Cours de psychologie

Méthodologie expérimentale

Méthodologie Expérimentale

 

 

Démarche et Principe de l’expérimentation :

 

La méthode expérimentale est une méthode dont le but est la mise à l’épreuve d’une hypothèse (ou réponse anticipée au problème étudié) aux faits empiriques. On parle de passage des concepts aux faits. Cette démarche dite hypothético-déductive permet ainsi de rompre avec les intuitions. L’ambition avec cette démarche est la réplication et la généralisation des faits.

Le principe de base de cette méthode consiste à attribuer à tout effet une cause ou une combinaison de causes. « L’expérimentation a pour but de vérifier l’existence d’une relation entre deux ordres de faits » (Fraisse, 1963). On parle alors de démarche causale. Afin de vérifier cette relation de cause à effet, l’expérimentation passe par une relation de type comparatif (Que se passe-t-il dans une condition comparativement à une autre condition expérimentale ?), « toute chose étant égale par ailleurs » (C. Bernard).

Concrètement, le point de départ de la démarche expérimentale est une question précise sur la régularité d’un phénomène ; question qui demande à être théoriquement et empiriquement traitée. Après une recherche bibliographique approfondie qui donne lieu à la formulation d’une hypothèse théorique, l’opérationnalisation de cette hypothèse permet sa mise à l’épreuve des faits.

L’opérationnalisation consiste à reproduire une situation semblable, comparable à celle dans laquelle le phénomène étudié est observé de sorte à recueillir des données observables ou mesurables. Ces données vont permettre d’établir le rôle de la cause identifiée sur l’effet étudié. Cette méthode consiste alors à faire varier et à contrôler de façon systématique cette cause (ou VI). La variation concerne certains éléments d'une situation ou certaines caractéristiques personnelles des sujets eux-mêmes, et l’objectif est de provoquer un phénomène, d'observer et de mesurer les conséquences de cette variation sur les réponses du sujet. Que se passe-t-il à un niveau de variation comparativement à un autre niveau de variation de la même cause, « toute chose étant égale par ailleurs ». Cette double démarche, causale et comparative, exige que l'expérimentation soit organisée conformément à certaines règles (Cf., technique de contrôle, variable contrôle, variable parasite, …) ; d'où la mise au point de plans de recherche (Cf., plans d’expérience).

 

Plan de compte-rendu de recherche :

1. Introduction :

a. Objectif (question précise).

b. Articulation théorique (référence à la littérature correspondante).

c. Hypothèse théorique (et opérationnelles).

2. Méthode :

a. Population expérimentale et Plan d’expérimentation (et Tableau).

b. Matériel expérimental.

c. Procédure expérimentale (soit un descriptif de ce que font les sujets de l’expérimentation et dans quelles conditions).

d. Variables dépendantes.

3. Résultats.

4. Discussion et conclusion.

5. Références bibliographiques.

 

Plan :

I. Aspects techniques et définitionnels.

1. Principe fondamental de la méthode expérimentale.

2. Différentes étapes de la démarche expérimentale :

a. Points de départ.

b. Obstacles à la compréhension.

c. Concevoir de nouvelles hypothèses.

d. Opérationnalisation :

- Méthode :

+ Echantillonnage : facteur sujet (population expérimentale).

+ Matériel expérimental.

+ Procédure ou déroulement de l’expérimentation.

- Variables et échelles de mesures :

+ Définition des variables : VI et VD.

+ Classification des Variables Indépendantes.

+ Contrôle (ou variables secondaires).

- Plans de recherche factoriels :

+ Plans factoriels intrasujets.

+ Plans factoriels intersujets ou mixtes.

+ Avantages et inconvénients des VI inter et intrasujets.

- Groupes expérimentaux et Tableaus expérimentaux :

+ Constitution des groupes expérimentaux.

+ Tableaux expérimentaux.

+ Notion d’effet principal, d’effet d’interaction et d’effets simples.

+ Notion de contrôle.

+ Hypothèses opérationnelles.

e. Expérimenter.

f. Analyse des résultants.

g. Interprétation des résultats.

II. La méthode expérimentale : pourquoi ?

1. Inconvénients de la méthode expérimentale.

2. Des concepts aux faits empiriques.

 

 

I. Aspects techniques et définitionnels.

 

 

1. Principe fondamental : démarche scientifique :

 

L'objectif de la démarche scientifique en psychologie est de mettre en évidence et d'expliquer des processus psychologiques récurrents et partagés. Ces processus sont imputables au genre humain en général et non à un individu en particulier. Voici certains de ces processus qui ont déjà fait l'objet de recherches : l'assistance à personne en danger en situation de groupe-témoin, la construction et le maintien de l'estime de soi, la mémorisation d'indices visuels subliminaux, le parcours de l'œil dans une image vivide dans un appel à la peur, etc.

Une fois ces phénomènes repérés, il est nécessaire de les valider de manière objective et à l'aide d'une méthode empirique. S'il n'y a pas validation, on retourne à la phase repérage, sinon on poursuit l'étude avec la théorisation et la modélisation du phénomène. A nouveau, il est nécessaire de valider la régularité initiale du phénomène.

 

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2. Différentes étapes de la démarche expérimentale :

 

Principales étapes :

- Observation de la régularité d’un phénomène :

+ Formulation d’une question explicite.

- Obstacles à la compréhension :

+ Rompre avec l’intuition, se référer à la littérature.

+ Argumentation théorique.

+ Concevoir de nouvelles hypothèses.

- Opérationnalisation :

+ S’inscrire dans une démarche CAUSALE = Isoler une cause objectivement à l’origine du phénomène observé.

+ Reproduire une situation semblable à celle dans laquelle se produit le phénomène. Produire le phénomène.

+ S’inscrire dans une démarche COMPARATIVE = faire varier de façon systématique la cause en plusieurs niveaux (au moins 2), « toute chose étant égale par ailleurs » (C.Bernard).

+ Logique de comparaison doit permettre de déterminer l’intervention de la cause isolée.

 

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a. Point de départ :

 

La démarche hypothético-déductive est illustrée par une étude du XIXème siècle dans laquelle il s'agissait de déterminer la cause à l'origine du fort taux de mortalité de la fièvre puerpérale des femmes en couche dans un service hospitalier comparativement au taux de mortalité observé dans un autre service du même hôpital. Ignace Semmelweis va mettre en place une procédure expérimentale. Pour cela il identifie toutes les différences entre les deux services. Ne trouvant pas de réponse à son hypothèse. A l'occasion d'une autopsie, un de ses collègues meurt, en se piquant, de la fièvre. A ce moment là, il comprend que la fièvre est probablement due à la matière cadavérique. Les personnes travaillant dans son service, notamment les hommes médecins, véhiculent les causes de la fièvre. Il impose un nouveau moyen de lavage des mains pour augmenter la qualité des soins.

 

b. Obstacles à la compréhension : contexte théorique et empirique :

 

L'intuition n'a rien à voir avec cette démarque, il faut rompre avec les intuitions pour mener une étude valide. On pourra ainsi s'engager dans une démarche hypothético-déductive. Le projet est de déduire la réponse sur la base de la mise à l'épreuve d'une hypothèse. Pour cela on va s'engager dans une démarche qui suppose de passer des concepts aux faits empiriques. Cela signifie qu'on va proposer des solutions possibles parmi un ensemble pour résoudre le problème soulevé initialement. Ces solutions sont cherchées, dans un premier temps, dans la lecture afférente, dans les connaissances situées autour au problème soulevé. Il est donc nécessaire de référer systématiquement aux auteurs, qu'il faut situer dans le champ de la connaissance. Une fois qu'on a fait tomber les obstacles à la compréhension et que l'intuition a été écartée, on va essayer d'extraire les facteurs/causes qui sont possiblement à l'origine du phénomène observé.

 

c. Concevoir de nouvelles hypothèses :

 

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L'étape qui suit l'identification des facteurs/causes à l'origine du phénomène observé est la formulation des hypothèses. Une hypothèse n'est pas une question. Cette dernière est posée en amont et c'est parce qu'elle est posée et qu'on a acquis des connaissances à partir des lectures afférentes, qu'on peut proposer une réponse anticipée à cette question : l'hypothèse théorique ou opérationnelle. La VD est la réponse par laquelle on va observer s'il y a un impact de la VI.

 

Les hypothèses ont différentes fonctions :

- Proposition provisoirement admise le temps d’être soumise au contrôle de l’expérimentation.

- Réponse anticipée au problème soulevé.

- Projet de Solution.

- Réponse conditionnelle.

- Prédiction.

 

Dans le plus simple des cas, une hypothèse exprime l’existence d’une relation potentielle entre deux ou plusieurs ordres de faits. L’hypothèse énonce un projet de solution à la question posée. Ce n’est en aucun cas une question. L’hypothèse est formulée en termes affirmatifs et propose une anticipation de la réponse.

Hypothèse théorique : l'hypothèse théorique est une affirmation, une suggestion de réponse à la question théorique que pose la recherche. C'est une réponse conditionnelle qui se formule de la manière suivante : « si tel mécanisme existe et intervient, tel effet devrait être observé ». Les processus psychologiques doivent clairement apparaître dans la formulation de l'hypothèse théorique. Cette hypothèse résulte de l’articulation théorique en rapport avec le problème traité.

Hypothèse opérationnelle : l'hypothèse opérationnelle traduit l'hypothèse théorique en des termes observables, voire mesurables. Il s'agit de la prédiction des résultats pour chacune des modalités de la VI. Dans la formulation de ce type d'hypothèse, sont nécessairement notées la (ou les) VI ainsi que la (ou les) VD.

 

La première qui est formulée est l'hypothèse théorique. Elle est exprimée dans les termes des processus psychologiques et c'est parce qu'on a formulé cette hypothèse, qu'on pourra la mettre à l'épreuve des faits. Elle doit absolument mettre en évidence les processus psychologiques sous-jacents à l'effet observé. Ce processus est différent en fonction des disciplines : les épreuves empiriques peuvent être remplacées par l'argumentation, etc. L'hypothèse théorique correspond à la mise en mot des concepts étudiés par l'expérimentation.

 

Cette hypothèse de niveau théorique sera exprimée de façon à mettre en évidence des faits mesurables et observables : hypothèse opérationnelle, formulée en termes concrets que l'on peut mettre en œuvre et tester, et qui sont en lien direct avec les faits empiriques. Cette mise à l'épreuve consiste en la passation expérimentale pour obtenir des résultats sur ce qui a été mis à l'épreuve. Une fois ces résultats obtenus, en fonction de ce qui a été mis en œuvre, ils vont être interprétés et compris par des concepts. Ils ne peuvent être interprétés qu'en fonction des connaissances préalables. Il est important qu'elle précise les déterminants de la réponse, la façon de représenter la réponse et les effets des déterminants sur la mesure de la réponse.

L'hypothèse opérationnelle est une prédiction de la relation qui peut exister entre deux faits observables. Elle est formulée en termes affirmatifs, ce n'est pas une question, et elle doit être directement observable et vérifiable. Elle doit aussi être orientée, pour cela il faut préciser le sens de la relation entre les deux facteurs, et justifiée par les arguments théoriques précédents.

 

Ex :

VI : quantité d’alcool absorbée (0,3g vs 0,5g).

VD : temps de freinage.

Hypothèse générale (pas théorique) : La quantité d’alcool absorbé a un impact sur le temps de freinage.

Hypothèse opérationnelle : Le temps de freinage est plus long lorsque les conducteurs ont consommé 0,5g d’alcool par litre de sang que lorsqu’ils ont consommé 0,3g.

 

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Cette approche permet d'inscrire l'expérimentation dans deux types de démarches :

- Causale : isoler une cause objectivement et qui est à l’origine du phénomène observé.

- Comparative : faire varier, de façon systématique, la cause en plusieurs niveaux (au moins 2). « Toute chose étant égale par ailleurs » (C. Bernard), la logique de comparaison doit permettre de déterminer l’intervention de la cause isolée.

 

La démarche causale est constituée par l'observation de la régularité d'un phénomène, et donc par la lecture de la littérature. Dans le cas où les causes sont multiples on suppose le recours à la littérature pour pouvoir déterminer quelle cause étudier et pourquoi pas une autre.

 

A partir de là, on différencie plusieurs étapes :

- Reproduire le phénomène : il faut s'assurer que les conséquences ne soient pas issues de l'environnement écologique, pour cela il faut reproduire la cause en laboratoire. Reproduire suppose reproduire de façon similaire pour déterminer que le phénomène mis en œuvre soit observable dans le contexte de reproduction. Il est nécessaire de faire varier les causes pour pouvoir comparer les différents faits.

- Isoler : une cause qui est, parmi d'autres, à l'origine des faits observés. S'il n'y a pas les effets escomptés, il faut remettre en cause la procédure et éventuellement l'hypothèse mais jamais les résultats puisqu'il s'agit de faits.

- Passation à différents niveaux : ne nécessite pas forcément la création de groupes, mais la création de différentes procédures comparables. Sachant que « toute chose doit être égale par ailleurs », il faut s'être donné les moyens de faire varier une seule cause, exclusivement.

- Vérifier l'hypothèse : appuyée ou non par les faits empiriques. Elle peut être fausse, mais elle ne peut jamais être totalement vraie, puisqu'on ne peut pas contrôler tous les facteurs. On peut donc admettre que l'hypothèse est fausse lorsque les résultats ne correspondent pas à ce qui est supposé. Cependant lorsqu'ils vont dans le sens de l'hypothèse, on affirme qu'elle est vraie tant qu'il n'y a pas de faits qui affirmeront le contraire.

 

Le plan de recherche fixe les dispositions (règles) à respecter pour garantir la « validité interne » de l’expérimentation, ce qui signifie que l’effet produit dans l’expérimentation pourra être attribué au seul déterminant (cause ou facteur) que l’on voulait tester.

 

d. Opérationnalisation :

 

Méthode :

 

Pourquoi un sujet par condition expérimentale ou un sujet pour toute l'expérience ?

Pour répondre à cette question, on parle de facteur sujet.

 

Il y a deux niveaux d'explication :

- Démarche dans laquelle le chercheur s’inscrit avec l’expérimentation.

- Répondre aux règles de l’expérimentation : éviter les biais intra et interindividuelles. Cela est nécessaire pour éviter que l’effet obtenu ne soit dû aux caractéristiques de ce seul individu.

Il faut donc de nombreuses mesures puisque les sujets et la répétition de la mesure sur un sujet sont des sources de variation de la VD.

A partir de la sont définies deux règles de base :

- Toujours travailler avec un (ou des) groupes de sujets.

- Si la première règle est vraie, on peut répéter les mesures sur tous les sujets.

 

Les groupes composés pour une expérimentation sont des échantillons. Ces échantillons sont retrouvés dans des sous-populations et dans la population générale. Malgré le fait que l'échantillon fasse partie de la population, les réponses obtenues par le premier sont différentes de celles qui seraient produites par la population.

Pour que l'échantillon soit représentatif de la population générale, il faut que ses caractéristiques soient semblables à celles de la population.

 

Variables :

 

Il y a deux types de variables dans une expérimentation :

- Variable indépendante : source de variation introduite par l’expérimentateur comme cause de l’effet attendu.

- Variable dépendante : indicateur de la conduite de l’individu et de ses processus psychologiques. La variable dépendante appartient à une échelle de mesure.

 

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Dans une expérimentation, il y a nécessairement et au moins une VI et une VD. De plus, une VI comprend nécessairement et au moins deux modalités.

Les variables sont en lien avec les deux démarches énoncées précédemment :

- Démarche causale : expérimentation avec une VI et une VD.

- Démarche comparative : grâce à une VI à deux modalités.

 

Variables dépendantes (VD) : les variables dépendantes sont des indicateurs de la réponse du sujet et plus généralement de ses processus psychologiques. Il s'agit de la réponse fournie par le sujet ou de l'une des caractéristiques de sa réponse. Cette réponse peut être orale, écrite, motrice, voire même électrophysique. La réponse dépend du sujet lui-même et de la situation définie par l'expérimentateur. La VD varie donc en fonction de la situation (ou manipulation) et des valeurs prises par son échelle de mesures.

Ex :

- Appréciation d’un objet par classification (Aronson & Carlsmith, 1963).

- Nombre de syllabes rappelées (Hovland, 1940).

- Temps de réponses (pour reconnaître un visage).

- Estimation d’un risque encouru (sur une échelle de Likert en 7 points).

- Amplitude de l’activité électro-physiologique.

 

Les échelles utilisées en psychologie peuvent être regroupées en quatre classes d’échelles distinctes (nominale, ordinale, d’intervalle et de rapport).

 

Échelle nominale : on appelle échelle nominale un ensemble d'observables identifiés de simples catégories non hiérarchisées, par des étiquettes « nominales » (ex : hommes, ouvrier, « ne sais pas », …). Cet ensemble d’observables ne suit aucun ordre.

Propriétés : anti-réflexivité, anti-symétrie, transitivité.

 

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Traitements statistiques descriptifs : ce type d'échelle permet le calcul de pourcentages, de fréquences, du mode.

 

On appelle échelle ordinale un ensemble d'observables qui suit un ordre total ; ordre qui n’implique rien quant à la distance entre les différentes réponses. Deux types d’échelles ordinales, nominales et numériques, dont les conséquences en termes de traitement peuvent être différentes.

Échelles ordinales nominales (non numériques) : échelles composées de catégories hiérarchisées selon un ordre, mais l’écart entre les catégories classées n’est pas connu.

 

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Échelles ordinales numériques (ou variables discrètes) : les valeurs sont des valeurs isolées, des nombres entiers qui suivent un ordre.

 

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Traitements statistiques descriptifs : quantiles ; quartiles ; médiane ; classements ordonnés ; calcul d'effectifs cumulés ; et certains traitements non paramétriques.

 

On appelle échelle d'intervalles un ensemble d'observables représentés par des nombres, des valeurs continues (i.e., cette échelle peut prendre toute valeur dans un intervalle noté [a, b]). C'est la caractéristique métrique qui différencie ce type de variable des variables ordinales numériques. Les valeurs de ce type de variable constituent un ordre total avec une distance empiriquement constante entre les modalités. En d’autres termes, deux intervalles de cette variable renvoient toujours à la même quantité lorsque cette distance est égale. Par exemple, la différence entre 5 et 6 est de 1, cette distance est équivalente à la distance qui sépare 19 de 20 ... Toutefois, le zéro n’a pas ici une « vraie valeur » ; son origine est arbitraire (ex : 0 C° pour la température).

Ex : Note à un examen.

 

On appelle échelles de rapports, les échelles qui regroupent toutes les propriétés des échelles d'intervalles et dont le zéro n’est pas un zéro arbitraire (ex : les degrés Kelvin pour la température).

Ex : Taille ; poids ; vitesse ; Nombre total de traits sélectionnés ; Nombre d'informations correctement rappelées.

 

Traitements statistiques inférentiels pour ces deux échelles : opérations compatibles avec l'ordre et les intervalles égaux (addition, multiplication) ; i.e., moyenne; somme; variance; écart-type.

Donc tests paramétriques possibles (test de Student ; ANOVA …).

 

La variable indépendante dite VI est une cause potentielle du phénomène étudié. Afin d’en tester l’effet effectif sur la réponse du sujet (ou VD), la démarche expérimentale, démarche comparative, suppose la variation systématique de cette cause en plusieurs niveaux (au moins deux). Elle prend ainsi plusieurs valeurs. Ces valeurs s'appellent des modalités ou niveaux du facteur. Concrètement, la VI comprend nécessairement au moins deux modalités. La VI, caractéristique du sujet ou de la situation, est fixée par l'expérimentateur. Elle est dite indépendante parce que « contrôlée » par l'expérimentateur.

Le choix des VI dépend d'un savant dosage visant à respecter la validité interne expérimentale (niveaux des processus étudiés) et la validité externe (situation proche d'une situation naturelle).

Ecriture d’une VI : Nom (modalité 1 versus modalité 2 versus modalité n).

Ex :

- Intensité de la menace (forte vs faible) : Aronson & Carlsmith (1963).

- Longueur des listes de syllabes (9 vs 12 vs 15) : Hovland (1940).

- Croyance des sujets (religieuse vs légaliste) : Cacioppo, Petty & Sidera (1982).

- Nature de l’Avertisseur (compatible vs incompatible).

 

4 distinctions permettent de classer les variables indépendantes :

- Distinction entre VI principales et VI secondaires. Distinction qui renvoie aux objectifs de l'expérience :

+ Les VI principales sont des VI à partir desquelles l'expérimentateur formule des hypothèses.

+ Les VI secondaires sont des VI à partir desquelles l'expérimentateur ne formule pas d'hypothèses particulières, mais dont il sait ou dont il suppose qu'elles ont une influence sur le phénomène étudié. Aussi est-il important de les contrôler afin d'éviter leurs effets parasites.

- Distinction entre VI systématiques et VI aléatoires. Distinction qui renvoie à la manière dont les modalités des VI ont été échantillonnées :

+ Les VI systématiques (ou VI Modèle I) sont les VI que l'expérimentateur fait varier systématiquement suivant un nombre n de modalités qu'il choisit lui-même parmi l'ensemble des possibles.

+ Les VI aléatoires (ou VI Modèle II) sont les VI pour lesquelles les modalités ont été choisies au hasard, et sont considérées comme les représentants d'une certaine distribution.

- Distinction entre VI invoquées et VI provoquées. Distinction qui renvoie à la possibilité ou l'impossibilité d'affecter arbitrairement les sujets à certains groupes expérimentaux :

+ Les VI invoquées sont les VI qui permettent à l'expérimentateur de repérer les conditions expérimentales sans qu'il puisse affecter arbitrairement (i.e., aléatoirement) les sujets dans les groupes expérimentaux de son choix, les sujets étant affublés de leur « étiquette » AVANT l'expérimentation. L'expérimentateur répartit ici les sujets en fonction de leurs caractéristiques idiosyncrasiques et/ou de celles de la situation.

+ Les VI provoquées sont les VI « manipulées » par l'expérimentateur. Il peut affecter arbitrairement les sujets dans n’importe quelles conditions expérimentales.

- Distinction entre VI intrasujets et VI intersujets. Distinction qui renvoie à la nature de la relation que les sujets entretiennent avec les modalités de la (ou des) variable(s) indépendante(s) :

+ Les VI intrasujets sont les VI pour lesquelles les sujets entretiennent une relation de croisement avec toutes les modalités de la (ou des) VI. Pour désigner les données recueillies avec ce type de plan, on parle d'échantillons de mesures appareillées ou appariées. Tous les sujets passent dans chacune des conditions expérimentales correspondant à chacune des modalités de la VI. On dit aussi que les mesures sont répétées. Ex :

. Position des mots dans une liste (première vs dernière).

. Longueur des listes de syllabes (9 vs 12 vs 15) : Hovland (1940).

. Moment de la mesure (avant vs après).

+ Les VI intersujets sont les VI pour lesquelles les sujets entretiennent une relation d'emboîtement avec les modalités de la (ou des) VI. Les sujets sont placés dans une et une seule condition expérimentale. Ex :

. Appartenance sexuelle biologique des sujets (femme vs homme).

. Intensité de la Menace (légère vs forte) : Aronson & Carlsmith (1963).

→ Cette distinction détermine l’écriture du plan expérimental, le nombre de groupes et de sujets, la configuration des tableaux (des données, des moyennes, tableau expérimental), la procédure expérimentale …

 

Plans de recherche factoriels :

 

Un plan est un ensemble organisé de facteurs. Pour réaliser une étude expérimentale puis l’analyse statistique de ses données, il faut construire et définir cet ensemble organisé. À un plan de recherche (ou d’expérimentation) donné peut correspondre plusieurs plans d’analyse (ou traitements statistiques). En d’autres termes, un plan d’analyse est parfois différent du plan d’expérimentation. Le plan est déterminé par les VI intra et intersujets.

On parle de plans factoriels lorsque tous les FE sont croisés entre eux de façon systématique ; en d’autres termes, toutes les modalités des facteurs expérimentaux sont croisées de manière exhaustive entre elles.

Concrètement, pour écrire la formule d'un plan d'expérience, il faut identifier les variables indépendantes prises en compte et les symboliser à l'aide d’une lettre. Puis, on précise les relations entre les sujets et la (ou les) VI et entre les VI elles-mêmes. Pour simplifier, le plan s’applique à une VD.

 

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Plan factoriel intrasujet : pour ce type de plan, la mesure de la variable est dite croisée ou appareillée. Cela signifie que tous les sujets passent toutes les modalités de la VI, c'est à dire qu'ils passent toutes les conditions expérimentales liées au facteur intrasujet.

La relation de croisement est symbolisée par le signe *.

 

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Plan factoriel intersujet : pour ce type de plan, on parle de VI emboitée et les groupes expérimentaux sont indépendants les uns des autres. Dans cette condition, ils ne passent qu'une seule condition expérimentale liée au facteur intersujet.

La relation d'emboîtement est symbolisée par le signe < >.

 

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La configuration du tableau expérimental est déterminée par la nature du plan expérimental. Les VI intersujets s’écrivent en ligne, leurs modalités les unes en dessous des autres. Les VI intrasujets s’écrivent en colonne, leurs modalités les unes à côté des autres.

 

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Les variables inter-sujets permettent de définir le nombre de groupes expérimentaux alors que les variables intra-sujets définissent le nombre d'observations par sujet expérimental.

 

Les inconvénients des VI inter-sujets :

- Nombre de sujets : peu économique.

- Temps de passation.

- Echantillonnage et traitement des sujets d’une condition à l’autre.

 

Les inconvénients des VI intra-sujets :

- Nombre de sujets.

- Temps de passation.

- Répétition de la mesure (ou de la passation) qui peut induire : apprentissage, lassitude, traitement des sujets d’une condition à l’autre, contre-balancement (ordre de passation, etc.), etc.

 

Plans factoriels non expérimentaux :

 

Le plan Gréco-Latin et le plan Carré-Latin sont deux autres types de plans.

Ex : Plan Carré-Latin.

- Le stress de jeunes adultes entre 20 et 25 ans mesuré sur une échelle verbale avant un test de VIH.

- Ces jeunes adultes font soit le 1er test soit leur « énième » test. Ils le font soit dans un bus itinérant soit à l’hôpital. Le test fait soit l’objet d’un accompagnement psychologique soit il n’y a pas d’accompagnement.

+ VI : Nombre de test (1er vs. énième).

+ VI : Accompagnement psychologique (avec vs. sans).

+ VI : Lieu d’accueil (bus itinérant vs. l’hôpital).

+ VD : Stress exprimé.

Ex : Plan Gréco-Latin.

- Même énoncé.

+ VI : Age (entre 17-19 ans vs. entre 20-24 ans vs. 25-30 ans).

+ VI : Nombre de test (1er vs. 2ème vs. énième fois).

+ VI : Accompagnement psychologique (réconfortant vs. culpabilisant vs. aucun).

+ VI : Lieu d’accueil (bus itinérant vs. l’hôpital vs. cabinet médical).

+ VD. Stress exprimé.

 

Groupes expérimentaux et Tableaux expérimentaux :

 

Il y a deux types de tableaux expérimentaux :

- Pour les VI intra-sujets : Ex :

+ VI : N4, Niveau scolaire (6° vs. 5° vs. 4° vs. 3°).

+ VI : M2, Moment de l’année (début vs fin).

+ VD : Sentiment de réussite scolaire.

+ Plan d'expérience : S25 * N4  * M2

- Pour les VI inter-sujets : Ex :

+ VI : M3, Messages de prévention (interdiction vs. humoristique vs. vivide).

+ VI : E2, Expertise de la source (experte vs. non experte).

+ Plan d'expérience : S25 < M3 * E2 >

 

Pour les VI mixtes : Ex :

- VI : M3, Messages de prévention (interdiction vs. humoristique vs. vivide).

- VI : E2, Moment par rapport à l’Exposition (Avant vs. Après).

- Plan d'expérimentation : S25 < M3 > * E2

 

Notions d’effet principal, d’interaction et simples :

 

Effet principal : effet d’une et une seule variable indépendante sur une variable dépendante. En d’autres termes, on compare les données associées à chacune des conditions expérimentales d’une seule variable indépendante.

Effet de l’interaction : il peut y avoir plusieurs VI dans une même expérimentation (pour une seule VD par exemple). On examine alors l’effet principal de l’une et l’effet principal de l’autre des VI indépendamment l’une de l’autre. On examine également l’effet dit d’interaction c’est-à-dire l’effet d’action de deux variables indépendantes (ou plus) l’une sur l’autre (sur la VD étudiée). On parle d’effet d’interaction lorsque l’effet d’un facteur sur la VD est différent en fonction des modalités d’un autre facteur. L’effet d’interaction est décomposé en effets simples.

Effet simple : il s’agit de l’effet d’une VI (sur la VD) sous l’une des modalités d’une autre VI (e.g., Effet de a1 comparativement à a2, modalités de la VI A, sous b1 de la VI B). Il peut également s’agir de la décomposition en comparaison deux à deux d’un effet principal d’une VI comprenant plus de deux modalités (e.g., A, a1 vs a2 vs a3 ; comparaison de a1 et de a2 ou comparaison de a2 et de a3 …).

 

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L'hypothèse de l'effet principal affirme qu'une VI implique un effet sur une VD. L'effet d'interaction, quant à lui, stipule que l'effet d'une modalité d'une VI sur une VD est différent en fonction des modalités d'une autre VI. L'effet d'une VI eut été différent sans l'action de l'autre VI. L'action des deux VI l'une sur l'autre a donc un effet sur une VD donnée.

Les effets simples sont des effets qui supposent au moins deux VI. Il s'agit d'une décomposition d'effets principaux ou d'interactions en effets simples suivie d'une comparaison deux à deux. Cette démarche permet de faire parler l'effet d'interaction. L'orientation des effets simples donne la configuration de l'interaction. Peu importe que les VI soient intra-sujets ou inter-sujets, les deux VI sont présentées dans le tableau uniquement par facilité, pour gagner de l'espace.

 

Ex :

- VI : appartenance sexuelle (homme vs. femme).

- VI : statut (employé vs. cadre supérieur).

- VD : salaire moyen en euro.

- Hypothèse d'interaction : On s'attend à ce que le salaire moyen soit plus élevé pour les hommes employés que pour les femmes employées. On s'attend à ce que cette différence soit encore plus grande pour les cadres. De même on s'attend à ce que le salaire moyen des femmes employées soit plus faible que celui des femmes cadres. Cet écart est plus marqué encore pour les hommes que pour les femmes.

- Hypothèse opérationnelle d'effet principal :

+ Effet principal de la VI Appartenance sexuelle : on s'attend à ce que le salaire moyen soit plus élevé pour les hommes que pour les femmes.

+ Effet principal de la VI Statut : on s'attend à ce que le salaire moyen soit plus élevé pour les cadres supérieurs que pour les employés.

 

L'effet principal n'est pas visible dans l'interaction : il faut faire une moyenne pour pouvoir l'observer. L'interaction se décompose en effets simples et l'orientation de ces derniers permet de comprendre l'impact des VI les unes sur les autres. Dans l'interaction on doit pouvoir identifier l'effet principal de chacune des variables. On peut aussi regarder un effet indépendamment de l'autre.

 

L'effet d'une VI sur une VD est différent en fonction du nombre de VI et de leurs modalités. Il a été montré que l’effet d’une VI est différent sans l’action de l’autre VI. L’action de deux VI l’une sur l’autre aura une influence sur l'effet qu'elles auront sur une VD donnée. Cette action est plus qu’une simple addition ou combinaison.

 

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Bien évidemment, le nombre de VI n'est pas limité à trois.

L'effet principal est l'effet d'une VI sur une VD. Dans le cas où il y a plusieurs VI, l'effet simple correspond à l'effet de chaque VI sur la ou chaque VD.

 

L'effet d'interaction implique l'impact de deux VI sur une VD. Cette interaction se décompose en effets simples, et c'est la nature de ces effets simples qui va donner la configuration de l'interaction. L'interaction en soi informe peu tant qu'on n'a pas d'informations sur les effets intermédiaires. Les effets simples permettent de faire parler l'interaction, dans la mesure où ils décomposent l'interaction et comparent ses composantes deux à deux.

 

On note : pour deux VI, A (a1 vs. a2) et B (b1 vs. b2).

 

Représentation de l'effet de A sous les différentes modalités de B.

 

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Dans le cas où on souhaite représenter l'effet de B sous les différentes modalités de A, il suffit d'inverser : A remplace B, a1 et a2 remplacent respectivement b1 et b2, et b1 et b2 remplacent respectivement a1 et a2.

 

Ex :

- VI : appartenance sexuelle des sujets (homme vs. femme).

- VI : âge (20 vs. 60).

- VD : performances sur une tache spatiale.

 

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Graphiquement, les effets se représentent soit sur une courbe soit dans des diagrammes en bâton.

 

Notion de contrôle :

 

Il y a différents outils de contrôle :

- La variable contrôle :

+ Variable de contrôle, variable secondaire, est la source de variation réelle de la VD, elle est connue du chercheur, et il s'agit de la source qu’il souhaite dissocier de la VI. Son objectif : parmi l’ensemble des sources de variation de la VD, il existe des variables connues de l’expérimentateur, variables qu’il décide de contrôler (VC) pour éviter, pour s’assurer que l’effet d’une source de variation (VC) sur une VD ne sera pas confondu avec l’effet de la VI. La maîtrise renforce la validité interne de l’expérimentation.

+ Rappel, la VI est la source de variation hypothétique et la VD est la source de variation réelle.

- Groupe contrôle :

+ La question qui se pose c'est l'éventualité d'envisager une expérimentation sans condition de contrôle ?

+ Tout dépend de la condition dite standard. Le groupe contrôle est une sorte de groupe de référence, témoin que l'on compare à la situation expérimentale. Il n'est pas soumis à un traitement spécifique en rapport avec la manipulation expérimentale, il participe à l'augmentation de la validité interne de l'étude mais n'est pas indispensable.

+ Ex : Savoir quel est le seuil de consommation d’alcool à partir duquel la détérioration de l’état de vigilance est délétère. Le groupe contrôle = zéro alcool.

- Variable confondue :

+ La variable confondue est une VI qui n’a pas été identifiée et n’a pas été contrôlée, prise en compte. Deux variables indépendantes sont dites confondues si les modalités de l’une recoupent systématiquement les modalités de l’autre, sans jamais être croisées.

+ Ex :

. VI testée : Internalité de la Cible (interne vs externe).

. La cible interne dit « je suis tout à fait certaine que si j’ai réussi mon examen c’est parce que j’ai travaillé dur ».

. La cible externe dit « je ne suis pas vraiment sûre mais je pense que si j’ai réussi mon examen c’est parce que l’examen été plutôt facile ».

. VI confondue : Niveau de certitude de la cible (certaine vs non certaine).

 

Il y a différentes méthodes de contrôle :

- Par variation systématique ou répartition équivalente :

+ Cette méthode suppose que l'on connaisse en amont toutes les variables confondues ou tous les facteurs susceptibles d'intervenir sur la VD. On réparti les sujets de manière systématique dans chacune des situations expérimentales et l'échantillonnage est équivalent d'une condition à une autre sur les caractères identifiés.

+ Ex : Population : étudiants en Lettres. Autant d'étudiants en anglais, en grec, en allemand, en chinois, en lettres classiques, etc., dans chacune des conditions expérimentales.

- Par action aléatoire ou randomisation :

+ On mise sur le hasard, le « tout venant ». Les sujets sont fortuitement placés dans une condition ou dans une autre. C'est une méthode facile à mettre en place, mais elle est couteuse au niveau du grand nombre d'effectif. De plus il se pose un problème déontologique car on ne prend pas en compte certaines caractéristiques.

+ Ex : Population : étudiants en Lettres. Indépendamment de leur discipline, les participants sont orientés de façon aléatoire à « tour de rôle » dans l’une ou dans l’autre des conditions expérimentales.

- Le contrôle par constance :

+ On bloque, retient une modalité de la VI qui serait susceptible d'intervenir. La variable confondue n'est plus une VI contrôlée. De plus il n'y a pas prise en compte des risques possibles de l'interaction entre les modalités de chacune des VI.

+ Ex : échantillon exclusivement masculin.

 

Le pré-test doit s'effectuer avec la même rigueur que l'expérimentation.

Ex : étude expérimentale sur l'impact des émotions négatives suscités par des messages dits vivides en matière de comportements préventifs (arrêt du tabac). Pré-test : vérifié que les messages choisis suscitent des émotions négatives liées à la consommation du tabac. Nécessite présentation du message suivi d'une mesure sur les effets obtenus.

 

Le contre-balancement est ce qui génère des variables confondues. Il propose les différents ordres de présentation et de passation des taches de l'expérimentation.

Ex : Paradigme des juges.

 

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Hypothèses opérationnelles :

 

L'hypothèse opérationnelle est une prédiction de la relation qui peut exister entre deux faits observables (ou mesurables). Il s'agit d'une sorte de réponse anticipée fournie par l'expérimentateur.

Contrairement à l'hypothèse théorique, qui fait part des processus psychologiques, l'hypothèse opérationnelle décline l'ensemble des modalités de la VI et leurs effets sur la VD. La nature de la VI n'a aucune importance, on formule la relation de supériorité/infériorité pour l'une ou l'autre des conditions.

 

Elle est formulée en termes :

- Affirmatifs (ce n’est dons PAS une question).

- Directement observables et vérifiables.

 

Elle doit être :

- Orientée (préciser le sens de la relation entre deux facteurs).

- Justifiée (par les arguments théoriques précédents).

 

Ex :

- VI : Quantité d’alcool absorbée (0,3g vs. 0,5g)

- VD : Temps de freinage

- Hypothèse générale (pas théorique) : La quantité d’alcool absorbé a un impact sur la vigilance.

- Hypothèse opérationnelle : Le temps de freinage est plus long lorsque les conducteurs ont consommé 0,5g d’alcool par litre de sang que lorsqu’ils ont consommé l’équivalent de 0,3g.

 

e. Expérimenter :

 

Etre placés dans une condition expérimentale entraine les sujets à modifier les comportements qu'ils pensent pertinents à l'étude. On parle de biais de désidérabilité sociale : le sujet va produire des comportements en fonction d'une attente qu'il pense fondée. L'objectif est d'éviter les mesures réactives. Pour cela il est nécessaire de mettre en place une passation en double aveugle : ni les expérimentateurs ni les sujets ne connaissent l'hypothèse de l'expérimentation. Une autre possibilité est l'emploi d'une affabulation : le sujet est trompé sur le vrai but de l'expérience.

Il y a une nuance entre psychologie et expérimentation. En psychologie il y a l'idée d'un diagnostic individuel alors que dans le cas d'une expérimentation, la passation est une situation sociale dans laquelle le sujet interagit avec l'expérimentateur. Des attentes sont donc attribuées à ce dernier par les sujets, et les résultats peuvent ainsi être biaisés.

 

Il est important de conclure une expérimentation par un débriefing, une démystification de l'étude. Cela permet d'expliquer au sujet le sens des taches qu'il vient de produire. De plus cela permet de contourner les problèmes déontologiques qui peuvent être apportés par l'expérimentation.

 

Tout cela permet d'optimiser l'étude par le biais de la validité et de la fidélité.

La validité est la confiance avec laquelle le résultat obtenu montre effectivement ce qui est prétendu. C'est interprétation et non une extrapolation ou une inférence des résultats.

La fidélité est la confiance avec laquelle le résultat peut être reproduit. Cela permet la réplication de l'expérience et généralisation des résultats à une population.

 

La méthode expérimentale permet :

- D'isoler la (ou les) cause(s) à l’origine d’un effet.

- De répondre aux deux conditions principales définissant une science : généralisation des résultats et réplicabilité des résultats.

- De prédire.

- Rapport gain-coût.

 

f. Analyse des résultats :

 

Les expérimentations sont menées sur des échantillons qui se doivent représentatifs de la population étudiée.

 

Les variables dépendantes sont réparties sur quatre échelles de mesure, deux étant quantitatives et les deux autres qualitatives. Cela permet de déterminer le traitement statistique qui pourra être mis en place en fonction des VD.

On accepte une marge de 1% ou de 5% pour conclure à un effet significatif. On note : p < .01 ou    p < .05.

 

On conclue l'étude par le rejet et l'acceptation d'une ou de l'autre des hypothèses statistiques, notées H0 et H1.

 

g. Interprétation des résultats :

 

L'interprétation des résultats se fait sur les faits. Il ne faut pas oublier qu'il faut suivre une démarche hypothético-déductive.

 

 

II. La méthode expérimentale, pourquoi ?

 

 

1. Inconvénients de la méthode expérimentale :

 

Il y a différents inconvénients à la méthode expérimentale :

- Effet de désidérabilité.

- Non humanitaire ou humanisante.

- Réductionnisme.

- Artificialité.

- Problèmes de déontologie.

La méthode expérimentale est non humanisante dans la mesure où il faut mettre en évidence et expliquer des processus récurrents et partagés. Il s'agit donc de processus psychologiques imputables au genre humain en général et non à un individu en particulier. Il n'y a pas d'exclusion d'application sous forme d'entre-aide, comme la résolution de problèmes liés au traitement de l'information, ergonomie, santé, prévention, communication, conflit inter-groupes, etc. De plus, il n'y a pas d’exclusion de diagnostique personnel, sur le plan psychologie clinique ou pathologique.

 

L'objectif de la démarche scientifique en psychologie est de mettre en évidence des processus récurrents et partagés. On revient au problème que ces processus psychologiques sont imputables au genre humain en général et non à un individu en particulier.

 

2. Des concepts aux faits empiriques :

 

Un paradigme est un lien entre une situation et une variable dépendante.

 

On peut prendre l'exemple de la vitesse de déplacement d’une bille sur un plan incliné. La situation est l'inclinaison du plan. La variable dépendante, qui est la réponse du sujet (ici la bille), c’est le temps mis par la bille pour parcourir le plan incliné sachant que l’échelle de mesure est le temps. L’effet observé est que le temps de « réponse » est fonction de la situation (ici en comparaison à un groupe contrôle plan horizontal).

 

 

III. TDs.

 

 

1. Nommer les VI (nom et modalités) et VD (préciser l’indicateur et indiquer l’échelle de mesure employée, nominale, ordinale …).

2. Ecrire le plan d’expérimentation selon l’écriture Lépine-Rouanet.

3. Dessiner le tableau d’expérimentation selon les conventions classiques d’écriture.

4. Indiquer le nombre de groupes expérimentaux, et, si possible, le nombre de sujets par groupe, le nombre total de sujets …

 

« Dans une étude sur les personnes anxieuses, Derakshan et Eysenck (1997) ont demandé à des sujets anxieux de présenter un exposé en public. L’exposé était filmé. Après la séance, les sujets devaient regarder leur intervention, puis évaluer, à partir de ce qu’ils voyaient à l’écran, leur degré de stress (évaluation par une source interne). Parallèlement, un juge extérieur regardait lui aussi le film, et mesurait selon la même échelle le stress du présentateur-sujet (évaluation par source externe). Les chercheurs pensent que les sujets anxieux auront tendance à surestimer leur stress a posteriori par rapport à un évaluateur externe. Les résultats obtenus confirment leur hypothèse. » Extrait de Gauvrit, N. (2006). Stats pour psycho, Bruxelles : De boeck, p. 52.

-  Hypothèse opérationnelle : Les sujets devraient se juger eux-mêmes plus stressés que ne les jugent un  juge extérieur.

- VI : Source de jugement (externe ou autrui vs. interne ou soi), intrasujet, provoquée ou invoquée, principale.

- VD : Degré de stress (échelle de rapport).

- Sn *J2

- Tableau intrasujet :

 

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- Pas d’information sur le nombre de sujets total et par groupe.

 

Dans une expérimentation d’audiométrie, on mesure le seuil d’audibilité (en décibels) de 30 sujets pour la fréquence de 1000 cycles par seconde. La mesure du seuil est faite à deux reprises : avant et après que l’on ait fait entendre à chacun des sujets un bruit très intense (caractéristiques et durée du son perturbant : facteurs constants).

- Hypothèse opérationnelle : le seuil d’audibilité devrait être plus élevé avant un bruit intense qu’après.

- VI : Temps de la mesure (T1 ou avant vs. T2 ou après), principale, intrasujet, provoquée.

- VD : Seuil d’audibilité en décibel (échelle d’intervalle ou de rapport).

- S30 * T2

- Tableau intrasujet :

 

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- 30 sujets au total et 30 sujets par groupe/condition.

 

Dans un 1er temps, on présente aux sujets en situation individuelle des traits stimuli. Il s'agit de mots-traits de personnalité qui sont projetés successivement avec une consigne particulière selon la condition expérimentale. Les sujets sont placés dans l’une ou l’autre de ces conditions. Dans la condition, dite condition de traitement de bas niveau, les sujets doivent dire si le mot projeté est écrit en majuscule. Dans la condition de traitement de niveau sémantique, les sujets doivent dire si le mot projeté s’intègre dans une phrase. Dans la condition dite de traitement phonétique, les sujets doivent dire un mot qui rime avec celui proposé. Dans la dernière condition, celle d’auto-référence, chaque sujet doit dire si les traits projetés le décrivent. Dans un second temps, les sujets doivent rappeler autant de mots projetés que possible et aussi rapidement que possible. Les résultats montrent un effet de référence à Soi (Rogers, Kuiper & Kirker, 1977).

- Hypothèses opérationnelles : Les sujets dans la condition d’autoréférence devraient rappeler davantage de mots que les sujets dans la condition de traitement sémantique. (H1) / Les sujets dans la condition d’autoréférence devraient rappeler plus rapidement les mots que les sujets de la condition phonétique. (H2)

- VI : Condition de traitement du mot (bas niveau vs niveau sémantique vs phonétique vs autoréférence) principale, intersujets et provoquée.

- VD Nombre de mots rappelés (échelle de rapport) / Temps de rappel (échelle de rapport).

- Sn <T4>

- Tableau intersujets :

 

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- Pas d’info sur le nombre de sujets total et par groupe.



16/05/2014
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