Variable de contrôle

Une variable de contrôle (ou constante scientifique ) dans l'expérimentation scientifique est un élément expérimental qui est constant (contrôlé) et inchangé tout au long de l'étude. Les variables de contrôle pourraient fortement influencer les résultats expérimentaux si elles n'étaient pas maintenues constantes pendant l'expérience afin de tester la relation relative entre la variable dépendante (VD) et la variable indépendante (VI) . Les variables de contrôle elles-mêmes ne présentent pas un intérêt primordial pour l'expérimentateur.

Les « bons contrôles », également appelés « facteurs de confusion » ou « facteurs de déconfusion », sont des variables qui sont censées ne pas être affectées par le traitement et qui sont destinées à éliminer le biais de variable omise . Les « mauvais contrôles », en revanche, sont des variables qui pourraient être affectées par le traitement, pourraient contribuer au biais de collision et conduire à des résultats erronés.

Une variable dans une expérience qui est maintenue constante afin d'évaluer la relation entre plusieurs variables , est une variable de contrôle. Une variable de contrôle est un élément qui n'est pas modifié tout au long d'une expérience car son état immuable permet une meilleure compréhension de la relation entre les autres variables testées.

Dans tout système existant à l'état naturel, de nombreuses variables peuvent être interdépendantes, chacune affectant l'autre. Les expériences scientifiques testent la relation entre une variable indépendante (ou variable indépendante : l'élément manipulé par l'expérimentateur) et la variable dépendante (ou variable dépendante : l'élément affecté par la manipulation de la variable indépendante). Toute variable indépendante supplémentaire peut être une variable de contrôle.

Une variable de contrôle est une condition ou un élément expérimental qui reste le même tout au long de l'expérience, et qui n'est pas la préoccupation principale de l'expérience, ni n'influencera le résultat de l'expérience. Tout changement inattendu (par exemple : non contrôlé) d'une variable de contrôle au cours d'une expérience invaliderait la corrélation des variables dépendantes (VD) à la variable indépendante (VI), faussant ainsi les résultats et invalidant l' hypothèse de travail . Cela indique la présence d'une relation fallacieuse existant dans les paramètres expérimentaux. Des résultats inattendus peuvent résulter de la présence d'une variable confondante , nécessitant ainsi une refonte de l'hypothèse expérimentale initiale. Les variables confondantes constituent une menace pour la validité interne d'une expérience. Cette situation peut être résolue en identifiant d'abord la variable confondante, puis en repensant l'expérience en tenant compte de cette information. Une façon d'y parvenir est de contrôler la variable confondante, ce qui en fait une variable de contrôle. Si, toutefois, la relation fallacieuse ne peut pas être identifiée, l'hypothèse de travail peut devoir être abandonnée.

Prenons par exemple la célèbre loi des gaz combinés , qui s'énonce mathématiquement comme suit :

où:

P est la pression

V est le volume

T est la température thermodynamique mesurée en kelvins

k est une constante (avec des unités d'énergie divisées par la température).

ce qui montre que le rapport entre le produit pression-volume et la température d'un système reste constant.

Dans une vérification expérimentale de certaines parties de la loi des gaz combinés ( P * V = T ), où la pression, la température et le volume sont toutes des variables, pour tester les changements résultants de l'une de ces variables, il faut qu'au moins une d'entre elles soit maintenue constante. Ceci afin de voir des résultats expérimentaux comparables dans les variables restantes.

Si la température est la variable de contrôle et qu'elle ne peut pas changer au cours de l'expérience, la relation entre les variables dépendantes, la pression et le volume, peut être rapidement établie en modifiant la valeur de l'une ou de l'autre, ce qui correspond à la loi de Boyle . Par exemple, si la pression augmente, le volume doit diminuer.

Si, par contre, le volume est la variable de contrôle et qu'il n'est pas autorisé à changer au cours de l'expérience, la relation entre les variables dépendantes, la pression et la température, peut être rapidement établie en changeant la valeur de l'une ou de l'autre, et c'est la loi de Gay-Lussac . Par exemple, si la pression augmente, la température doit augmenter.