Plans expérimentaux et biais

Le plan expérimental décrit comment les conditions sont organisées et comparées. Il détermine la force de la conclusion causale.

Principaux plans

Essai contrôlé randomisé (ECR) : les participants sont répartis au hasard entre groupe expérimental et groupe contrôle. La randomisation répartit en moyenne les facteurs confondants, y compris ceux qu'on ne connaît pas.
Plan en groupes indépendants (inter-sujets) : chaque sujet n'est dans qu'une condition.
Plan en mesures répétées (intra-sujets) : chaque sujet passe toutes les conditions, ce qui réduit la variabilité interindividuelle. Il impose le contrebalancement de l'ordre (cross-over) et une période de lavage.
Études quasi-expérimentales : groupes constitués sans tirage au sort (classes existantes).
Études observationnelles : cohorte (suivi dans le temps), cas-témoins (comparaison rétrospective), transversale (photographie à un instant).

Aveugles

Simple aveugle : le participant ignore sa condition. Double aveugle : participant et évaluateur l'ignorent. En sport, l'aveugle du participant est souvent impossible (on sait si on s'entraîne ou non), d'où l'importance d'évaluateurs en aveugle.

Biais courants

Biais de sélection (groupes non comparables au départ).
Biais de mesure (instrument mal étalonné, évaluateur non neutre).
Effet d'apprentissage ou de test-retest : le sujet s'améliore en connaissant le test.
Effet placebo / nocebo et effet Hawthorne (le fait d'être observé modifie le comportement).
Régression vers la moyenne : les valeurs extrêmes tendent à se rapprocher de la moyenne à la seconde mesure, sans intervention.
Attrition (abandons non aléatoires) et biais de publication (les résultats nuls sont moins publiés).

Exemples chiffrés

Cross-over : 10 sujets testent une boisson glucidique (A) et un placebo (B) ; 5 suivent l'ordre AB et 5 l'ordre BA, avec une semaine de lavage. L'effet d'ordre est ainsi réparti à parts égales entre les conditions. Régression vers la moyenne (valeurs fictives) : sur 100 sujets dont le saut moyen est de 35 cm, on retient les 10 plus faibles (28 cm en moyenne) ; sans aucune intervention, un nouveau test peut les situer vers 30 cm, soit un « gain » de 2 cm qui n'est pas un effet du traitement. Un groupe contrôle recruté de la même façon le révèle.

Erreur fréquente : confondre la randomisation (répartition aléatoire entre groupes, qui protège la causalité) et l'échantillonnage aléatoire (sélection dans la population, qui protège la généralisation). Un ECR peut très bien porter sur des volontaires non représentatifs.

Validité interne : la différence observée est-elle bien due au traitement ? Validité externe : peut-on généraliser ? Un laboratoire très contrôlé gagne en validité interne mais perd en validité écologique.

🎯 À retenir

La randomisation est le meilleur moyen d'équilibrer les facteurs confondants.
Le plan en mesures répétées réduit la variabilité mais exige un contrebalancement.
Le double aveugle est rarement possible en sport ; on privilégie l'évaluateur en aveugle.
Effet d'apprentissage, Hawthorne et régression vers la moyenne imitent un effet du traitement.
Validité interne (causalité) et externe (généralisation) sont souvent en tension.

⚠️ Erreurs fréquentes

Choisir un groupe « entraîné » à partir des plus faibles au pré-test : la régression vers la moyenne produit une amélioration artificielle.
Conclure à une cause à partir d'une étude observationnelle.

Pour s'entraîner

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