9.4.1 Projet de plan d’expériences

À ce stade, vous devriez vous sentir suffisamment en confiance pour entreprendre votre propre projet de plan d’expériences! Cet exercice s’appuiera sur tout ce qui a été exposé dans ce guide, des tests d’hypothèses jusqu’à la régression, en passant par le plan d’expériences.

Il est fortement recommandé de consulter les fichiers du Jupyter Notebook sur le plan d’expériences. On les retrouve dans le chapitre « How do I do X in Python? ». Les fichiers « Full Factorial Example » et « Standard Error & Replicates » s’avéreront particulièrement utiles.

Projet de plan d’expériences

Ce mini projet de plan d’expériences permet de se familiariser avec la planification d’expériences de manière concrète.

Ce projet est relativement court et ne nécessite pas une élaboration poussée. Vous ne disposez que de quelques semaines pour planifier vos expériences, les réaliser et analyser les données. Nous proposons quelques suggestions ci-dessous, mais vous pouvez choisir ce que vous voulez : l’optimisation d’une recette ou d’un dessert favori, un hobby, un sport, etc.

L’objectif visé consiste à découvrir l’importance des thèmes suivants dans le projet de plan d’expérience. Une fois le système à l’étude choisi, certaines questions se poseront :

• Quelles variables devront être utilisées?
• Quelle étendue ces variables doivent-elles couvrir?
• Comment mesure-t-on ces variables (en particulier la variable de réponse y)?
• Quelle autre variabilité trouve-t-on dans le système? Peut-on la mesurer et la contrôler?
• Quels types de plan expérimental (factoriel complet, factoriel fractionné) faut-il choisir? Quels sont les facteurs de confusion et les contraintes de manipulation?
• Combien d’expériences faut-il exécuter? Peut-on les répéter ou trouver des points de centrage? Comment randomiser les exécutions?

Voilà des questions difficiles à aborder dans un devoir ou un examen!

Thème du projet

Vous vous passionnez sans doute pour un passe-temps, la cuisine, le sport, un quelconque domaine de recherche, etc. Par conséquent trouver un système à étudier ne devrait pas poser de problème. Toutefois, certains systèmes sont trop complexes pour le temps alloué, et il vous faudra choisir un système plus simple. Vous trouverez ci-dessous quelques pistes de réflexion, mais n’hésitez pas à vous inspirer de tout ce qui vous intéresse ou de tout autre sujet qui suscite votre curiosité. Ne sélectionnez pas un projet uniquement pour sa simplicité; optez plutôt pour celui qui présente de solides perspectives en matière d’expérimentation.

Exemples de thèmes :

• rendement du maïs soufflé cuisiné sur la cuisinière ou au four micro-ondes
• hauteur de levée du pain
• efficacité énergétique et consommation de carburant d’une voiture
• durée de vol d’un avion en papier
• croissance des plantes
• hauteur du rebond d’une balle
• distance à laquelle on peut botter un ballon
• capacité d’absorption d’une serviette
• délai d’éclatement des bulles de savon

Quel que soit le thème choisi, il existe des lignes directrices générales à respecter :

• L’expérience à mener doit être reproductible et répétable.
• Évitez les effets liés au temps, comme l’apprentissage d’une langue à l’aide de différentes méthodes – ce qui a été appris ne peut pas être « désappris ».
• Les objectifs doivent être quantifiables – il faut éviter les résultats subjectifs comme le « goût ».
• Il est recommandé d’inclure à la fois des facteurs quantitatifs et qualitatifs, en fonction de l’expérience menée.