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Université de Kinshasa Faculté des Sciences Agronomiques DEA Phytotechnie Dispo

Université de Kinshasa Faculté des Sciences Agronomiques DEA Phytotechnie Dispositifs Expérimentaux en Milieu Non Contrôlé Edition 1 2007 R.V. KIZUNGU Biométricien, défense des cultures Dispositifs Expérimentaux en milieu non contrôlé page 2 © Roger KIZUNGU Vumilia 2007 Objectif du cours : ◘ A la fin de cette partie, tu ne dois plus avoir en ton esprit quelque doute qui persiste encore sur la nécessité de la planification de l’expérience. ◘ Tu sauras en même temps qu’une bonne planification de l’expérience est vitale pour une bonne recherche. Dispositifs Expérimentaux en milieu non contrôlé page 3 © Roger KIZUNGU Vumilia 2007 Table des matières Introduction MODULE 1 Pourquoi planifier une expérience en agronomie ? Unité 1 Mythe autour de la planification d’une expérience Unité 2 Le prix d’une expérience non planifiée Unité 3 Planification dans un univers aléatoire MODULE 2 Toujours commencer par des hypothèses bien définies Unité 1 Questions, Hypothèses et Prédiction en vue de produire une évidence pour satisfaire les sceptiques Unité 2 Importance e la bibliographie et des données disponibles Unité 3 Manipulations experimentales ou variations naturelles ? MODULE 3 Les principes de l’expérimentation Unité 1 Variation entre individus ou intra-groupes Unité 2 Répétitions Unité 3 Pseudo-répétitions Unité 4 Randomisation Unité 5 Blocking MODULE 4 Les dispositifs expérimentaux Unité 1 Les contrôles Unité 2 Dispositifs complètement randomisés et factoriels Unité 3 Dispositifs en Blocs complètement randomisés Unité 4 Dispositif inter-individus Unité 5 Dispositifs split-plot Unité 6 A propos des statistiques MODULE 5 Prise des mesures et autres reflexions Unité 1 Calibrations, précisions et variabilité inter et intra observations Unité 2 Définition des catégories, effets d’observations et Dispositifs Expérimentaux en milieu non contrôlé page 4 © Roger KIZUNGU Vumilia 2007 enregistrement des données Unité 3 Comment sélectionner les niveaux de traitement et comment faire un sous-échantillonnage effets MODULE 6 Etapes d’une expérimentation Dispositifs Expérimentaux en milieu non contrôlé page 5 © Roger KIZUNGU Vumilia 2007 Introduction La planification d’une expérience ou l’élaboration d’un dispositif expérimental est une étape dans la démarche scientifique (Fig.1) qui se résume par le triangle Questions - Hypothèses – Prédiction. Elle est est à mi-chemin entre la formulation claire d’une question scientifique et le début même de l’expérience en vue d’éprouver les effets d’un facteur en étude. 1 Observations Questions 2 Hypothèses 3 Expérimentation 4 Théorisation 5 Diffusion Démarche Scientifique Dispositifs Expérimentaux en milieu non contrôlé page 6 © Roger KIZUNGU Vumilia 2007 En agriculture, contrairement en écologie, le dispositif expérimental a une histoire commune avec la recherche agronomique qui n’avait que comme préoccupation, l’élaboration des technologies en vue des rendements de plus en plus élévés. L’équipe de Fisher à la station Rothamsed a su imposer la bonne pratique dans ce domaine. Beaucoup de manuels décrivent ces dispositifs de facon très détaillé, parfois même trop, pour faciliter les calculs à la calculette comme l’exigait la technologie du moment. Actuellement, la recherche agronomique a étendu son champ des préoccupations. Certains phénomènes biologiques comme la compétition, l’interaction entre plante et insectes, la prédation des insectes nuisibles par des insectes utiles, l’analyse de l’histoire de vie sont évoqués pour expliquer bien des situations préoccupantes pour l’homme. Il faut donc répenser la facon de poser les problèmes dans beaucoup des cas. Beaucoup de chercheurs terminent le second cycle avec des connaissances rudimentaires en Biométrie. La plupart se sont auto-formés ou ont eu des formations spécifiques pendant leur carrière. Cela ne leur permet pas d’être familiers aux nouvelles méthodes pourtant chaque jour élaborées pour les agronomes. Il existe des ouvrages qui sont présentés de facon très général ou théorique. Le lecteur a souvent du mal à lier leur contenu aux pratiques calculatoires proposés par les logiciels commercialisés. Dispositifs Expérimentaux en milieu non contrôlé page 7 © Roger KIZUNGU Vumilia 2007 Les méthodes spécialisées ou spécifiques ne sont pas souvent dans les livres de statistique conventionnels. Elles sont souvent sommairement présentées dans la rubrique « méthode » des revues à comité de lecture. Ceci constitue une barrière qui fait que les techniques ne soient pas facilement entre les mains des chercheurs. Un des résultats de ce contraste besoin-formation est que beaucoup d’articles sont rejettés par les revues avec mention « mauvaise utilisation des statistiques » ou « mauvaise planification de l’expérience ». Souvent les critiques concernent : - l’identification impropre des répétitions et des pseudo-répétitions (Hubert, 1984, Gurevitch et Chester, 1986) ; - Mauvaise utilisation des tests de comparaison multiple (Day et Quinn, 1989) ; - Mauvaise utilisation des techniques bien connues comme l’ANOVA quand il existe des méthodes plus puissantes disponibles (Gaines et Rice, 1990) ; - Mauvaise utilisation de la régression multiple (James et McCulloch) ; - Non utilisation des techniques qui existent (power analysis, Manova, mesures répétées, ajustement non linéaire, Ancova, l’analyse spatiale, analyse bayesienne et les métaanalyses. - La mauvaise présentation des données sur les paramètres et les tests (Fowler N. 1990) et - L’utilisation abusive des tests de signification (Yoccoz, 1991). Dispositifs Expérimentaux en milieu non contrôlé page 8 © Roger KIZUNGU Vumilia 2007 Ceci appelle donc à la nécessité de réflechir sur les dispositifs expérimentaux dans un contexte particulier, celui du milieu réel ou le milieu non contrôlé et donc chez les paysans. Ces milieux ont une si grande variabilité inter-sites sur le plan des terres disponibles. Il en existe où les contraintes foncières sont telles que l’on a pas la possibilité d’installer une expérience avec des parcelles contigues. Il y en a aussi presque vides qu’on a envie d’y installer un essai avec un nombre de répétitions infini. C’est ainsi que, aidé par la technologie de l’informatique qui permet au chercheur d’effectuer des gros volumes de calcul, nous allons nous étendre sur les possibilités de savoir à chaque situation, combien de répétitions pourraient être retenus afin que l’expérience chez le paysan, non subventionné, pouvait être budgétivore à mindre échelle. Ce cours a donc la vocation de relancer le débat sur le dispositif expérimental. Il est écrit pour les étudiants en DEA en Phytotechnie de la Faculté d’Agronomie de l’Université de Kinshasa. Il peut intéresser aussi le chercheur confirmé en agronomie ainsi que d’autres étudiants qui ont la vocation de faire de la recherche et/ou l’enseignement. Il intéressera aussi bien les chercheurs qui sont dans la recherche appliquée que ceux qui sont dans la recherche fondamentale. Le but sera d’encourager le chercheur à l’usage correct des approches disponibles bien connues et vulgariser les méthodes peu connues. Il vise donc à étende le repertoire des techniques statistiques. Dispositifs Expérimentaux en milieu non contrôlé page 9 © Roger KIZUNGU Vumilia 2007 Il s’adresse donc au chercheur qui planifie une expérience en vue d’ expliquer les relations entre individus expérimentaux, de comparer deux ou plusieurs stratégies, de prédire le futur à partir des données passées ou d’étudier l’évolution d’un système. Dispositifs Expérimentaux en milieu non contrôlé page 10 © Roger KIZUNGU Vumilia 2007 MODULE 1 Pourquoi planifier une Expérience en agronomie ? Cette partie du cours est concue de sorte qu’elle suscite un bon démarage au chercheur qui n’a jamais planifié une expérience, mais aussi un outil pour élaborer cette planification en conséquece. Elle ne couvre pas tout le domaine de facon exhaustive. On se referera à la bibliographie pour voir les grands clasiques qui développent d’autres aspects. Elle permet quand même au chercheur en biologie de planifier des expériences dans la plus part des cas de recherche scientifique. Beaucoup de recherches qui ont fait le succès de la recherche de nos institutions de recherche ne sont pas sorties du cadre de cette note. Ceux qui maîtrise les dispositifs présentés ici doivent être sûrs qu’ils ont la matière pour résoudre toute forme de problème scientifiques qu’il se pose. Cette partie permet non seulement de planifier l’expérience, mais montre comment effectuer une collecte des données de qualité. Ce sont ces données ont besoin d’une analyse statistique pour répondre à la question scientifique qui intéresse le chercheur. Ici on entrera pas dans la discussion des analyses Dispositifs Expérimentaux en milieu non contrôlé page 11 © Roger KIZUNGU Vumilia 2007 statistiques. On va en revanche indiquer les types des modèles ou les différents tests statistiques associés à tel ou autre type de dispositif. On ne manquera pas de donner des exemples pour illustrer les points de vue avancés. Chaque chapitre commence par une vue d’ensemble et se termine par un résumé. Il y a un jargon propre aux dispositifs expérimentaux. Ils seront chaque fois mis en exergue afin que le lecteur puisse se les approprier. Le but premier de cette partie est d’enlever une fois pour toute le doute de la tête du chercheur de la nécesité d’un dispositif expérimental. Dans le premier point et le deuxième, on discute comme une bonne planification trouve son origine dans un problème scientifique bien posé. Presque toutes les expériences sont faites sur un échantillon et les résultats sont extrapolés sur les populations plus vastes. Comment tirer un échantillon est la clé du troisième point. Dans le quatrième point reprend les principes de base de l’expérimentation. Faire une belle planificatio d’une expérience ne servirait à rien uploads/Science et Technologie/ b-amp-i-03-01-lecture-dispositifs-experimentauxen-milieu-non-controle 1 .pdf