, dépend beaucoup de la pédagogie utilisée pendant la formation / transfert de connaissance	Rapide, prend en considération les mécanismes inconscients de mémorisation (sens externes et internes), durable, reproductible
Charge mentale	Plutôt élevée (surtout au début de la mise en pratique) à cause des incertitudes, hésitations, questionnement…	Plutôt réduite : gestes sûrs, repères clairs, points d’auto-contrôle
Qualité du résultat	Variable, erreur fréquente	Faible variabilité (pour ne pas dire aucune). S’il y a de la variabilité, c’est que le standard n’est pas totalement bien écrit
Sécurité psychologique	Faible, stress dû aux erreurs et à la crainte de faire des erreurs et de perdre en crédibilité	Forte, confiance dans l’exécution. Auto-contrôle (au lieu de contrôle), système anti-erreur (poka-yoke)
Engagement	Pas plus, pas moins	Engagement accru car le standard de travail est la meilleure pratique de l’équipe à un moment donné en toute sécurité avec la plus grande qualité et efficacité. Le but commun est de l’améliorer

FAQ Comment le standard de travail TWI et Lean réduit la charge mentale ?

Conclusion

En résumé, la maîtrise du geste dans les standards de travail du TWI et du Lean constitue bien plus qu’une simple méthode de formation. En clarifiant les étapes, en réduisant l’incertitude et en facilitant l’automatisation des savoir-faire, elle diminue la charge mentale des salariés. Ce cadre rassurant libère des ressources cognitives, favorise l’apprentissage efficace et permet d’exécuter le travail avec confiance et sérénité. Encore des éléments en faveur du Lean et santé au travail.

Ces résultats sont confirmés par une méta-analyse récente (Rey et al., 2019) qui montre que la segmentation d’un apprentissage complexe en unités plus simples améliore significativement la mémorisation et réduit la charge cognitive. Le standard du TWI et du Lean, en découpant chaque geste en étapes unitaires, applique concrètement ce principe validé par la recherche.

Nous pouvons également mettre en avant un certains nombres de bénéfices (surlignés en vert) apportés par le standard de travail TWI / Lean en matière de risques psychosociaux comme l’indique le tableau ci-après :

Le Lean Management et la Santé au travail, c’est maintenant !

Lectures complémentaires

Le Lean réduit-il le multitâche ?

Qu’est-ce que le Lean Management ?

Comment le Lean réduit la Qualité empêchée ?