GARNIER
Maëva
Chargée de recherche CNRS
Recherche

Développement de nouvelles méthodes d'analyse statistique


    Problématique :

    Lors d'une formation aux méthodes d'analyse de la variance et modèles linéaires mixtes, organisée en 2013 par le CNRS pour répondre aux besoins spécifiques des personnels du GIPSA- lab et du LIG par les statisticiens du LJK, il est apparu que les plans expérimentaux typiques des domaines de la psychologie cognitive et des sciences du langage donnaient lieu à des données dont le traitement statistique est loin d’être trivial : La nature des données, tout d’abord, amène à différents traitements, selon qu’elles sont continues (descripteurs acoustiques, physiologiques) ou qualitatives (tests perceptifs), réelles ou définies dans un intervalle particulier (R+, [0 1]), qualitatives ordonnées ou non, binomiales ou non. La nature de l'observation peut également fortement influencer le choix des modèles statistiques, selon que la variable d’intérêt, de nature continue, est mesurée sur une grille discrète (troncature par intervalle), ou est censurée. Les protocoles utilisés lors des expériences menées par les membres du GIPSA-lab ont également un dénominateur commun: réalisation des différentes conditions expérimentales par un même individu (appariement), répétition de la tâche plusieurs fois par chaque individu (variance intra-individuelle). Ces corrélations entre les observations amènent un certain nombre de difficultés et de problématiques intéressantes pour le statisticien : données appariées, données répétées.
    Ces différentes questions ont motivé la poursuite des échanges entre le LJK et le GIPSA-lab après la formation. Un groupe de réflexion s’est créé, élargi à d’autres chercheurs du LJK et du GIPSA-lab. Plusieurs collaborations concrètes se sont initiées entre des chercheurs du LJK et du GIPSA-lab, autour du traitement des données de plusieurs thèses menées au GIPSA-lab et de l’encadrement de plusieurs stages en statistiques.


    Objectif :

    L'objectif de cette collaboration est donc
    - de réaliser une étude critique des méthodes utilisées dans la communauté de la phonétique expérimentale et de 
la psychologie cognitive, qui semblent très standardisées (analyse de la variance) et parfois peu adaptées aux données recueillies et aux objectifs de l'expérience menée, 

    - de proposer des méthodes statistiques innovantes et adaptées aux protocoles utilisés et ainsi de répondre aux questions d'intérêt. Il s’agit ici de faire diffuser les méthodes statistiques les plus récentes dans les communautés mettant en œuvre des protocoles expérimentaux issus de la psychologie comportementale (phonétique, ergonomie, sciences de l’éducation, ...), de justifier les méthodes choisies notamment dans une perspective de publication dans des revues de ces communautés, 

    - de développer une réflexion en amont sur les protocoles à mettre en place (calcul du nombre de sujets nécessaires à inclure, du nombre de répétitions, du design expérimental), dans l'optique d'optimiser la puissance des analyses statistiques, 

    - de former les ingénieurs statisticiens, en support des chercheurs de ces communautés, à ces méthodes. On peut par exemple citer le recrutement récent de S. Gerber en tant qu’ingénieur statisticien au GIPSA-lab. 


     

    Résultats :

    Les différents travaux menés en collaboration ont permis de développer de nouvelles méthodes statistiques pour traiter des données répétées et appariées dans le cas de facteurs catégoriels (comparaisons de moyennes) et dans le cas d’analyse de corrélations, pour traiter des données ordinales catégorielles (réponses à choix multiples lors de tests perceptifs) et des données non continues ordonnées (réponses à des questionnaires sur des échelles de Likert). Ces nouvelles méthodes se basent sur l’utilisation de modèles mixtes, sur la simplification, la sélection et la validation de modèles les plus adaptés aux données avant de réaliser des tests inférentiels. Les effets statistiques sont ensuite testés à partir de tests dits « de modèles emboités » ou de maximum de vraisemblance puis de tests post-hoc pour tester plus spécifiquement certains contrastes.


    Communications :

    • Bourne, T., Garnier, M. et Samson, A. (2016) « Physiological and Acoustic Characteristics of the Male Music Theatre Voice », Journal of the Acoustical Society of America.
    • Remacle, A., Gerber, S., David, C., Pétillon, C. et Garnier, M. (2015) « Impact of a one-day prevention voice program for teachers : a longitudinal study », Pan European Voice Conference, Firenze.

 

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UMR 5216 CNRS - Grenoble INP - Université Joseph Fourier - Université Stendhal