Définition et exemples de variables indépendantes et dépendantes

Toute expérience scientifique implique des variables dépendantes et indépendantes. La variable indépendante est celle qui est contrôlée ou manipulée par le chercheur afin de déterminer son effet sur le phénomène ou le système étudié. Cette variable ne dépend de la valeur d’aucune autre variable, mais uniquement des caractéristiques du plan d’expérience et des souhaits du chercheur. D’où son nom. La variable dépendante , quant à elle, est une variable réponse. C’est celui qui dépend de la valeur de la variable indépendante. En d’autres termes, les variables indépendantes et dépendantes peuvent être comprises, respectivement, comme la cause et l’effet d’un phénomène étudié.

Rappelons qu’une variable s’entend de tout ce qui peut changer au cours d’une expérience. Il existe plusieurs types de variables, dont dépendantes et indépendantes ne sont que deux. Selon la conception expérimentale, il peut y avoir plusieurs variables, à la fois indépendantes et dépendantes, mais peu importe lesquelles, il doit y en avoir au moins une pour que l’expérience ait un sens.

Relation entre variable dépendante et indépendante et hypothèse

La recherche scientifique est menée dans le but d’établir des relations de cause à effet qui permettent, entre autres, une meilleure compréhension d’un système, le développement de nouvelles technologies ou une meilleure prédiction du résultat de différentes actions.

Pour atteindre ces objectifs, les chercheurs s’appuient sur la méthode scientifique . Cela conforme une série d’étapes qui commencent par une question que le chercheur se pose par rapport à un phénomène ou un système d’intérêt. Après avoir étudié ledit système, une hypothèse ou une supposition sur les causes du phénomène observé est émise , puis une expérience est conçue pour vérifier ou écarter ladite hypothèse .

C’est lors de l’énoncé de l’hypothèse et de la conception de l’expérience que les variables dépendantes et indépendantes apparaissent.

Exemple

Imaginons un cas hypothétique dans lequel, après avoir observé la façon de s’habiller dans une grande université européenne, un scientifique se demande : se pourrait-il que la couleur des vêtements influence l’intelligence des gens ? Après réflexion sur cette question et quelques observations, l’hypothèse suivante est proposée : « s’habiller en vert augmente l’intelligence ».

Vient ensuite le moment de concevoir une expérience pour confirmer ou infirmer la validité de l’hypothèse. Premièrement, il faut établir quelles sont les variables de l’expérience, comment les mesurer et lesquelles représentent la cause et lesquelles l’effet. Ce dernier est ce qui définit quelle est la variable dépendante et indépendante.

Dans cet exemple, la façon dont l’hypothèse est rédigée implique que le chercheur pense que « porter du vert » est la cause et « être plus intelligent » est l’effet. De cette façon, il est établi que la variable indépendante serait la couleur des vêtements, tandis que la variable dépendante serait une mesure de l’intelligence, telle que le QI.

Comme on peut le voir avec cet exemple, les variables dépendantes et indépendantes sont étroitement liées à l’hypothèse de l’expérience. Des exemples supplémentaires sont présentés ci-dessous pour illustrer ces deux concepts qui sont au cœur de la science.

Différences entre la variable dépendante et indépendante

Exemples de variables dépendantes et indépendantes

• Dans une expérience visant à déterminer si un nouveau diurétique augmente la production d’urine chez des rats de laboratoire, la dose du diurétique est la variable indépendante tandis que le volume d’urine produit est la variable dépendante. Notez que le chercheur ne peut pas déterminer librement la quantité d’urine produite par le rat, mais il peut contrôler la dose de médicament administrée au rat.

• Un ingénieur civil veut déterminer si un nouvel adjuvant augmente la vitesse de prise du béton armé. Pour ce faire, il conçoit une expérience dans laquelle il fait varier la proportion du nouvel additif puis mesure le temps de prise du mélange. Dans ce cas, la variable indépendante est la proportion d’adjuvant ajoutée , tandis que le temps de prise est la variable dépendante.

• Dans une expérience de biologie moléculaire, un chercheur s’intéresse à déterminer si une certaine substance chimique est capable de réguler l’expression d’un gène qui code pour la protéine P. Pour ce faire, il mesure la concentration de la protéine P produite par une colonie de bactéries avant et après l’ajout de la substance au milieu. Leur hypothèse est que le composé inhibera l’expression du gène et donc la production de cette protéine. Dans ce cas, la variable indépendante est la présence ou l’absence du composé , tandis que la production de P est la variable dépendante.

• Une entreprise qui produit de l’insuline à partir de micro-organismes souhaite tester une nouvelle souche isolée par son équipe de recherche et développement. Pour ce faire, ils réalisent une expérience pour comparer la production d’insuline des deux souches, la nouvelle et une autre utilisée précédemment. Dans ce cas, la variété de souche est la variable indépendante tandis que la production d’insuline est la variable dépendante.

• Dans une étude, on souhaite déterminer l’effet de l’intensité lumineuse sur la pigmentation des feuilles d’une plante. La variable indépendante dans ce cas est l’intensité lumineuse, tandis que la pigmentation des feuilles sera la variable dépendante.

• Un hôpital veut déterminer si le nombre d’heures continues de service du personnel infirmier influence la mortalité des patients qui entrent aux urgences. Ici, le nombre d’heures de service continu représente la variable indépendante tandis que le taux de mortalité des patients entrant aux urgences est la variable de réponse.

Comment faire la distinction entre variable dépendante et variable indépendante ?

Dans la plupart des cas, il est facile de déterminer quelle est la variable indépendante et laquelle est la dépendante. Cependant, si pour une raison quelconque une confusion survient, il est préférable de repartir de zéro et de suivre ces étapes :

• Étape 1 : Identifiez toutes les variables impliquées dans l’expérience. Cela signifie identifier tous les facteurs qui peuvent changer ou être modifiés tout au long de l’expérience.
• Étape 2 : Parmi toutes les variables, identifiez celles qui sont directement liées à la question de recherche et à l’hypothèse de l’expérience.
• Étape 3 : Écrivez les variables dans une phrase formulée de manière à indiquer une relation de cause à effet.
• Étape 4 : Si la phrase précédente n’a pas de sens, inversez les variables et réécrivez la phrase. La seconde devrait avoir du sens.
• Étape 5 : Une fois que vous avez la relation de cause à effet qui a un sens logique, la variable qui a été notée comme cause est la variable indépendante tandis que l’autre est la variable dépendante.

Distinction entre variable dépendante et variable indépendante : exemple

Description de l’expérience : Un échantillon de bactéries provenant d’une culture est incubé pendant 48 heures et à 37 ºC dans deux milieux différents : l’un est de la gélose nutritive qui contient tout le nécessaire à la croissance et à l’épanouissement de tout organisme, et l’autre est de la gélose minimale qui ne contient que les nutriments les plus essentiels à la survie. La croissance de colonies de bactéries sur le premier milieu indique une souche mutante, mais pas sur le second milieu. L’hypothèse est que la culture d’origine contient des souches mutantes. Quelle est la variable dépendante et indépendante dans ce cas ?

Pour trouver la réponse, suivons les étapes indiquées :

1. Le temps et la température sont des candidats communs pour les variables indépendantes, mais dans ce cas, aucun de ces deux facteurs ne varie tout au long de l’expérience, ils ne sont donc pas des variables. Les seules variables sont le milieu de culture dans lequel les bactéries sont incubées et la croissance (ou l’absence de croissance) des colonies après incubation.
2. Cette étape n’est pas nécessaire puisqu’il n’y a que deux variables.
3. Supposons que l’on écrive « l’absence de croissance de colonies affecte le milieu de culture ». Cette phrase n’a pas de sens logique, puisque c’est le chercheur qui a décidé de la composition du milieu de culture, qui n’a pas été causé par la croissance ou la non-croissance de colonies bactériennes.
4. Ensuite, il est écrit à l’envers : Le milieu de culture affecte la croissance des colonies bactériennes. Cette relation de cause à effet a un sens logique.
5. Étant donné que la cause à l’étape 4 était le milieu de culture, il s’agit de la variable indépendante, tandis que la croissance des colonies est la variable dépendante.

Réponse : La variable indépendante est le milieu de culture et la variable dépendante est la croissance des colonies bactériennes.

Représentation graphique des variables dépendantes et indépendantes

Il existe une méthode standard pour la représentation graphique de la variable indépendante et dépendante. L’acronyme DRY MIX peut être utilisé pour aider à se rappeler comment représenter graphiquement les variables :

MÉLANGE SEC

D   = variable dépendante
R   = variable de réponse
Y  = graphique sur  l’axe y ou vertical

M   = variable manipulée
I  = variable indépendante
X   = graphique de l’axe horizontal ou x

Comme mentionné ci-dessus, la variable dépendante dans une fonction est généralement représentée par  et , et est placée sur l’axe des ordonnées. La variable y est dite   fonction de la variable  x qui est la variable indépendante.