Transcript chapitre 12

Comparaisons multiples
• Comprendre pourquoi il faut des
procédures spéciales pour faire des
comparaisons multiples
– quel danger y-a-t-il à faire des
comparaisons multiples
– comment s’en sortir
• comprendre les principes de ces
procédures
• savoir appliquer les différents
tests de comparaisons multiples
Addition
Rimes
Adjectifs
Images
Intentionel
9
7
11
12
10
8
9
13
11
19
6
6
8
16
14
8
6
6
11
5
10
6
14
9
10
4
11
11
23
11
6
6
13
12
14
5
3
13
10
15
7
8
10
19
11
7
7
11
11
11
S
70
69
110
134
120
M
7.00
6.90
11.00
13.40
12.00
DS
1.83
2.13
2.49
4.50
3.74
Un F significatif est équivoque
• Il y a autant de comparaisons à faire que
N!
C 
r! (N  r )!
N
r
• Tester ces comparaisons fait augmenter la
probabilité de commettre une erreur sur
l’ensemble des comparaisons
le seuil de .05 équivaut à 1/20,
mais ne vaut que pour 1 comparaison
Rappel de notions du
chapitre 4
Que font les tests d’inférence
statistique? (1)
 paramétrique
le paramètre est-il fréquent ou rare
selon la distribution théorique?
rare
<= fréquent=>
rare
Décision du chercheur
ou de la chercheure
Les erreurs d’inférence
État de la nature
H0 vraie
μ1 = μ 2
Accepte
H0
M1 = M2
o.k.
Rejette erreur de
H0
type I
M1 M2 erreur α

H0
fausse
μ 1 μ2
erreur de
type II
erreur β
o.k.
puissance
statistique
La probabilité de faire l’erreur
de type I
peut s’interpréter comme le
nombre de conclusions
erronnées produites par 100
répétitions de la même
expérience.
Les décisions prises à
partir de tests d’inférence
sont des décisions basées
sur des probabilités
Probabilité de faire une erreur
de type I;
en recherche, les conclusions
sont incertaines
Fin du rappel
Problème des
comparaisons multiples
• Chaque comparaison a son taux d’erreur (EC)
• Sur l’ensemble des comparaisons(EE),
le taux d’erreur augmente:

 1  (1 EC)
C
EE
• Cette évolution est plus lente que la simple
addition des taux d’erreur (Loi d’inégalité de
Bonferroni)
C

EE
 1  (1 EC)  c EC
La solution de Bonferroni
au problème des
comparaisons multiples
• Il suffit de diviser le taux d’erreur choisi pour
l’ensemble par le nombre de comparaisons et
donc d’adopter ce taux (divisé) pour chaque
comparaison
 EC

EE

C
La solution de Bonferroni
au problème des
comparaisons multiples
• Solution très conservatrice pour 
•
rare <= fréquent=> rare
qui réduit la puissance statistique
celle-ci dépend
– taille de l’échantillon (n)
– taille de l’effet
–
Deux autres notions à propos
des comparaisons multiples
• Comparaisons
•
prévues:
a priori
ou non
a posteori
+ nombreuses
• Comparaisons
•
directes de
moyennes
comme le test t
ou par combinaison
linéaire de moyennes
L  a1
_
X
1
 a2
_
X
_ 

L    ak

X
k

2
 ...  a j
_
X
j
 ak
_
X

k
Particularité des
combinaisons linéaires
• Il faut savoir choisir les coefficients
• deux avantages
– peuvent se calculer directement sous forme de SC
2
nL
SCcontraste 
2
a
j
– peuvent être formulés de façon orthogonale
aj  0
a b
j
j
0
seulement dans ce cas
SC
 SC
traitement

contraste
Procédure de comparaisons
multiples a priori: le test t
• le test t standard
_
tdl 

_
X X
s s
N N
1
• le test t adapté à
l’ANOVA
_
2
2
2
1
2
1
2
dl = N1 + N2 – 2
tdl 

_
X X
2 CM
n
1
2
erreur
dl = dl associé
à CMerreur
Procédure de comparaisons
multiples a priori:
les combinaisons linéaires
• Rappel
L  a1
_
X
1
 a2
• Chaque contraste
peut être testé
_
X
2
 ...  a j
_ 

L    ak

X
k

_
X
j
 ak
_
X

k
SC
contraste
F 1 dl
 ,


erreur

CM
1  CMcontraste 
CM
erreur
nL
erreur
2
SC
contraste

nL

2
a
2
j
a
CM
2
j
erreur
nL

 a CM
2
2
j
erreur

Procédures de comparaisons
multiples a priori:
les procédures réduisant EE (1)
• Les test t et F sur les contrastes ne
protègent pas contre l’élévation de
l’erreur de type I
• Dunn-Bonferroni suggèrent une
procédure pour obtenir cette protection
t’
Procédures de comparaisons
multiples a priori:
les procédures réduisant EE (2)
• Des solutions à la procédure de DunnBonferroni jugée trop conservatrice
Sidak
Holm
Lazarlee & Mulaik
Shaffer
  1  (1 )
'
1
C
ajuster progressivement 
selon l’ordre de grandeur C
des différences
ibid. mais exclut les résultats
illogiques
Comparaisons multiples a priori:
exemple de calculs (1)
Gr. : 1. Addition
2. Rimes 3. Adjectifs
4. Images 5. Intentionel
Moy
7.00
6.90
11.00
13.40
12.00
ÉT
1.83
2.13
2.49
4.50
3.74
H1: Intentionnel meilleur rappel que tous les autres groupes
H2: Tous les autres groupes sont semblables
Comparaisons multiples a priori:
exemple de calculs (2)
Gr. : 1. Addition
2. Rimes 3. Adjectifs
4. Images 5. Intentionel
Moy
7.00
6.90
11.00
13.40
12.00
ÉT
1.83
2.13
2.49
4.50
3.74
Comparaisons multiples a priori:
exemples de calculs (3)
Gr. : 1. Addition
2. Rimes 3. Adjectifs
4. Images 5. Intentionel
Moy
7.00
6.90
11.00
13.40
12.00
ÉT
1.83
2.13
2.49
4.50
3.74
SC
contraste

nL
2
a
2
j
Comparaisons multiples a priori:
exemple de calculs (3)
Gr. : 1. Addition
2. Rimes 3. Adjectifs
4. Images 5. Intentionel
Moy
7.00
6.90
11.00
13.40
12.00
ÉT
1.83
2.13
2.49
4.50
3.74
SC
contraste
F 1 dl
 ,


erreur

CM
1  CMcontraste 
erreur
CM
erreur
voir p. 348
Le tableau d’analyse de variance
Source de
variation
SC
dl
351,97 4
Traitement
Contraste 1
Contraste 2
Contraste 3
Contraste 4
erreur
435,30 45
Total
786,82 49
CM
87,88
9,67
F
9,08
p
< ,05
Procédures de comparaisons
multiples a posteriori (1)
• LSD: la plus petite différence significative
– suppose l’hypothèse nulle
– tests t
• Test de Scheffé
– test selon contraste linéaire
– mais ajuste la valeur critique de F par k-1
c’est-à-dire (k  1)F(k  1,
dl
)
ERREUR
Procédures de comparaisons
multiples a posteriori (2):
procédures basées
sur la loi de Student
• Statistique de Student
q
r

_ _
X g-X p
CM
erreur
avec r et dl(erreur)
comme dl
• Test de Newman-Keuls
n
– mise en ordre des moyennes selon leur taille
– comparaison de toutes les paires de
moyennes en ajustant la distance entre
celles-ci
Procédures de comparaisons
multiples a posteriori (3):
procédures basées
sur la loi de Student
• HSD: Test de la différence franchement
significative de Tukey
– ibid. à Newman-Keuls
– mais n’utlise qu’une seule valeur critique,
la plus grande
• Procédure de Ryan (REGWQ)
kα

αcomparaison r
 comparaison  1 
1 
r
k
Procédures de comparaisons
multiples a posteriori (4)
•Comparaisons à un groupe témoin: le
test de Dunnett
_
tddl 

_
X X
2 CM
n
1
2
erreur
dl = dl associé
à CMerreur
Voir table de td
Comparaisons
multiples a posteori:
exemple de calculs (1)
Gr. : 1. Addition
2. Rimes 3. Adjectifs
4. Images 5. Intentionel
Moy
7.00
6.90
11.00
13.40
12.00
ÉT
1.83
2.13
2.49
4.50
3.74
a) Réordonner les moyennes
Comparaisons
multiples a posteori:
exemple de calculs (2) _
Gr. :
Moy
2 Rim
1 Add
3 Adj
5 Int
2.
1. AdRi- dition
mes
3. Ad- 5.
4. Images
jectifs Intentionel
q
r
_
X g-X p
CM
erreur
n
Critère
q
Comparaison des procédures
Un exemple de calcul
I. Lettré, une chercheure de réputation
internationale, présente des mots
simples de type CVC (ex.: bol) en
lettrage conventionnel ou en italique en
des temps d’exposition courts et très
courts. Elle enregistre le nombre
d’erreurs d’identification de mots faites
par les participants et participantes
Le tableau d’analyse de variance
Source de
variation
Type de lettrage
Temps
d’exposition
Type de lettrage x
Temps d’exposition
SC
dl
CM
5
1
5.0
45
1
125
F
p
2.00 >.05
45.0 18.00 <.05
1 125.0 50.00 <.05
Erreur
40 16
Total
215 19
2.5
M
Lettrage
Lettrage
normal
Italique
(A1)
(A2)
90 45
90
45
mec msec msec msec
(B1) (B2) (B1) (B2)
7
5
3
11
8
6
4
12
9
7
5
13
10
8
6
14
11
9
7
15
45
35
25
65
9
7
5
13
Combinaisons a priori (1)
SC
contraste

nL
2
a
2
j
Combinaisons a priori (2)
SC
contraste

nL
2
a
2
2
SC
contraste
L
j
Source de
variation
SC
3

nL
a
2

5
0750  5 2  10
j
dl
CM
Erreur
40 16
2.5
Total
215 19
Contraste 1
Contraste 2
Contraste 3
2
2
2
2
F
p
Variations sur combinaison
linéaires
 F ou t?
Procédures ajustant l’EC
Dunn EE

 EC
Bonferronni
C
Sidak
  1  (1 )
Holm
ajustement
Lazarlee & progressif
Mulaik
'
1
C
Écart studentisé
q
r
_ _
X g-X p
CM
erreur
avec r et dl(erreur)
comme dl
n
Gr. :
Moy
Ital. 90
Norm.
45
Norm.
90
Ital.
90
5
Norm. Norm.
45
90
7
9
Ital. 45
Critère
13
q
Variations sur les tests
a posteori utilisant l’écart
studentisé
Exemple
A1B A1B2 A2B A2B2 Σa2 ΣaX (ΣaX)2 n(ΣaX)2
1
7
13
15
9
Gr. :
A 2B 1 A 1 B 2 A 1B 1 A 2B 2
5
7
9
13
A 2B 1
----
A 1B 2
---
---
A1B1
---
---
---
Critère
q