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Test de Student sur mesures répétées (paired t-test)

Introduction

Le test t de Student sur mesures répétées est un test paramétrique permettant de déterminer s'il existe une différence significative entre deux mesures d'un même échantillon dans le temps.

Pour des explications plus détaillées, n'hésitez pas à consulter mes notes de première année.

1 VI intra-sujet à deux modalités

Conditions d'application

Conditions d'application

Pour pouvoir être appliqué, ce test nécessite que les échantillons soient issus de distributions normales.

Pour vérifier si les distributions sont normales, nous devons utiliser un test de Shapiro-Wilk:

Syntaxe R
# Soit T1 les scores de la première mesure et T2 ceux de la seconde
shapiro.test(data$T1)
shapiro.test(data$T2)

Exécution du test

Syntaxe R
# Soit T1 les scores de la première mesure et T2 ceux de la seconde
t.test(data$T1, data$T2, paired=TRUE)

Taille d'effet

Pour mesurer la taille de l'effet, nous devons utiliser le coefficient d de Cohen:

Syntaxe R
# Soit T1 les scores de la première mesure et T2 ceux de la seconde
diff <- data$T1 - data$T2
d <- mean(diff) / sd(diff)

Exemple

Voici nos données et notre fichier d'analyse:

Fichiers
paired-t-test.csv
paired-t-test.R

Commençons par importer nos données:

Importation des données
df <- read.csv("paired-t-test.csv")

Nous pouvons maintenant visualiser nos données dans un diagramme en boîtes à moustache:

Diagramme en boîtes à moustache
boxplot(
    df$T1, df$T2,
    xlab="Temps", ylab="Score",
    main="Paired t-test",
    col="steelblue"
)

Représentation graphique de nos données

Vérifions maintenant les conditions d'application, tout d'abord la normalité des distributions:

Test de normalité de Shapiro-Wilk
shapiro.test(df$T1)
shapiro.test(df$T2)
W p
T1 0.99369 0.9259
T2 0.99225 0.8394

Nous pouvons donc conclure que les deux mesures sont distribuées normalement.

Puisque les conditions d'applications sont satisfaites, nous pouvons réaliser un t-test dépendant:

Test t de Student sur mesures pairées
t.test(df$T1, df$T2, paired=TRUE)
t df p
-94.679 99 < 2.2e-16 ***

Nous pouvons donc conclure qu'il existe une différence significative entre les mesures. Il ne reste maintenant plus qu'à calculer la taille d'effet. Pour cela, nous utilisons le d de Cohen:

d de Cohen
diff <- df$T1 - df$T2
d <- mean(diff) / sd(diff)
d
d
-9.467894

La taille d'effet est grande. Nous concluons donc qu'il existe une grande différence significative entre les deux mesures (t(99) = -94.68, p<.001, d = -9.47).