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RÉSUMÉ
Devant l'ampleur croissante de l'utilisation des statistiques et la diversité des moyens informatiques dont l'ingénieur dispose, il a semblé nécessaire de présenter dans cet article les fonctionnalités les plus utilisées en statistique au regard des principaux logiciels disponibles, ceux-ci étant soit sous licence soit libre. Statistique descriptive, tests, analyse de variance, régression ou encore analyse en composantes principales sont présentés sous forme d'exemples traités à l'aide des logiciels Excel, XLSTAT, SAS, JMP IN et R.
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Thérèse PHAN : Professeur agrégée - École Centrale Paris
INTRODUCTION
Les outils informatiques mis à la disposition des ingénieurs ont permis un essor considérable des études statistiques. Les tailles d'échantillons, le nombre de variables observées, la précision des observations ne sont plus un frein à l'utilisation des méthodes statistiques complexes. Des logiciels dédiés aux statistiques ont été développés durant les dernières décennies ; d'autres, à cible plus générale, ont été enrichis de fonctions statistiques. Le présent article vise à mettre en relief leurs fonctionnalités de base au travers d'exemples.
Tout utilisateur est confronté à une logique commerciale : pour les particuliers, le budget est souvent limitatif alors que, pour un cadre d'entreprise, les choix de l'entreprise / organisation sont souvent normatifs. Dans cet esprit, les logiciels utilisés pour illustrer les exemples pratiques ont été retenus en fonction de leur appartenance à l'une des différentes familles ressortissant de ce prisme, sans préjuger d'une quelconque prééminence par rapport aux autres membres de sa famille :
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Excel : à disposition de toute suite MS-Office (sous Windows ou MacOS), il a ouvert la voie à différents compléments, tel XLSTAT, commercialisés séparément, qui proposent des bibliothèques de « macros » Excel, dédiées aux statistiques : ces compléments demeurent dépendants des stratégies de l'éditeur d'Excel ;
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SAS : logiciel précurseur très complet, il fait référence auprès de nombreux statisticiens, même s'ils en utilisent d'autres ;
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JMP IN : version « grand public » de SAS, il s'est placé en concurrence frontale avec des produits d'excellente facture conçus pour PC pendant que SAS régnait sur les grands systèmes (Statistica, StatLab, StatView, SPSS, Systat…) ;
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la famille « Open source », représentée par le logiciel R, associée avec la gratuité d'utilisation des logiciels (licence GNU) et la collégialité de leur évolution ;
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enfin, n'ont pas été pris en considération, pour le présent article, les développements « locaux », réalisés dans le cadre d'organisations ou de particuliers. Nous pouvons ainsi citer le logiciel gratuit de modélisation des résultats d’étalonnage M-CARE, mis au point par le Collège français de métrologie.
La présentation des fonctionnalités de ces différents logiciels se concentre sur :
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les fonctions de base ;
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les tests d’ajustement et de comparaison ;
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l'analyse de variance à simple et à double entrée ;
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l'analyse de régression ;
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l’analyse en composantes principales.
VERSIONS
- Version archivée 1 de sept. 2006 par Thérèse PHAN
DOI (Digital Object Identifier)
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4. Analyse de variance
4.1 Analyse de variance à simple entrée
Dans ce paragraphe, nous allons reprendre l'exemple étudié par Jacques Poirier dans l'article [R 260] Analyse de la variance et de la régression. Plans d'expérience et nous allons présenter les résultats fournis par SAS et R.
La question posée était la suivante : le manipulateur déterminant la composition chimique d'un laitier de haut fourneau influe-t-il le résultat constaté ?
Le premier manipulateur obtient les valeurs suivantes :
Le deuxième obtient :
Et le troisième manipulateur obtient :
Pour la présentation générale de l'analyse de variance, il est conseillé au lecteur de se reporter à l'article cité ci-dessus.
HAUT DE PAGE4.1.1 Analyse de variance à simple entrée avec SAS
La table enregistrée dans la bibliothèque de SAS se présente de la manière suivante : la première colonne représente la variable qualitative « manipulateur » et la deuxième, la variable quantitative « mesures » (figure 27).
Avant de...
Analyse de variance
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - PHAN (T.), ROWENCZYK (J.-P.) - « Statistique et Probabilités » - Éditions Dunod (exercices et Problèmes, sciences sup) (2007).
-
(2) - POIRIER (J.) - « Analyse de la variance et de la régression, Plans d'expérience » - Éditions Techniques de l'ingénieur vol R 260 (1993).
-
(3) - SAPORTA (G.) - « Probabilités, Analyse des données et Statistique » - Éditions Technip (1990).
-
(4) - VEYSSEYRE (R.) - « Statistique et Probabilités pour l'ingénieur » - Éditions Dunod (l'Usine Nouvelle) (2001).
-
(5) - * - « Aide mémoire statistique », Éditions CISIA-CERESTA (1995).
-
(6) - * - SAS...
ANNEXES
EXCEL : distributeurs Microsoft
SAS : SAS France, Domaine de Grégy, BP 5 – 77166 Grégy-sur-Yerres
JMP : voir SAS
R : logiciel « freeware » en distribution sur Internet
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SAS :
États-Unis
France
http://www.sas.com/offices/europe/france/
R :
The R Project for Statistical Computing
JMP :
États-Unis
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