Les tests de Mann-Whitney servent à vérifier que deux échantillons d'une population ont une position équivalente.
Dans le cas d'échantillons indépendants, le test de Mann-Whitney permet de comparer deux populations. Les deux séries de valeurs sont mélangées puis ordonnées par valeurs croissantes. On identifie alors les rangs des individus du premier groupe et on calcule la somme des rangs de ces individus.
Les tests non paramétriques sont donc utilisés lorsque le niveau d'échelle n'est pas métrique, que la distribution réelle des variables aléatoires n'est pas connue ou que l'échantillon est simplement trop petit pour supposer une distribution normale.
Le test de Wilcoxon compare deux séries ou groupes de données d'une même variable quantitative ou semi-quantitative. Il s'applique lorsque nous ne pouvons pas utiliser le test T de Student car les conditions de normalité des données ne sont pas validées.
Le test de Kruskal-Wallis est un test non paramétrique à utiliser lorsque vous êtes en présence de k échantillons indépendants, afin de déterminer si les échantillons proviennent d'une même population ou si au moins un échantillon provient d'une population différente des autres.
La fonction Test de Kruskal-Wallis permet de déterminer si les médianes de deux groupes ou plus diffèrent. Vos données doivent contenir un facteur de catégorie et une réponse continue, et les courbes de distribution des données de tous les groupes doivent être de forme similaire.
Cette méthode analytique ANOVA permet de comparer la variance de groupes d'individus afin d'étudier une éventuelle influence de facteurs. Vous utilisez alors l'ANOVA pour vous aider à comprendre comment vos différents groupes répondent lors du test statistique.
Si la valeur p du test de Levene est supérieure à 0,05, alors les variances ne sont pas significativement différentes les unes des autres (c'est-à-dire que l'hypothèse d'homogénéité de la variance est satisfaite).
Par exemple, si vous voulez comparer une moyenne observée à une valeur théorique : Vous souhaitez comparer la moyenne des notes en mathématiques d'une classe à la moyenne du pays ? Dans ce cas nous allons utiliser un test paramétrique car nous pouvons supposer que les données suivent une distribution normale.
Le test U de Mann-Whitney est donc le pendant non paramétrique du test t pour échantillons indépendants ; il est soumis à des hypothèses moins strictes que le test t. Par conséquent, le test U de Mann-Whitney est toujours utilisé lorsque la condition de distribution normale du test t n'est pas remplie.
Lorsque les échantillons peuvent être considérés indépendants, on applique le test de Mann et Whitney pour 2 échantillons, celui de Kruskal et Wallis pour un nombre quelconque d'échantillons. Lorsque on a affaire à deux échantillons appariés (c'est-à-dire non indépendants), on applique le test de Wilcoxon.
En statistiques, les tests de normalité permettent de vérifier si des données réelles suivent une loi normale ou non. Les tests de normalité sont des cas particuliers des tests d'adéquation (ou tests d'ajustement, tests permettant de comparer des distributions), appliqués à une loi normale.
Un test non paramétrique est un test d'hypothèse qui n'exige pas que la distribution de la population soit caractérisée par certains paramètres. Par exemple, de nombreux tests d'hypothèse supposent que la population obéit à une loi normale pour les paramètres µ et σ.
L'effectif de l'échantillon a une influence sur l'intervalle de confiance et la puissance du test. En général, plus l'échantillon est grand, plus l'intervalle de confiance est étroit. En outre, un effectif d'échantillon plus grand donne au test plus de puissance pour détecter une différence.
Pour les données qui suivent une loi normale, nous privilégions toujours les tests paramétriques. C'est à dire le test T de Student et l'ANOVA. Si cette condition n'est pas remplie, nous devons utiliser des tests non paramètriques tel que le test de Wilcoxon, test de Mann Whitney ou un Kruskal Wallis.
Le tableau Significativité par case indique, pour chaque case, si la valeur observée est égale (=), inférieure (<) ou supérieure (>) à la valeur théorique, et pour effectuer un test exact de Fisher afin de déterminer si l'écart à la valeur théorique est significatif ou non.
Test de Wilcoxon et test de Mann-Whitney (test non paramétrique de comparaison entre 2 populations indépendantes) Test de Friedman (comparaison de plus de 2 populations appariées) Test de Kruskal-Wallis (comparaison de plus de 2 populations indépendantes)
En général, un seuil de signification (noté alpha ou α) de 0,05 fonctionne bien. Un seuil de signification de 0,05 indique un risque de 5 % de conclure à tort qu'une différence existe. Valeur de p ≤ α : les différences entre certaines moyennes sont statistiquement significatives.
Pour calculer le test de Wilcoxon pour deux échantillons dépendants, on calcule d'abord la différence entre les valeurs dépendantes. Une fois les différences calculées, les valeurs absolues des différences sont utilisées pour former les classements.
Conditions d'application du test de Kruskal-Wallis
Pour calculer un test de Kruskal-Wallis, il suffit de disposer de plusieurs échantillons aléatoires indépendants présentant au moins des caractéristiques à échelle ordinale. Les variables ne doivent pas nécessairement satisfaire à une courbe de distribution.
Le test de Shapiro-Wilk donne une probabilité de dépassement de 0.1831, supérieure à 0.05. L'hypothèse de normalité est donc tolérée. Le test de Shapiro-Wilk donne une probabilité de dépassement de 0.0009, inférieure à 0.05. L'hypothèse de normalité est donc rejetée.
Le test t est utilisé lorsque vous devez trouver la moyenne de la population entre deux groupes, tandis que lorsqu'il y a trois groupes ou plus, vous optez pour le test ANOVA. Le test t et l'ANOVA sont tous deux des méthodes statistiques permettant de tester une hypothèse.
La two-way anova nous permet ainsi d'évaluer l'effet principale de chacune des variables indépendantes mais aussi d'évaluer s'il existe une interaction entre elles. L'ANOVA (One-way ou two-way) nous permet donc de tester l'existence d'une différence significative entre deux ou plusieurs groupes.
Un test de l'égalité des variances permet de vérifier l'égalité des variances entre des populations ou des niveaux de facteurs.