L'investigation est un modèle pédagogique proposé pour conduire les élèves vers l'approfondissement en science. Cependant guider les élèves vers l'approfondissement dans le curriculum sans recourir à l'argument d'autorité reste une difficulté majeure. Nous avons conçu un dispositif d'enseignement basé sur un espace d'écriture partagé en biologie au secondaire supérieur, raffiné durant 10 ans. Nous avons analysé quatre années pour en extraire une conceptualisation, une description abstraite et l'identification de variables pertinentes, notamment la complexité épistémique. Dans une approche méthodologique "Design-Based-Research", nous avons analysé les traces des productions écrites d'élèves, des questionnaires en fin d'année et un an après à l'université. Nous proposons la distinction entre l'autorité pédagogique et l'autorité scientifique, ainsi que 27 recommandations de design éprouvées. Leur synthèse révèle l'interdépendance de la responsabilité assumée d'une partie des savoirs par les élèves, d'un but d'approfondissement partagé et le rôle des ressources authentiques pour guider l'affinage conceptuel des questions.