Méthode Expérimentale - Wikipédia
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http://fr.wikipedia.org/wiki/Mthode_exprimentale
1 Historique et pistmologie
1.1 Dfinition moderne
1.2 La thse Duhem-Quine
1.3 L'exprience qualitative pralable
2 Principes
2.1 Contrle des paramtres et test d'hypothses
2.2 Exprience scientifique l'aide de modle
2.3 Protocole exprimental
2.4 Structure thorique d'une exprience
2.5 Expriences en blocs
3 Instruments frquemment utiliss en sciences exprimentales
3.1 Microscopie
3.2 Analyse structurale
3.3 Analyse chimique
3.4 Cintique chimique
3.5 Essais mcaniques
4 Sciences humaines
5 Notes et rfrences
6 Bibliographie
7 Voir aussi
Exprience du cerf-volant de
Benjamin Franklin
Dfinition moderne
La mthode exprimentale est ainsi dfinie par le chimiste Michel-Eugne Chevreul en 1856 : Un
phnomne frappe vos sens ; vous lobservez avec lintention den dcouvrir la cause, et pour cela, vous en
supposez une dont vous cherchez la vrification en instituant une exprience. Le raisonnement suggr par
l'observation des phnomnes institue donc des expriences (), et ce raisonnement constitue la mthode
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Claude Bernard
Claude Bernard distingue nettement les approches empiriques et exprimentales : L'empirisme est un
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donjon troit et abject d'o l'esprit emprisonn ne peut s'chapper que sur les ailes d'une hypothse. . Il
insiste en effet sur l'importance de l'hypothse, et Canguilhem qualifie l'Introduction ltude de la
mdecine exprimentale de long plaidoyer pour le recours lide dans la recherche, tant entendu quune
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ide scientifique est une ide directrice et non une ide fixe. . Les tapes de la mthode exprimentale ont
t rsumes par le sigle OHERIC, schma trs simplificateur, et des modles plus proches d'une mthode
exprimentale authentique ont t proposs.
La thse Duhem-Quine
Le schma de la vrification dune hypothse laide de lexprience est demeur en vigueur dans les
sciences exprimentales de Francis Bacon jusquau XXe sicle, date laquelle certains l'ont remis en cause
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(Pierre Duhem en 1906 ). En effet, selon l'article de Quine Les deux dogmes de l'empirisme, il n'existe
aucune exprience cruciale qui puisse permettre de confirmer, ou non, un nonc scientifique. Quine
soutient en effet une position holiste, qui ne dnie pas tout rle l'exprience, mais considre que celle-ci ne
se rapporte pas un nonc scientifique, ou hypothse, en particulier, mais l'ensemble de la thorie
scientifique. Aussi, chaque fois qu'une exprience semble apporter un dmenti l'une de nos hypothses,
nous avons en fait toujours le choix entre abandonner cette hypothse, ou la conserver, et modifier, la
place, un autre de nos noncs scientifiques. L'exprience ne permet pas, ainsi, d'infirmer ou de confirmer
une hypothse dtermine, mais impose un rajustement de la thorie, dans son ensemble. Nous avons
toujours le choix de procder au rajustement que nous prfrons : On peut toujours prserver la vrit de
n'importe quel nonc, quelles que soient les circonstances. Il suffit d'effectuer des rajustements nergiques
dans d'autres rgions du systme. On peut mme en cas d'exprience rcalcitrante prserver la vrit d'un
nonc situ prs de la priphrie, en allguant une hallucination, ou en modifiant certains des noncs qu'on
appelle lois logiques. Rciproquement (), aucun nonc n'est tout jamais l'abri de la rvision. On a t
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jusqu' proposer de rviser la loi logique du tiers exclu, pour simplifier la mcanique quantique.
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une fois dcouvert - serve de fondement une mthode d'valuation quantitative du phnomne ; ces
mthodes se concrtisent souvent en instruments de mesure toujours plus perfectionns.
Il gnralise ce constat historique en posant que toute nouvelle science se dveloppe naturellement par le
passage progressif des expriences directes et qualitatives aux expriences indirectes et quantitatives ,
celles-ci tant une caractristique majeure des sciences exactes. Il insiste sur la ncessaire accumulation
pralable des expriences essentiellement qualitatives ; conditions indispensables des investigations
quantitatives ultrieures.
C'est le dfi qu'il propose la psychologie qu'il considre comme une jeune science . Il invite ainsi
rsister l'imitation de la physique, ne pas plaquer les mthodes d'une science mre sur les ttonnements
de celle qui se cherche et donc favoriser avant tout la croissance des exprimentations qualitatives
pralables indispensables aux futures expriences quantitatives rigoureuses.
Reconnaissant la complexit de l'objet de la psychologie compare aux simplifications que la physique
autorise, il assure aprs avoir voqu la question des tests qu' on ne saurait assez souligner l'importance de
l'information qualitative comme complment ncessaire du travail quantitatif . L'exemple type est celui de
Galile, qui dcouvre le mouvement des plantes par l'observation avec une lunette astronomique.
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si la croissance ne se produit pas sans lumire, mais avec la lumire alors l'hypothse est valide : la
lumire fait pousser les plantes ;
si la croissance ne se produit pas avec lumire, mais sans la lumire, alors lhypothse est rfute ;
si le phnomne se produit dans les deux dispositifs, alors l'hypothse n'est pas valide, mais elle n'est pas
rejete pour autant.
En dehors du paramtre tester qu'il faut faire varier, les autres paramtres susceptibles d'intervenir doivent
tre fixs de faon rigoureuse sinon "le mieux possible". A dfaut, ces paramtres risquent d'tre l'origine
des diffrences de rsultats entre l'exprience tmoin et les autres. Par exemple, s'il fait "trop froid" dans le
premier dispositif sans lumire ou si l'atmosphre ne contient "pas assez" de gaz carbonique, alors l'absence
de croissance peut tre due ces facteurs. On aussi voit la ncessit d'un savoir scientifique le plus large
possible pour permettre la bonne conception d'une exprimentation.
La conduite d'une exprience mne ainsi le schma d'interprtation pistmologique classique deux types
de bnfice :
d'abord la possibilit de vrifier ou, mieux, de corroborer l'hypothse ou de la rfuter ;
mais aussi dans tous les cas, un enseignement sur les causes de l'ventuel chec, enseignement qui sera
rinvesti dans la dfinition d'une exprience plus adquate. Le bnfice est alors mthodologique.
Dans ce cas, la validit du modle peut tre discute. Un modle doit reprsenter le mieux possible l'objet
sur lequel repose une hypothse. Par exemple, pour dmontrer l'origine humaine du rchauffement
climatique on utilise des modles numriques du climat. Les dtracteurs de cette hypothse remettent en
cause ces modles, qui ne prendraient pas assez en compte l'influence des nuages.
Protocole exprimental
Le protocole d'exprimentation regroupe la description des conditions et du droulement d'une exprience
ou d'un test. La description doit tre suffisamment claire afin que l'exprience puisse tre reproduite
l'identique et il doit faire l'objet d'une analyse critique pour notamment dtecter d'ventuels biais.
titre d'exemple, on a rcemment constat que les rcipients en plastique utiliss pour la plupart des
exprimentations biologiques libraient des additifs dont certains sont des perturbateurs endocriniens. Mme
des rcipients neutres en verre spcial peuvent modifier la forme des protines qui entrent en contact avec
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les parois, ce qui peut fausser des expriences ou dgrader des processus de fabrication .
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Expriences en blocs
Dans les expriences en champ au sens large (champ, verger, fort,
etc.), qui sont ralises en recherche agronomique, on appelle
blocs des ensembles de parcelles voisines qui servent comparer
diffrents traitements (diffrentes fumures par exemple). Les blocs
sont dits complets quand tous les lments qui interviennent dans
l'exprience (toutes les fumures tudies par exemple) y sont
prsents. Ils sont au contraire dits incomplets quand seulement
certains de ces lments y sont prsents.
La rpartition des diffrents lments est ralise au hasard
l'intrieur des diffrents blocs, et indpendamment d'un bloc l'autre,
raison pour laquelle les blocs sont souvent qualifis d' alatoires
ou randomiss . Le cas le plus frquent est celui des expriences
en blocs alatoires complets ou blocs randomiss complets
(cf. illustration). Le carr latin et le carr grco-latin sont d'autres
dispositifs exprimentaux, beaucoup moins utiliss que les blocs.
L'utilisation de blocs (en anglais: blocking) intervient galement, parfois sous d'autres dnominations, dans
d'autres domaines que l'exprimentation en champ et la recherche agronomique (recherche industrielle ou
technologique, recherche mdicale ou pharmaceutique, etc.). En matire mdicale par exemple, les blocs
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peuvent tre constitus de groupes de patients qui prsentent des caractristiques semblables.
Microscopie
Les mthodes de microscopie sont utilises principalement en sciences de la matire et de la vie : sciences
des matriaux, biologie molculaire, gologie mais aussi pour les investigations : police scientifique,
pidmiologie et diagnostic mdical (culture de cellules), tudes environnementales (hygine et scurit du
travail, pollution)
Microscope optique
Microscope laser confocal balayage
Microscope lectronique
Microscope force atomique
Microscope effet tunnel
Microscope optique en champ proche
Microscope de fluorescence par rflexion totale interne
Analyse structurale
Ces mthodes consistent dterminer la structure des cristaux et des molcules. Elles sont utilises en
chimie analytique, pour tudier la synthse des molcules (synthse organique, industrie pharmaceutique),
en sciences des matriaux
Rsonance magntique nuclaire
Absorption des rayons X
Diffraction des rayons X
Diffraction des neutrons
Spectroscopie Auger
Analyse chimique
De nombreux domaines ont recours la chimie analytique.
Microanalyse X
Spectromtrie de fluorescence X
spectromtrie de masse
Surface plasmon rsonance
Spectroscopie de corrlation de fluorescence (FCS)
Spectromtrie
Cintique chimique
Mthode diffrentielle de van 't Hoff
Mthode de Powell
Mthode des temps rduits de raction
Mthode d'Ostwald
Mthode des vitesses initiales
Essais mcaniques
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Les essais mcaniques ont pour rle de dterminer la capacit d'un matriau ou d'une structure complexe
se dformer (mise en forme, usinage, rhologie), s'user (tribologie), ou casser. Cela concerne bien sr les
sciences des matriaux, mais aussi la biomcanique.
Essai de traction, essai de compression, essai de flexion.
Essai de rsilience, Mouton Charpy
Mesure de duret
essais de viscosit (fluides), essais d'coulement (poudres, suspensions),
essais de permabilit (fluide travers un milieu poreux, membrane)
essais de fluage (dformations diffres dans le temps sous sollicitation constante)
essais de fissuration (propagation de fissures)
essais de fatigue (rupture par des sollicitations rptes, sous l'influence de facteurs physico-chimiques)
essais de crash test (vhicule lanc contre un obstacle)
essais de rsistance aux sismes (btiments, ouvrages d'art)
La mthode exprimentale est employe au sein de disciplines considres comme des sciences
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humaines
, telles que la sociologie, la psychologie, ou l'archologie.
L'exprience de Milgram est un exemple d'exprience de psychologie ralise entre 1960 et 1963 par le
psychologue amricain Stanley Milgram. Cette exprience cherchait valuer le degr d'obissance d'un
individu devant une autorit qu'il juge lgitime et analyser le processus de soumission l'autorit,
notamment quand elle induit des actions qui posent des problmes de conscience au sujet.
1. Abhandlung ber das Licht, J. Baarmann (ed. 1882) Zeitschrift der Deutschen Morgenlndischen Gesellschaft Vol 36
2. http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/7810846.stm
3. Thiele, Rdiger (2005), "In Memoriam: Matthias Schramm", Arabic Sciences and Philosophy (Cambridge University
Press) 15: 329331, doi:10.1017/S0957423905000214
4. Thiele, Rdiger (August 2005), "In Memoriam: Matthias Schramm, 19282005", Historia Mathematica 32 (3):
271274, doi:10.1016/j.hm.2005.05.002
5. Chevreul Michel-Eugne, Lettres adresses M. Villemain sur la mthode en gnral et sur la dfinition du mot "fait" :
relativement aux sciences, aux lettres, aux beaux-arts, etc., etc., Paris, Garnier Frres, 1856, p. 27-29.
6. Canguilhem 1968, p. 153 et 166.
7. Gayon 1996
8. Canguilhem 1968
9. 1865, p. 28.
10. Claude Bernard, Principes de mdecine exprimentale, PUF, 1947, rd. Paris, PUF, 1987, p. 77.
11. Canguilhem 1968, p. 233
12. Pierre Duhem, Lexprience cruciale est impossible en physique, extrait de La thorie physique, son objet et sa
structure, 1906, 1914, seconde partie, chapitre VI, III. [lire en ligne (http://books.google.fr
/books?id=wacGilAUEakC)]
13. Quine, Les deux dogmes de l'empirisme, in De Vienne Cambridge, trad. P. Jacob, Gallimard, 1980.
14. W. Khler, Gestalt Psychology, 1929. Traduction franaise La psychologie de la forme, Gallimard, Paris, 1964. Traduit
par Serge Bricianer. [rf. incomplte]
15. Les rcipients perturbent les mdicaments , La Recherche, janv. 2009, p. 24.
16. Dpelteau Franois, La dmarche d'une recherche en sciences humaines, Bruxelles, De Boek, 2000, chapitre 5.2. La
mthode exprimentale, p. 251-271.
17. Giroux Sylvain, Tremblay Ginette, Mthodologie des sciences humaines : La recherche en action, ditions ERPI, SaintLaurent (QC), 2009, p. 227.
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Claude Bernard, 1865, Introduction ltude de la mdecine exprimentale, rd. Paris, GarnierFlammarion, 1966.
Georges Canguilhem, 1968, tudes dhistoire et de philosophie des sciences, Paris, Vrin. [lire en ligne
(http://books.google.fr/books?id=HRx580iW9aMC)]
Pierre Dagnelie, 2012, Principes d'exprimentation: planification des expriences et analyse de leurs
rsultats, Presses agronomiques (http://www.pressesagro.be/catalogue/reference/23.html), Gembloux, 413
p. (ISBN 978-2-87016-117-3) et dition lectronique (PDF) (http://www.dagnelie.be/exacces1.html).
Jean Gayon, 1996, Les rflexions mthodologiques de Claude Bernard : contexte et origines , Bull.
Hist. pistm. Sci. Vie, 3 (1), p. 75-92.
Richard Linder, 2005, Les plans d'expriences. Un outil indispensable l'exprimentateur, Les Presses de
l'cole Nationale des Ponts et Chausses, 2005, 320 p. ((ISBN 2-85978-402-0)) [lire en ligne (http://books.google.fr
/books?id=10Nz4c5sVb8C)]
Observation
Mthode gntique
Mthode scientifique
Loi empirique
tude randomise en double
aveugle
Essai clinique
Fait
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Recherche technologique
Plan d'exprience
Liste des expriences
scientifiques.
Les Petits Dbrouillards
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