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Plans Expérimentaux à Cas Unique (SCED)

Introduction aux SCED

Les plans expérimentaux à cas unique (Single-Case Experimental Design ou SCED) constituent une méthodologie expérimentale qui permet d'évaluer l'efficacité d'une intervention chez un seul individu ou un petit groupe d'individus, en utilisant chaque participant comme son propre contrôle.

Contrairement aux études de groupe traditionnelles qui comparent les moyennes entre différents groupes de participants, les SCED se concentrent sur les changements de comportement au niveau individuel au fil du temps, avant, pendant et après une intervention.

Définition du SCED

Un plan expérimental à cas unique peut être défini comme une méthodologie qui :

  • Étudie un seul participant ou un petit nombre de participants de manière intensive
  • Utilise des mesures répétées d'une ou plusieurs variables dépendantes au fil du temps
  • Inclut au moins une phase de référence (A) et une phase d'intervention (B)
  • Établit une relation causale entre la variable indépendante (l'intervention) et la variable dépendante (le comportement cible)

Les SCED sont particulièrement utiles dans les domaines de la psychologie clinique, de l'éducation spécialisée, de la réadaptation et des thérapies comportementales.

Historique des SCED

Les origines des SCED remontent aux travaux pionniers de B.F. Skinner dans les années 1930, qui a développé la méthodologie de l'analyse expérimentale du comportement. Cependant, c'est dans les années 1960 que les SCED ont été formalisés et codifiés comme une approche expérimentale rigoureuse.

Les contributeurs majeurs incluent :

  • Donald Baer, Montrose Wolf et Todd Risley (1968) - Ont défini les dimensions de l'analyse appliquée du comportement
  • Sidney Bijou et Donald Baer (1960s) - Ont appliqué les SCED à l'étude du développement de l'enfant
  • Alan Kazdin (1982) - A systématisé les méthodes de recherche à cas unique

Aujourd'hui, les SCED bénéficient d'une reconnaissance croissante comme méthode scientifiquement valide et sont considérés comme des preuves de niveau élevé dans le mouvement des pratiques fondées sur les preuves.

Principes fondamentaux des SCED

Les SCED reposent sur plusieurs principes essentiels :

  1. Évaluation continue : Mesures répétées et fréquentes du comportement cible
  2. Stabilité de la ligne de base : Établissement d'un pattern comportemental stable avant l'introduction de l'intervention
  3. Contrôle expérimental : Manipulation systématique de la variable indépendante (l'intervention)
  4. Réplication intra-sujet : Répétition des phases d'intervention et de ligne de base pour démontrer la relation fonctionnelle
  5. Analyse visuelle : Interprétation graphique des données pour évaluer les effets de l'intervention

Ces principes garantissent la rigueur scientifique et permettent d'établir des inférences causales valides malgré l'absence de groupe contrôle externe.

Avantages et Inconvénients des SCED

Avantages

  • Individualisation : Adaptés aux caractéristiques uniques de chaque participant
  • Sensibilité aux changements individuels : Détection de variations qui seraient masquées dans les analyses de groupe
  • Flexibilité : Possibilité d'ajuster l'intervention en fonction des réponses du participant
  • Faisabilité : Réalisables avec un petit nombre de participants
  • Relevance clinique : Focus sur les résultats pratiques et significatifs pour l'individu
  • Contrôle intra-sujet : Chaque participant sert de son propre contrôle
  • Éthique : Évite de priver certains participants de traitement (comme dans un groupe contrôle)

Inconvénients

  • Généralisation limitée : Difficultés à étendre les résultats à d'autres individus ou contextes
  • Effets d'histoire : Vulnérabilité aux événements externes coïncidant avec l'intervention
  • Effets de maturation : Changements naturels pouvant être confondus avec les effets de l'intervention
  • Effets d'ordre : Influence possible des phases précédentes sur les phases suivantes
  • Ressources intensives : Nécessité de mesures fréquentes et régulières
  • Complexité statistique : Méthodes d'analyse spécifiques et parfois complexes
  • Effets d'attente : Le participant peut modifier son comportement en anticipant l'intervention

À retenir : Les SCED sont particulièrement adaptés lorsque les participants présentent des caractéristiques hétérogènes, lorsque le recrutement d'un grand échantillon est difficile, ou lorsqu'une approche hautement individualisée est nécessaire. Ils constituent une alternative scientifiquement rigoureuse aux essais randomisés contrôlés traditionnels.

Les Différents Types de SCED

Il existe plusieurs types de plans expérimentaux à cas unique, chacun avec ses caractéristiques, forces et limites spécifiques. Voici les principaux designs utilisés en recherche et en pratique clinique :

Description

Le plan A-B est le design SCED le plus simple, composé de deux phases :

  • Phase A : Ligne de base - mesure du comportement cible sans intervention
  • Phase B : Intervention - mesure du comportement cible pendant l'application de l'intervention

Exemple concret

Un enseignant souhaite évaluer l'efficacité d'un système de jetons de récompense pour augmenter le temps d'engagement dans les tâches chez un élève présentant un TDAH :

  • Phase A (2 semaines) : Observation et enregistrement quotidien du temps d'engagement de l'élève sans intervention.
  • Phase B (3 semaines) : Mise en place du système de jetons et enregistrement quotidien du temps d'engagement.

Avantages et limites

Avantages : Simple à mettre en œuvre, facile à comprendre et à interpréter.

Limites : Contrôle expérimental faible, ne permet pas d'établir avec certitude une relation causale, vulnérable aux effets d'histoire et de maturation.

Phase A Phase B Niveau de comportement Temps

Description

Le plan A-B-A est une extension du plan A-B qui ajoute une phase de retour à la ligne de base :

  • Phase A : Ligne de base initiale
  • Phase B : Intervention
  • Phase A : Retrait de l'intervention et retour aux conditions de ligne de base

Exemple concret

Un orthophoniste souhaite évaluer l'efficacité d'une technique de modélisation sur la production de phrases complexes chez un enfant présentant un trouble du langage :

  • Phase A1 (2 semaines) : Mesure du nombre de phrases complexes produites spontanément par l'enfant.
  • Phase B (3 semaines) : Application de la technique de modélisation et mesure des productions.
  • Phase A2 (2 semaines) : Retrait de la technique et observation des productions spontanées.

Avantages et limites

Avantages : Meilleur contrôle expérimental que le plan A-B, permet de vérifier si les changements sont dus à l'intervention en observant si le comportement revient au niveau de base lors du retrait.

Limites : Problèmes éthiques potentiels liés au retrait d'une intervention efficace, effets d'apprentissage pouvant persister après le retrait de l'intervention.

Phase A1 Phase B Phase A2 Niveau de comportement Temps

Description

Le plan A-B-A-B étend le design A-B-A en ajoutant une seconde phase d'intervention :

  • Phase A1 : Ligne de base initiale
  • Phase B1 : Première phase d'intervention
  • Phase A2 : Retrait de l'intervention
  • Phase B2 : Réintroduction de l'intervention

Exemple concret

Un psychologue évalue l'efficacité d'une technique de relaxation sur les crises d'anxiété d'un patient :

  • Phase A1 (2 semaines) : Mesure de la fréquence et de l'intensité des crises d'anxiété sans intervention.
  • Phase B1 (3 semaines) : Enseignement et application de la technique de relaxation, mesure des crises.
  • Phase A2 (2 semaines) : Demande d'arrêt temporaire de la technique, mesure des crises.
  • Phase B2 (3 semaines) : Reprise de la technique de relaxation, mesure des crises.

Avantages et limites

Avantages : Contrôle expérimental robuste, démontre la relation fonctionnelle entre l'intervention et le comportement par deux cycles de changements, termine avec l'intervention (plus éthique).

Limites : Durée plus longue, effets d'ordre et d'apprentissage possibles, difficultés pratiques liées au retrait temporaire d'une intervention efficace.

A1 B1 A2 B2 Niveau de comportement Temps

Description

Le plan à ligne de base multiple peut prendre trois formes principales :

  • À travers les comportements : L'intervention est appliquée séquentiellement à différents comportements chez un même individu
  • À travers les situations : L'intervention est appliquée séquentiellement au même comportement dans différents contextes
  • À travers les individus : L'intervention est appliquée séquentiellement au même comportement chez différents participants

Exemple concret

Un éducateur souhaite améliorer trois compétences sociales chez un enfant autiste (ligne de base multiple à travers les comportements) :

  • Semaines 1-2 : Mesure des trois compétences sans intervention (contact visuel, salutations, tour de parole).
  • Semaines 3-4 : Intervention sur le contact visuel uniquement, les autres comportements restent en ligne de base.
  • Semaines 5-6 : Maintien de l'intervention sur le contact visuel et ajout de l'intervention sur les salutations, le tour de parole reste en ligne de base.
  • Semaines 7-8 : Maintien des interventions précédentes et ajout de l'intervention sur le tour de parole.

Avantages et limites

Avantages : Contrôle expérimental élevé sans nécessiter de retrait d'intervention, permet de contrôler les effets d'histoire, démontre l'effet spécifique de l'intervention sur chaque comportement/situation/individu.

Limites : Nécessite l'indépendance fonctionnelle des comportements/situations, risque de généralisation entre les comportements/situations, complexité logistique dans la collecte de données.

Comp. 1 Comp. 2 Comp. 3 Temps

Description

Le plan à changement de critère implique une modification graduelle et systématique du critère requis pour atteindre le comportement cible :

  • Phase A : Ligne de base - mesure du comportement sans intervention
  • Phase B1, B2, B3... : Interventions avec critères progressivement plus exigeants pour le comportement cible

Exemple concret

Un kinésithérapeute travaille sur le temps de maintien d'une position d'équilibre chez un patient en rééducation :

  • Phase A (1 semaine) : Mesure du temps d'équilibre initial sans intervention spécifique.
  • Phase B1 (1 semaine) : Intervention avec un critère de 15 secondes de maintien.
  • Phase B2 (1 semaine) : Intervention avec un critère de 30 secondes de maintien.
  • Phase B3 (1 semaine) : Intervention avec un critère de 45 secondes de maintien.
  • Phase B4 (1 semaine) : Intervention avec un critère de 60 secondes de maintien.

Avantages et limites

Avantages : Particulièrement adapté aux comportements qui doivent être développés progressivement, évite le retrait de l'intervention, permet un contrôle expérimental tout en maintenant une approche éthique.

Limites : Ne convient qu'à certains types de comportements (quantifiables et pouvant être modifiés par paliers), sensible aux effets d'histoire si les phases sont longues.

A B1 B2 B3 B4 Performance Temps

Plan d'alternance de traitements

Ce design implique l'alternance rapide et semi-aléatoire de différentes conditions (interventions ou contrôle) pour comparer leur efficacité relative :

Un orthophoniste compare deux techniques d'apprentissage du vocabulaire chez un enfant dysphasique en alternant quotidiennement les méthodes (technique A le lundi, technique B le mardi, technique A le mercredi, etc.) et en mesurant les acquisitions après chaque séance.

Plan à interaction entre conditions

Ce design examine les effets combinés de différentes interventions ou conditions :

Un chercheur étudie l'effet combiné d'un entraînement cognitif et d'un médicament sur les performances attentionnelles d'un patient, en comparant quatre conditions : ni médicament ni entraînement (A), médicament seul (B), entraînement seul (C), et médicament + entraînement (D).

Plan de séries temporelles interrompues

Ce design implique de nombreuses mesures avant et après une intervention unique :

Un chercheur évalue l'impact d'une nouvelle politique scolaire sur les incidents disciplinaires en collectant des données quotidiennes pendant 3 mois avant et 3 mois après l'implémentation de la politique.

Aide à la Décision : Quel Design SCED Choisir ?

Le choix du design SCED approprié dépend de plusieurs facteurs, notamment les objectifs de l'étude, les caractéristiques du comportement cible, les contraintes pratiques et les considérations éthiques. Voici un guide pour vous aider à sélectionner le design le plus adapté à votre situation :

Arbre de décision pour le choix d'un design SCED

Question 1 : Quel est votre niveau d'exigence concernant la démonstration de la relation causale ?

  • Démonstration minimale → Plan A-B (mais considérez des alternatives plus robustes)
  • Démonstration modérée → Plan A-B-A ou plan à ligne de base multiple
  • Démonstration forte → Plan A-B-A-B, plan à ligne de base multiple, ou plan à changement de critère

Question 2 : Est-il éthiquement acceptable et pratiquement faisable de retirer l'intervention ?

  • Non → Plan à ligne de base multiple ou plan à changement de critère
  • Oui, temporairement → Plan A-B-A ou plan A-B-A-B
  • Oui, définitivement → Plan A-B-A (si la situation permet de terminer sans intervention)

Question 3 : Quelle est la nature du comportement cible ?

  • Comportement qui peut être modifié graduellement par étapes → Plan à changement de critère
  • Plusieurs comportements fonctionnellement indépendants → Plan à ligne de base multiple à travers les comportements
  • Un même comportement dans différents contextes → Plan à ligne de base multiple à travers les situations
  • Besoin de comparer différentes interventions → Plan d'alternance de traitements

Question 4 : Quelles sont vos contraintes de temps et de ressources ?

  • Ressources très limitées, temps court → Plan A-B (avec conscience de ses limites)
  • Ressources modérées, temps modéré → Plan A-B-A ou plan à ligne de base multiple (avec moins de comportements/situations)
  • Ressources adéquates, temps flexible → Plan A-B-A-B, plan à ligne de base multiple plus élaboré, ou plan à changement de critère

Conseil : Dans de nombreux cas, un compromis entre rigueur scientifique et faisabilité pratique est nécessaire. Privilégiez toujours le design le plus rigoureux possible dans les limites de vos contraintes.

Tableau de synthèse des designs SCED

Type de design Force de la preuve Retrait requis Complexité Applications idéales
A-B Faible Non Simple Études pilotes, interventions exploratoires
A-B-A Modérée Oui Modérée Vérification initiale de l'efficacité
A-B-A-B Élevée Oui, temporaire Modérée Établissement de relations causales robustes
Ligne de base multiple Élevée Non Élevée Comportements multiples, considérations éthiques
Changement de critère Élevée Non Modérée Comportements à développement graduel
Alternance de traitements Modérée à élevée Non Élevée Comparaison de plusieurs interventions

Méthodologie et Bonnes Pratiques en SCED

Collecte des données

  • Mesures répétées : Collecte fréquente et régulière (idéalement quotidienne)
  • Définition opérationnelle : Comportements définis de manière claire et observable
  • Fidélité des mesures : Utilisation d'accords inter-juges pour assurer la fiabilité
  • Validité sociale : Évaluation de l'importance et de la pertinence des changements
  • Documentation détaillée : Enregistrement précis des conditions et procédures

Analyse des données

  • Analyse visuelle : Inspection des graphiques pour identifier les changements de niveau, de tendance et de variabilité
  • Analyse statistique : Calcul de la taille d'effet, analyse de non-chevauchement des points, etc.
  • Évaluation de la stabilité : Vérification de la stabilité de la ligne de base avant l'intervention
  • Évaluation de la latence : Examen du délai entre l'intervention et le changement
  • Contrôle des menaces à la validité : Prise en compte des facteurs externes

Standards de qualité pour les SCED

Plusieurs critères ont été développés pour évaluer la qualité des études utilisant des designs SCED, notamment :

Critères de qualité « What Works Clearinghouse » (WWC)

  1. Manipulation systématique de la variable indépendante
  2. Évaluation interobservateur pour au moins 20% des données
  3. Au moins trois tentatives de démonstration de l'effet
  4. Au moins trois points de données par phase

Échelle « Risk of Bias in N-of-1 Trials » (RoBiNT)

Cette échelle évalue 15 items répartis en deux catégories :

  • Validité interne : Randomisation, critères d'inclusion/exclusion, stabilité de la ligne de base, etc.
  • Validité externe : Description détaillée des participants, interventions, contexte, etc.

Points d'attention : La qualité d'un SCED dépend fortement de la stabilité de la ligne de base, de la cohérence des mesures, et de la démonstration répétée de l'effet de l'intervention. Sans ces éléments, même le design le plus sophistiqué peut produire des résultats non valides.

Applications Pratiques des SCED

En éducation

  • Évaluation d'interventions pédagogiques individualisées
  • Suivi des progrès en éducation spécialisée
  • Adaptation des méthodes d'enseignement pour les élèves à besoins particuliers
  • Évaluation des stratégies de gestion de comportement en classe

En psychologie clinique

  • Évaluation d'interventions thérapeutiques individualisées
  • Suivi des progrès en thérapie cognitivo-comportementale
  • Adaptation des protocoles de traitement aux besoins spécifiques
  • Étude des relations fonctionnelles entre pensées, émotions et comportements

En réadaptation

  • Évaluation des programmes de rééducation motrice ou cognitive
  • Suivi des progrès fonctionnels après lésion cérébrale
  • Optimisation des interventions pour les patients avec handicaps multiples
  • Étude de l'efficacité des aides techniques et adaptations

En médecine et pharmacologie

  • Études N-of-1 pour l'adaptation des traitements médicamenteux
  • Évaluation personnalisée de l'efficacité et des effets secondaires
  • Optimisation des posologies pour les maladies chroniques
  • Comparaison de différentes options thérapeutiques pour un même patient

Exemple concret : Application en orthophonie

Une orthophoniste utilise un plan A-B-A-B pour évaluer l'efficacité d'une technique de modélisation vidéo pour améliorer les compétences narratives d'un enfant avec trouble du langage :

  1. Phase A1 (2 semaines) : Enregistrement quotidien des récits spontanés de l'enfant, mesure de la longueur moyenne d'énoncé et de la diversité lexicale.
  2. Phase B1 (3 semaines) : Introduction de la modélisation vidéo (10 minutes par jour) et poursuite des mesures.
  3. Phase A2 (2 semaines) : Retrait temporaire de la modélisation vidéo et observation des performances.
  4. Phase B2 (3 semaines) : Réintroduction de la modélisation vidéo et mesures continues.

Les résultats montrent une amélioration significative pendant les phases B, un recul partiel pendant la phase A2, et une amélioration rapide lors de la réintroduction en B2, démontrant l'efficacité spécifique de l'intervention.

Ressources et Outils pour les SCED

Logiciels d'analyse

  • SCDA (Single-Case Data Analysis) - Package R pour l'analyse des données SCED
  • SSDforR - Fonctions R pour l'analyse des designs à cas unique
  • SingleCaseES - Calculateur de tailles d'effet pour SCED
  • Excel-based tools - Plusieurs modèles disponibles pour la visualisation

Guides méthodologiques

  • What Works Clearinghouse - Standards for Single-Case Design
  • SCRIBE - Single-Case Reporting Guideline In BEhavioural Interventions
  • Protocoles publiés - Modèles détaillés disponibles dans la littérature

Conseil pratique : Pour débuter avec les SCED, commencez par des designs simples comme le A-B, puis progressez vers des designs plus complexes à mesure que vous gagnez en expérience. La collaboration avec des chercheurs ou praticiens expérimentés peut être particulièrement précieuse pour les premières études.

Conclusion

Les plans expérimentaux à cas unique (SCED) offrent une approche rigoureuse et flexible pour évaluer l'efficacité des interventions au niveau individuel. Ils constituent une alternative précieuse aux études de groupe traditionnelles, particulièrement dans les contextes où la variabilité interindividuelle est élevée, où les conditions sont rares, ou lorsque des approches hautement personnalisées sont nécessaires.

Les points clés à retenir sur les SCED sont :

En maîtrisant les principes et méthodes des SCED, les chercheurs et praticiens peuvent développer des interventions plus efficaces et mieux adaptées aux besoins spécifiques de chaque individu, contribuant ainsi à l'avancement des pratiques fondées sur les preuves dans divers domaines.