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ANOVA : comparaison de moyennes à un ou plusieurs facteurs

Collez les données depuis Excel et découvrez si des fournisseurs, machines, équipes ou réglages de procédé donnent des moyennes différentes, quelles paires diffèrent, quel est le poids de chaque facteur et si les hypothèses de l’analyse sont respectées. Utilisez-le avec 3 groupes ou plus (pour 2 seulement, le test t suffit) : collez une colonne avec le groupe et une autre avec la mesure, et la page indique quel groupe est le meilleur et ce que cela vaut par an.

Outil de prédimensionnement et d’estimation : les résultats ne remplacent ni l’étude, le calcul ou le rapport signé par un professionnel qualifié, ni la vérification selon les normes applicables.

VérificationRévision 03/11/2026
Données

Collez depuis Excel avec une première ligne de noms. Empilée : une colonne par facteur et une autre pour la réponse (jusqu’à 4 facteurs, données déséquilibrées acceptées). Côte à côte : une colonne par groupe.

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Rôle de chaque colonne

Options de l’analyse
Interprétation pratique (facultatif)

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—Test F de l’ANOVA
—

Résultats de l’analyse

Méthode

Informations sur les facteurs

Analyse de la variance

Test de Welch

Récapitulatif du modèle

Moyennes

Coefficients

Ajustements et diagnostics pour les observations inhabituelles

R : résidu normalisé élevé (|R| > 2). X : X inhabituel (fort effet de levier).

Comment lire : Analyse de la variance : DL = degrés de liberté ; SC (Séq/Aj) = variation attribuée à chaque source ; CM = SC ÷ DL ; F = variation entre groupes ÷ variation à l’intérieur des groupes (plus il est grand, plus les groupes diffèrent) ; valeur p < α = le facteur modifie la moyenne. Récapitulatif du modèle : S = dispersion résiduelle ; R² = % de la variation expliquée par les facteurs.

Comment lire : dans le tableau de regroupement, les niveaux qui ne partagent aucune lettre ont des moyennes significativement différentes ; les niveaux avec une lettre commune peuvent être égaux. Dans le tableau des différences, chaque ligne est une paire : un intervalle qui ne contient pas zéro ou une valeur p ajustée < α = paire différente.

Intervalles des différences de moyennes

Chaque ligne est une paire. Si l’intervalle ne coupe pas zéro, la différence est significative (en rouge).

Comment lire : chaque ligne est une paire de niveaux (p. ex. B − A) et le trait est l’intervalle de la différence entre moyennes. La ligne verticale est le zéro : un trait qui ne touche pas zéro (rouge) = les deux niveaux diffèrent vraiment ; un trait qui coupe zéro = aucune preuve de différence. Plus il est loin de zéro, plus la différence est grande.

Touchez le graphique pour voir les valeurs.

Graphique des intervalles

Moyenne de chaque niveau avec son intervalle de confiance. La ligne en pointillés est la moyenne générale.

Comment lire : chaque point est la moyenne d’un niveau et la barre verticale, la plage où se trouve probablement la vraie moyenne. Des barres qui ne se chevauchent pas suggèrent des niveaux différents ; des barres longues indiquent peu de données ou une forte dispersion dans le groupe.

Touchez le graphique pour voir les valeurs.

Graphique de comparaison des moyennes

Intervalles de comparaison : deux niveaux dont les intervalles ne se chevauchent pas sont différents. En rouge, ceux qui ne chevauchent pas au moins un autre.

Comment lire : contrairement au graphique des intervalles, ici les barres sont ajustées pour que la règle visuelle fonctionne : si les barres de deux niveaux ne se touchent pas, les moyennes diffèrent ; si elles se touchent, il n’y a pas de preuve. Utilisez-le pour présenter le résultat des comparaisons de façon lisible.

Touchez le graphique pour voir les valeurs.

Boîte à moustaches par niveau

Boîte = 50 % central (Q1 à Q3), trait = médiane, × = moyenne, moustaches jusqu’à 1,5 × IQR ; les points isolés sont des données inhabituelles.

Comment lire : l’axe vertical est la réponse et chaque boîte, un niveau. Comparez la hauteur des boîtes (niveau) et leur taille (dispersion). L’ANOVA suppose des dispersions voisines : une boîte bien plus grande que les autres demande le test des variances et, peut-être, l’option Welch. Les points isolés doivent être vérifiés.

Touchez le graphique pour voir les valeurs.

Graphique des valeurs individuelles

Chaque mesure par niveau, avec les moyennes reliées entre niveaux.

Comment lire : chaque point est une mesure réelle et la ligne relie les moyennes des niveaux. Si les nuages de points ne se chevauchent presque pas, la différence se voit à l’œil nu ; s’ils se mélangent beaucoup, la différence de moyennes est petite face à la variation d’une pièce à l’autre, même si elle est significative.

Touchez le graphique pour voir les valeurs.

Test d’égalité des variances

Tests

Comment lire : chaque barre est l’intervalle de l’écart-type d’un niveau (corrigé par Bonferroni pour les comparaisons multiples). Des barres à la même hauteur qui se chevauchent = dispersions compatibles, l’ANOVA classique est valable. Un niveau avec une barre beaucoup plus haute est plus instable : analysez-le et utilisez Welch. Une valeur p de Levene < α confirme des dispersions différentes.

Graphiques des résidus (quatre en un)

Résidu = mesure − moyenne ajustée de son groupe. Ils servent à vérifier les hypothèses : normalité, variance constante et indépendance.

Droite de Henry (probabilité normale)

En fonction des ajustements

Histogramme

En fonction de l’ordre

Comment lire : les quatre panneaux vérifient si l’ANOVA est fiable. Probabilité normale : points sur la droite = résidus normaux. En fonction des ajustements : bande de largeur constante autour de zéro = variances égales ; forme d’entonnoir = non. Histogramme : forme en cloche. En fonction de l’ordre : points sans tendance ni cycles = mesures indépendantes ; une dérive dans le temps est un signal d’alerte.

Étape suivante

Reportez les résultats de cette page dans un autre calculateur, avec les champs déjà remplis.

La note de calcul réunit les entrées, résultats, équations, hypothèses et références de cette page, avec des champs pour le projet, le responsable et la révision. Le rapport complet comprend aussi les graphiques et les interprétations, en couleur. Dans la fenêtre d’impression, choisissez Enregistrer au format PDF.

Méthode, hypothèses et références

Équations utilisées

SC totale = Σ(yᵢ − ȳ)² ; SC facteur = Σ nⱼ(ȳⱼ − ȳ)² ; SC erreur = Σ(yᵢ − ȳⱼ)² ; F = CM facteur ÷ CM erreur, avec CM = SC ÷ DL
S = √CM erreur ; R² = 1 − SC erreur/SC totale ; R²(aj) = 1 − CM erreur/(SC totale/(N − 1)) ; R²(prév) = 1 − PRESS/SC totale, PRESS = Σ[eᵢ/(1 − hᵢ)]²
Modèle linéaire général : y = Xβ + ε avec facteurs codés (−1 ; 0 ; +1) ; SC séquentielle (type I) et ajustée (type III, en retirant chaque terme du modèle complet)
Welch : F* = [Σwⱼ(ȳⱼ − ȳw)²/(k − 1)] ÷ [1 + 2(k − 2)/(k² − 1)·Σ(1 − wⱼ/W)²/(nⱼ − 1)], wⱼ = nⱼ/sⱼ²
Tukey-Kramer : ȳᵢ − ȳⱼ ± q(1 − α ; k ; DL erreur)/√2 · S·√(1/nᵢ + 1/nⱼ) ; Fisher : ± t(1 − α/2 ; DL)·ET ; Dunnett : ± d·ET (t multivarié) ; Games-Howell : ET et DL de Welch par paire
Levene (Brown-Forsythe) : ANOVA de |yᵢ − médianeⱼ| ; Bartlett : T = [(N − k)ln s²p − Σ(nⱼ − 1)ln sⱼ²]/C ; IC de Bonferroni de l’écart-type : s·√((n − 1)/χ²), avec α/k

Hypothèses et limites

  • Observations indépendantes, prises dans un ordre aléatoire entre les niveaux ; résidus approximativement normaux (avec 15 ou plus par niveau, l’ANOVA tolère des écarts modérés).
  • Facteurs fixes (les niveaux étudiés sont ceux qui intéressent). Pour des facteurs aléatoires (composantes de la variance), utilisez l’étude R&R ou un modèle mixte.
  • La puissance de la carte utilise le test F avec l’écart-type groupé (approximation) ; l’Assistant de référence utilise Welch. Hsu MCB et Games-Howell uniquement dans le modèle à un facteur.

Normes et documents techniques

  • Montgomery, D. C. Design and Analysis of Experiments, 10th ed. Wiley, 2019 (chap. 3, 5 et 15)
  • Hsu, J. C. Multiple Comparisons: Theory and Methods. Chapman & Hall, 1996
  • Dunnett, C. W. A multiple comparison procedure for comparing several treatments with a control. JASA 50:1096–1121, 1955
  • Welch, B. L. On the comparison of several mean values: an alternative approach. Biometrika 38:330–336, 1951
  • Brown, M. B.; Forsythe, A. B. Robust tests for the equality of variances. JASA 69:364–367, 1974
  • Hochberg, Y.; Weiss, G.; Hart, S. On graphical procedures for multiple comparisons. JASA 77:767–772, 1982
  • ISO 3534-3:2013 Statistics — Vocabulary and symbols — Part 3: Design of experiments
  • NIST/SEMATECH e-Handbook of Statistical Methods, sections 7.4 et 5.3

Réglementation applicable

  • Consultez la réglementation en vigueur dans votre pays en matière de santé et sécurité au travail, d’équipements sous pression, d’installations électriques et d’environnement applicable à cette installation.

Questions fréquentes

Quand utiliser l’ANOVA plutôt que le test t ?

Le test t compare deux moyennes. Avec trois niveaux ou plus (par exemple, quatre fournisseurs), faire plusieurs tests t augmente la probabilité d’une fausse alarme : avec six paires à 5 % chacune, la probabilité d’au moins une erreur dépasse 25 %. L’ANOVA les teste toutes à la fois et les comparaisons de Tukey maîtrisent cette erreur.

Comment lire la valeur p du tableau d’ANOVA ?

C’est la probabilité d’obtenir des différences aussi grandes que celles observées si, en réalité, toutes les moyennes étaient égales. Dans l’exemple des fournisseurs, p < 0,001 : il est très improbable que la différence soit due au hasard. Avec p ≥ 0,05, on ne peut pas affirmer qu’il y a une différence, ce qui ne prouve pas que les moyennes sont égales.

Quelle comparaison choisir : Tukey, Fisher, Dunnett ou Hsu ?

Tukey compare toutes les paires et c’est le choix par défaut. Dunnett compare chaque niveau à un témoin (le fournisseur actuel) et il est plus sensible quand seule cette question compte. Hsu MCB identifie quel niveau peut être le meilleur. Fisher ne corrige pas pour le nombre de paires et ne sert qu’au criblage.

Que faire si les variances sont différentes ?

Choisissez « Supposer des variances égales : Non ». Le calculateur utilise alors le test de Welch et les comparaisons de Games-Howell, qui n’exigent pas des dispersions égales. Un niveau beaucoup plus dispersé est déjà un constat qualité : il donnera plus de pièces hors tolérance même si sa moyenne est correcte.

Combien de mesures faut-il par niveau ?

Pour que l’ANOVA soit robuste aux données non normales, 15 ou plus par niveau (20 avec 10 à 12 niveaux), critère de l’Assistant utilisé dans la carte de vérification. Pour détecter une petite différence, indiquez la différence qui compte : la carte montre la puissance et le nombre de mesures nécessaires pour 80 % et 90 %.

Qu’est-ce que l’interaction et comment la voir sur le graphique ?

Il y a interaction quand l’effet d’un facteur change selon le niveau de l’autre. Dans l’exemple de la rugosité, si augmenter l’avance dégradait beaucoup plus l’état de surface à une vitesse qu’à une autre, les lignes du graphique d’interaction s’écarteraient ou se croiseraient. Des lignes parallèles indiquent que les effets s’additionnent simplement.

Pourquoi la SC séquentielle diffère-t-elle de la SC ajustée ?

Avec des données déséquilibrées (niveaux avec des nombres de mesures différents), les facteurs sont en partie confondus. La SC séquentielle dépend de l’ordre d’entrée des termes ; la SC ajustée mesure chaque terme après tous les autres et c’est elle qu’utilise le test F. Avec des données équilibrées, les deux coïncident.