Fiche de révision : Méthodologie expérimentale en psychologie

📋 Plan du Cours

1. Démarches de recherche et corrélation
2. Causalité et méthode expérimentale
3. Étapes expérimentales et groupe contrôle
4. Hypothèses et variables expérimentales
5. Contrôle et validité de l’étude
6. Types de variables et plans expérimentaux
7. Écriture formalisée du plan
8. Échantillonnage et taille des groupes
9. Groupes et contrebalancement
10. Effets des plans factoriels
11. Limites et plans quasi-expérimentaux

📖 1. Démarches de recherche et corrélation

🔑 Notions clés & Définitions

• Corrélation : Relation entre deux variables qui évoluent ensemble, sans établir à elle seule que l’une cause l’autre.

★ À maîtriser

📌 La recherche descriptive décrit un phénomène, la recherche corrélationnelle examine un lien entre au moins deux phénomènes et la recherche expérimentale teste une relation causale en faisant varier un élément.

• Une corrélation peut s’expliquer par :

  • un sens causal inverse
  • le hasard
  • l’action d’une troisième variable

• Le coefficient de corrélation r mesure l’association entre deux variables et varie de –1 à +1.

• Une corrélation est positive lorsque les deux variables varient dans le même sens, négative lorsqu’elles varient en sens inverse et nulle lorsqu’elles n’ont pas de lien.

📌 La démarche corrélationnelle présente généralement une forte validité externe et une faible validité interne, car elle mesure les relations sans manipuler les variables.

Compléments

• Le choix d’une démarche dépend de la question de recherche, mais aussi des préférences personnelles et des habitudes de travail du laboratoire (Dardenne, Haslam, McGarty & Yzerbyt, 1998).

• Le nombre d’habitants peut expliquer à la fois le nombre de McDonald’s et celui des scènes de crime observés dans une ville, sans que les fast-foods causent les crimes.

• En valeur absolue, une corrélation de 0,5 à 1 est forte, de 0,3 à 0,5 modérée, de 0,1 à 0,3 faible et inférieure à 0,1 très faible ou nulle.

💡 Astuce mémo

Décrire observe, corréler associe, expérimenter manipule.

📖 2. Causalité et méthode expérimentale

🔑 Notions clés & Définitions

• Méthode expérimentale : Teste empiriquement une relation causale en manipulant une variable afin de provoquer des changements sur une autre, toutes choses égales par ailleurs (Fiske, 2008).

📝 Points essentiels

📌 Pour attribuer un effet observé à la variable manipulée, il faut maintenir la même situation et ne faire varier qu’un seul élément, toutes choses égales par ailleurs.

📖 3. Étapes expérimentales et groupe contrôle

🔑 Notions clés & Définitions

• Groupe contrôle : Groupe de référence comparé à la situation expérimentale, qui ne reçoit pas le traitement spécifique lié à la manipulation et contribue à augmenter la validité interne.

★ À maîtriser

• 🔄 La démarche expérimentale suit sept étapes :
  1. problème
  2. question
  3. hypothèse
  4. opérationnalisation
  5. test de prédiction
  6. analyse des résultats
  7. itération

📌 On ne doit pas conclure à l’efficacité d’une intervention sans comparer un groupe expérimental et un groupe contrôle avant et après l’intervention, sous réserve d’un contrôle scientifique correct.

• Une condition contrôle peut être : non administrée, de niveau zéro avec un traitement sans principe actif, de niveau standard correspondant à une référence considérée comme standard ou optimale

Compléments

• Dans le test de prédiction, un seul élément du contexte est modifié afin de tester l’hypothèse.

📌 L’analyse des résultats confronte l’hypothèse aux données, qui peuvent la conforter ou la réfuter, et la réponse obtenue ouvre une nouvelle question.

• Dans l’exemple de l’activité physique, le groupe expérimental passe de 46 à 186 minutes de marche extérieure le week-end, soit une hausse de 140 minutes, tandis que le groupe contrôle reste à 46 minutes.

💡 Astuce mémo

Problème → question → hypothèse → opérationnalisation → test → analyse → itération.

📖 4. Hypothèses et variables expérimentales

🔑 Notions clés & Définitions

• Hypothèse : Réponse provisoire et testable à une question de recherche, qui affirme une relation entre au moins deux variables et en précise la nature et le sens.
• Variable indépendante : Variable explicative, manipulée par le chercheur ou comparée selon ses modalités, et considérée comme la cause présumée.
• Variable dépendante : Variable qui subit l’influence présumée de la VI et que le chercheur mesure.

★ À maîtriser

• Une bonne hypothèse est : empirique et réfutable, utile au regard de la littérature, parcimonieuse, éthique et sans préjudice pour les participants

📌 H0, l’hypothèse nulle, pose l’absence de différence entre les conditions, tandis que H1, l’hypothèse alternative, pose une différence ou une autre hypothèse alternative.

📌 Ne pas rejeter H0 signifie qu’aucune différence n’a été mise en évidence dans l’étude, et non que les groupes sont nécessairement égaux.

• Le seuil de significativité conventionnel est p < 0,05 ; il correspond à la probabilité d’observer sous H0 une différence au moins aussi grande que celle observée.

📌 L’hypothèse théorique décrit les processus psychologiques reliant une cause à une conséquence, tandis que l’hypothèse opérationnelle précise les variables et les comportements étudiés.

Compléments

• La détermination du seuil tient compte du nombre de sujets, du nombre de mesures et des variations interindividuelles et intra-individuelles.

• Dans l’exemple du vieillissement et de la mémoire, l’âge est la VI, le nombre de mots rappelés sur 10 est la VD, H0 pose l’absence de différence entre les tranches d’âge et H1 prédit moins de mots rappelés après 50 ans.

• Une variable médiatrice transmet l’effet d’une variable à une autre, tandis qu’une variable modératrice fait varier l’effet d’une variable selon ses niveaux.

💡 Astuce mémo

H0 pose l’absence de différence ; H1 pose une différence.

📖 5. Contrôle et validité de l’étude

🔑 Notions clés & Définitions

• Variable contrôle : VI potentielle qui n’intéresse pas le chercheur et qu’il cherche à neutraliser ; si elle n’est pas contrôlée, elle devient une variable parasite qui menace la validité de l’étude.
• Opérationnalisation : Processus de concrétisation de ce que l’on veut étudier scientifiquement, en définissant des indicateurs observables pour mesurer les dimensions d’un concept (Angers, 1992, dans Dépelteau, 2002).
• Contrebalancement : Présentation des conditions dans différents ordres, chacun utilisé le même nombre de fois, afin de neutraliser les effets d’ordre.

★ À maîtriser

• Les quatre techniques de neutralisation d’une variable contrôle sont :

  • le maintien à niveau constant
  • la variation systématique
  • l’aléatorisation
  • le contrebalancement

• Les variables qualitatives ont des modalités catégorielles exhaustives et mutuellement exclusives, tandis que les variables quantitatives expriment la caractéristique observée par une valeur numérique.

• Une variable qualitative nominale possède des modalités qui ne peuvent pas être ordonnées, tandis qu’une variable qualitative ordinale possède des modalités ordonnées.

• Une variable quantitative discrète prend des valeurs numériques qui ne couvrent pas toutes les valeurs d’un intervalle, généralement des comptages entiers, tandis qu’une variable continue peut en théorie prendre toutes les valeurs de cet intervalle.

• Les trois validités portent sur :

  • la correspondance entre mesures et concepts pour la validité de construit
  • l’attribution des résultats aux variables manipulées pour la validité interne
  • la généralisation des résultats pour la validité externe

Compléments

• Le maintien à niveau constant ne retient qu’une modalité de la variable contrôle ; il favorise la validité interne, mais rend la généralisation plus difficile et réduit la validité externe.

• La variation systématique répartit équitablement les modalités de la variable contrôle entre les groupes et favorise la validité externe.

📌 L’aléatorisation répartit les participants au hasard entre les conditions et ne fonctionne correctement que sur de grands échantillons.

• Le laboratoire renforce la validité interne au détriment de la validité externe, tandis que le terrain favorise la validité externe au détriment de la validité interne.

📖 6. Types de variables et plans expérimentaux

🔑 Notions clés & Définitions

• Plan mixte : Combine au moins une VI inter-sujets et une VI intra-sujets.

★ À maîtriser

📌 Une VI provoquée est manipulée par l’expérimentateur, tandis qu’une VI invoquée est une caractéristique des participants que le chercheur sélectionne sans pouvoir la manipuler.

📌 Dans un plan inter-sujets, un groupe différent est affecté à chaque modalité de la VI, tandis que dans un plan intra-sujets les mêmes participants passent toutes les modalités.

Compléments

• Un plan factoriel croise plusieurs VI afin d’étudier leurs effets propres et leurs interactions.

💡 Astuce mémo

Inter : groupes différents ; intra : mêmes sujets ; mixte : les deux.

📖 7. Écriture formalisée du plan

★ À maîtriser

• Un plan expérimental se résume par une formule qui indique combien de sujets passent quelles modalités de quelles variables indépendantes.

• Dans l’écriture formalisée, VI désigne l’initiale du nom d’une variable indépendante et m le nombre de ses modalités.

📌 Dans un plan, le symbole < > indique l’emboîtement : chaque sujet ne passe qu’une seule condition et les groupes diffèrent selon les modalités de la variable inter-sujets.

📌 Dans un plan, le symbole * indique le croisement : les mêmes sujets passent toutes les modalités de la variable intra-sujets.

• Pour plusieurs variables inter-sujets, le nombre de groupes est le produit du nombre de modalités de chacune : trois variables comportant respectivement deux, trois et trois modalités forment 18 groupes.

Compléments

• Dans S20 < M2 * T3 >, M comporte deux modalités et T trois modalités ; le plan comprend six groupes de 20 sujets, soit 120 participants.

• Avec M inter-sujets et T intra-sujets, 120 participants peuvent être répartis dans deux groupes de 60, chacun passant les trois modalités de T, selon l’écriture S60 < M2 > * T3.

💡 Astuce mémo

< > = un sujet, une condition ; * = les mêmes sujets, toutes les modalités

📖 8. Échantillonnage et taille des groupes

★ À maîtriser

• Pour un effet attendu grand, le cours indique 10 à 20 sujets par groupe ; pour un effet modéré, il indique 20 à 25 sujets par groupe. - Myers & Hansen, 2007

📌 L’échantillonnage sélectionne des individus dans la population et contribue à la validité externe, tandis que l’affectation répartit les participants entre les groupes et contribue à la validité interne.

• Les méthodes d’échantillonnage sont :
  • l’aléatoire simple
  • le stratifié
  • le tirage en grappes
  • les quotas
  • la disponibilité

📌 L’échantillonnage stratifié tire au hasard dans chaque sous-groupe pour reproduire les proportions de la population, tandis que l’échantillonnage par quotas ne tire pas les sujets au hasard dans ces sous-groupes.

📌 Un échantillon représentatif peut rester mal réparti entre les conditions ; la sélection de l’échantillon et l’affectation aux groupes doivent donc être contrôlées séparément.

Compléments

📌 La taille d’échantillon nécessaire dépend de l’homogénéité de la population sur la variable dépendante : une population homogène permet de petits échantillons, tandis qu’une population hétérogène requiert de plus grands échantillons.

• L’échantillonnage par disponibilité prend les sujets disponibles sans critère préalable ; il est présenté comme la méthode la plus utilisée et la plus risquée en matière de biais, mais aussi la moins coûteuse.

💡 Astuce mémo

Population → échantillon → groupes : validité externe puis validité interne

📖 9. Groupes et contrebalancement

🔑 Notions clés & Définitions

• Erreur progressive : L’ensemble des changements de réponses liés au passage des sujets dans plusieurs conditions, notamment par l’ordre, l’apprentissage ou la fatigue.
• Contrebalancement : Une technique de contrôle des effets d’ordre qui répartit l’erreur progressive entre les différentes conditions de l’expérience.
• Transfert d’apprentissage : Le phénomène par lequel un apprentissage modifie, par facilitation ou inhibition, un autre apprentissage.

★ À maîtriser

📌 Une variable indépendante invoquée impose des groupes indépendants, tandis qu’une variable indépendante provoquée permet des groupes indépendants ou appariés selon la question étudiée.

• Les méthodes d’affectation aux groupes indépendants sont : l’affectation au hasard, l’affectation par quotas, l’affectation par groupes pairés après un pré-test, pour égaliser moyenne et variance

• Les formes de contrebalancement sont (Sockeel & Anceaux, 2016) :

  • le contrebalancement complet
  • le contrebalancement aléatoire partiel
  • le carré latin
  • le contrebalancement du matériel expérimental

Compléments

• La randomisation par blocs répartit les participants entre plusieurs conditions en équilibrant la taille des groupes.

📌 Le transfert proactif survient lorsqu’un apprentissage antérieur facilite ou complique un apprentissage ultérieur, tandis que le transfert rétroactif survient lorsqu’un apprentissage modifie un apprentissage antérieur.

• Le contrebalancement complet représente tous les ordres possibles ; avec trois modalités, il nécessite six séquences et un nombre de sujets multiple de six.

📌 Le carré latin fait apparaître chaque traitement une fois à chaque position et réduit le nombre de séquences, mais ne contrôle pas tous les effets d’ordre.

• Le contrebalancement aléatoire partiel sélectionne au hasard autant de séquences que l’expérimentateur dispose de sujets et sert lorsque le contrebalancement complet est trop lourd.

💡 Astuce mémo

Répéter les conditions crée une erreur progressive → le contrebalancement la répartit

📖 10. Effets des plans factoriels

🔑 Notions clés & Définitions

• Plan factoriel : Une expérience dans laquelle le chercheur manipule et contrôle plusieurs variables indépendantes et présume des interactions entre elles.
• Effet principal : L’action d’une variable indépendante quelles que soient les modalités des autres variables indépendantes, évaluée en moyennant leurs modalités.
• Effet d’interaction : Un effet apparaît lorsque l’effet d’une variable indépendante diffère selon les modalités d’une autre variable indépendante ; il correspond à une différence de différences.
• Effet simple : L’effet d’une variable indépendante dans une seule modalité d’une autre variable indépendante.

★ À maîtriser

📌 Dans un graphique d’interaction, des lignes non parallèles indiquent une interaction, tandis que des lignes parallèles n’en indiquent pas.

Compléments

📌 Dans un plan 2 × 2 où A est en abscisse, l’effet de A se lit par la pente moyenne, l’effet de B par l’écart moyen entre les lignes et l’interaction par leur parallélisme.

• Dans l’exemple caféine et privation de sommeil, la privation réduit la reconnaissance correcte d’environ 10 points sous caféine et d’environ 75 points sous placebo, ce qui manifeste une interaction.

💡 Astuce mémo

Lignes parallèles : pas d’interaction ; lignes non parallèles : interaction

📖 11. Limites et plans quasi-expérimentaux

🔑 Notions clés & Définitions

• Prophétie auto-réalisatrice : Améliore les performances d’un sujet en fonction de la croyance de son entourage en sa réussite.
• Plan quasi-expérimental : Teste une relation de causalité avec un contrôle moindre, notamment parce que les participants ne sont pas affectés aléatoirement aux modalités de la variable indépendante.
• Désirabilité sociale : La tendance à répondre de manière à se présenter sous un jour favorable plutôt qu’à fournir des réponses honnêtes ou objectives.

★ À maîtriser

• La méthode expérimentale ne permet pas de trancher avec certitude : un effet peut exister sans être détecté, et ne pas rejeter H0 ne prouve pas l’absence d’effet.

📌 La charge de la preuve incombe à la personne qui affirme l’existence d’un phénomène ; une manifestation convaincante peut établir son existence, mais l’absence de preuve ne prouve pas son inexistence.

• Les limites du plan expérimental comprennent : l’artificialité de la recherche en laboratoire, les biais des participants liés au jugement ou aux attentes de l’expérimentateur, les biais de l’expérimentateur qui peuvent orienter les résultats selon ses attentes

📌 Le plan quasi-expérimental permet d’étudier des variables impossibles à manipuler en laboratoire et offre une forte validité externe, mais l’absence d’affectation aléatoire fragilise la validité interne.

📌 Dans une démarche corrélationnelle, la VI n’est pas manipulée et les résultats établissent une association ; dans une démarche quasi-expérimentale, la VI est invoquée sans affectation aléatoire et la causalité reste probable ; dans une démarche expérimentale, la VI est provoquée et les participants sont affectés aléatoirement, ce qui permet de conclure à une causalité.

Compléments

• Dans l’étude de Rosenthal & Fode (1963), des étudiants ont reçu au hasard des rats présentés comme brillants ou peu performants, et les rats dits brillants ont mieux réussi le labyrinthe sous l’influence involontaire des étudiants.

• Dans l’étude de Rosenthal & Jacobson, les élèves présentés au hasard comme prometteurs ont gagné de 5 à 25 points de plus que leurs camarades au test d’intelligence ; en CP, le gain de QI était de 27,4 points contre 12 pour le groupe témoin.

• Dans le mécanisme décrit par Rosenthal, les attentes de l’enseignant peuvent se confirmer en modifiant les comportements de l’enseignant et de l’élève.

• Un plan quasi-expérimental avec groupe témoin non équivalent compare des personnes ayant vécu un événement à d’autres présentant des caractéristiques similaires sans l’avoir vécu, sans qu’elles proviennent de la même population.

💡 Astuce mémo

Attentes → comportement de l’enseignant → comportement de l’élève → attentes confirmées

📊 Tableaux de synthèse

Types de variables

Démarches de recherche et niveau de contrôle