Les bienfaits des erreurs en science

La science peut se tromper, c’est bien connu. Mais ce qui l’est moins, c’est que l’échec constitue une partie intégrante de la recherche. «Si vos travaux sont à la pointe, il est certain que vous allez vous tromper. C’est inévitable», souligne Manu Kapur, professeur en sciences de l’éducation à l’ETH Zurich et père de la théorie de «l’échec fécond» qui étudie le rôle joué par les erreurs dans l’apprentissage.

La science offre de nombreuses possibilités d’échecs: des expériences qui ne fonctionnent pas, des résultats différents de ceux qu’on attendait, des travaux contredisant la théorie ou, tout simplement, un manuscrit soumis à un journal qui se voit refusé.

Les résultats au placard

La communauté scientifique n'encourage pas à mettre en avant les études qui n'ont pas fonctionné comme prévu. Cela génère un problème de taille appelé le biais de publication. Les revues spécialisées ne publient pratiquement que les résultats positifs et refusent le plus souvent les travaux présentant des résultats dit «négatifs». Il s’agit par exemple des données expérimentales ou statistiques qui ne sont pas «statistiquement significatives», c’est-à-dire qu’elles peinent à démontrer clairement la solidité d’une observation ou à établir des corrélations claires entre une cause et un effet. Les scientifiques ne font pour la plupart pas l’effort de soumettre de tels travaux, qui disparaissent et ne sont jamais discutés par la communauté. Un vrai problème lorsqu’il s’agit d’établir un consensus scientifique, qui se voit biaisé par la position artificiellement dominante des résultats positifs.

Les scientifiques peuvent même se détourner de certaines recherches par crainte de pas être en mesure de les publier. Alors doctorante à l’Eawag, Andrea Popp publiait en 2018 avec des collègues un commentaire plaidant pour une meilleure acceptation des résultats négatifs dans son domaine, l’hydrologie. «Un sondage avait révélé un déclin du nombre de recherches en hydrologie qui sont menées sur le terrain, et que cela dû est partie au fait que les scientifiques considèrent ces travaux comme étant plus risqués que des études de modélisation, explique la chercheuse. Ils craignent que ces résultats expérimentaux soient négatifs et ne puissent pas être publiés. C’est un vrai problème, car ce type de travaux est absolument essentiel pour faire avancer notre discipline.»

Pour l’hydrologue aujourd’hui en poste à l’Université d’Oslo, ses collègues devraient oser soumettre leurs résultats négatifs pour publication et parler davantage des difficultés rencontrées dans leurs travaux: «On apprend toujours des erreurs, autant des siennes que des autres.»

Apprendre de ses erreurs

«Les choses évoluent, mais lentement, opine Thomas Jung, physicien au Paul Scherrer Institut (PSI). La communauté met encore une grande pression à publier le plus rapidement possible des résultats spectaculaires. Mais les scientifiques n’ont pas tous la même inclination à remettre en question leurs travaux. Je demande systématiquement des avis extérieurs lorsque mes résultats sortent de l’ordinaire. J’ai pris cette habitude suite à une erreur commise au début de ma carrière, il y a bientôt trente ans.»

Alors jeune doctorant, Thomas Jung soumet avec un collègue un article sur une expérience de microscopie à force atomique. Un physicien alors en visite jette un œil sur le manuscrit, et exprime des doutes: les résultats ne seraient-ils pas dû à un effet artificiel? Thomas Jung et son collègue doivent se rendre à l’évidence: leur interprétation des données expérimentales était erronée. «Cette expérience m’a convaincu non seulement d’être ouvert aux critiques, mais de les chercher activement», commente Thomas Jung.

Changer le système

Pour Manu Kapur, un outil capable d’encourager une plus grande transparence est le préenregistrement en ligne des études avant qu’elles ne débutent: «Premièrement, le protocole expérimental est évalué par des spécialistes du domaine, ce qui assure qu’il est de bonne qualité. Ensuite, cette étape pousse l’équipe de recherche à publier les résultats même négatifs, car la communauté sait que l’étude est en cours et attend donc des résultats. Cela réduit les chances que ceux-ci restent invisibles.» En tant qu’éditeur, il dit d’ailleurs accepter des manuscrits qui présentent des résultats négatifs, pour autant qu’ils ne soient pas dus à un design défectueux ou à une interprétation fautive.

Il est bien entendu normal que l’on veuille avant tout parler de ses succès, mais il faudrait également discuter de ses échecs, poursuit le chercheur. «Je ne suis d’ailleurs pas rassuré de n’entendre parler que de succès lorsque je visite un institut. Je me dis alors que les équipes ne poussent pas assez loin leurs travaux, ou bien qu’elles cachent leurs échecs.»

Manu Kapur mène lui-même des recherches sur le rôle joué par l’échec dans l’apprentissage. «Je vois un lien clair avec la recherche scientifique, explique-t-il. Dans les deux cas on se trouve dans à la limite de ses connaissances. En général, l’enseignement se concentre sur la transmission de nouveaux savoirs, notamment les solutions aux problèmes donnés aux élèves. Nos travaux montrent que les gens apprennent de manière bien plus profonde lorsqu’ils ont la possibilité de chercher eux-mêmes la solution. Mais pour cela ils doivent avoir le droit de se tromper. C’est la même chose en science: l’échec fait partie inhérente du processus.»

Même avis chez Thomas Jung: «On l’oublie trop souvent, mais la science est faite par des gens, et l’erreur est humaine. Notre imperfection est quelque chose que nous devons gérer tous les jours. Nous nous trompons constamment, et c’est normal.»