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Expérimentation

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Les expériences servent à vérifier des hypothèses dans des conditions que l’on maîtrise. Dans le secteur forestier, les expériences sont réalisées en forêt, en pépinière ou en laboratoire, à l’aide de traitements déterminés au préalable, sur des unités expérimentales bien définies. L’expérimentation repose sur les trois principes de la randomisation, de la répétition et du contrôle local, qui sont indispensables pour obtenir une estimation valable de l’erreur et réduire son ampleur. L’allocation aléatoire des unités expérimentales aux différents traitements garantit l’objectivité, la répétition des observations accroît la fiabilité des conclusions et le principe du contrôle local réduit l’incidence de facteurs extérieurs sur la comparaison des traitements. Les essais sylvicoles en plantations et en pépinières et les essais en laboratoire sont des exemples typiques d’expériences forestières.

Dans les enquêtes par sondage, le chercheur n'intervient que sur le questionnement d'un échantillon de la population étudiée, tandis que dans une expérimentation, il cherche à comparer les effets de différents traitements sur une population expérimentale. Son but est de mesurer des relations de causes à effets, et donc de vérifier des hypothèses de causalité.

Les données doivent être "fabriquées" par le chercheur de manière à respecter dans la mesure du possible le principe : "les traitements sont comparés, toutes choses étant égales par ailleurs".

Une expérimentation peut être modélisée comme ceci :

experimentation-modele

Exemple : Le nouveau conditionnement d'un produit X est-il meilleur que l'ancien ?

Le facteur principal ou variable indépendante est le type de conditionnement avec 2 niveaux ou modalités, ancien et nouveau.
Il peut parfois y avoir plusieurs facteurs principaux. Le traitement sera dans ce cas toute combinaison des différents niveaux des facteurs principaux.

L'effet = meilleur c-à-d augmentation des ventes du produit X. Il s'agit de la variable dépendante c-à-d des données mesurées et comparées entre les traitements. Il peut également y en avoir plusieurs.

Dans toute expérimentation, il faut respecter un 1er principe : la répétition. Pour cela chaque niveau de chaque facteur principal doit être testé sur plus d'une unité expérimentale. Dans notre exemple, il nous faut préciser la liste des points de vente (magasins) qui feront partie de l'expérimentation.

Toutefois, pour comparer les traitements de manière efficace, il faut prendre en compte les variables externes ou facteurs contrôlés ou secondaires, c-à-d des variables qui peuvent se combiner à celui des traitements et masquer ainsi leur effet sur la variable dépendante, par exemple la taille des magasins, les actions de la concurrence, ...

Ces variables externes peuvent entraîner des biais, c-à-d affecter la validité interne des résultats. Il a plusieurs façons d'éviter ces biais :

1)

2)

3)

 

Aussi, la caractéristique essentielle de l'expérimentation est de créer des conditions contrôlées. La population expérimentale est choisie dans ce but. La démarche de l'expérimentation est donc rigoureusement analytique. En effet, un résultat d'essai est relatif à une situation particulière : celle créée par les conditions de l'expérience, contrôlables ou non (par exemple, dans le domaine agronomique, la variété, les techniques culturales, le type de sol, les conditions climatiques, etc.).

Le dispositif expérimental doit assurer que les suppositions nécessaires à l'analyse statistique sont réalisées et permettre une bonne précision des résultats, en spécifiant la manière d'affecter les traitements aux unités expérimentales.

 

 

Plans d'expérience

à un facteur

Plan sans facteur contrôlé : en randomisation totale

Plan à un facteur contrôlé : en bloc aléatoire

Plan à 2 facteurs contrôlés : en carré latin

Plan à 3 facteurs contrôlés : en carré gréco-latin

Plan factoriel

Méthodes pseudo-expérimentales

1 seul groupe, mesuré avant et après traitement

2 groupes dont un groupe témoin, mesurés avant et après

Plan à 4 groupes de Solomon


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