Qu’est-ce qu’une conception à parcelles divisées ? (Explication & #038; Exemple)

Un plan en parcelles divisées est un plan expérimental dans lequel les chercheurs souhaitent étudier deux facteurs dans lesquels :

• L’un des facteurs est « facile » à changer ou à varier.
• L’un des facteurs est « difficile » à changer ou à varier.

Ce type de conception a été développé en 1925 par le mathématicien Ronald Fisher pour être utilisé dans des expériences agricoles.

Pour illustrer l’idée de la conception en parcelles divisées, prenons un exemple dans lequel les chercheurs souhaitent étudier les effets de deux méthodes d’irrigation (facteur A) et de deux engrais (facteur B) sur le rendement des cultures.

Dans cet exemple particulier, il n’est pas possible d’appliquer différentes méthodes d’irrigation à des zones plus petites qu’un champ, mais il est possible d’appliquer différents engrais à de petites zones.

Ainsi, si nous avons quatre champs, nous pouvons attribuer aléatoirement une des méthodes d’irrigation (nous les appellerons A ₁ et A ₂ ) à chaque champ :

Ensuite, nous pouvons diviser chaque champ en deux et attribuer au hasard un engrais (nous les appellerons B ₁ et B ₂ ) à chaque moitié :

Dans cet exemple, nous avons 4 parcelles « entières » et dans chaque parcelle entière, nous avons 2 parcelles « divisées ».

Avantages des conceptions à parcelles divisées

Les plans en parcelles divisées présentent deux avantages par rapport aux plans complètement aléatoires :

1. Coût

Étant donné qu’il n’est pas nécessaire de modifier l’un des facteurs d’un plan de parcelles divisées pour chaque parcelle divisée, cela signifie que ce type de plan a tendance à être moins coûteux à réaliser en pratique.

2. Efficacité

Un plan en parcelles divisées conduit à une augmentation de la précision des estimations pour tous les effets des facteurs, à l’exception des effets principaux de la parcelle entière.

Exemples de conceptions à parcelles divisées dans la vie réelle

Les plans en parcelles divisées sont souvent utilisés dans le secteur manufacturier car certaines variables sont souvent produites en grandes quantités et il est donc logique de réaliser un plan en parcelles divisées pour réduire le coût de réalisation d’une expérience.

Voici quelques exemples de conceptions en parcelles divisées dans des scénarios réels :

Exemple 1 : Pâtisserie

Un fabricant d’aliments emballés peut être intéressé à identifier la formulation optimale du mélange à gâteau. Étant donné que les préparations à gâteaux sont préparées en lots massifs, il n’est pas possible de modifier la combinaison des ingrédients.

Ainsi, les ingrédients agissent comme des facteurs de parcelle « entiers » et d’autres facteurs comme la température et le temps de cuisson sont utilisés comme facteurs de parcelle « divisés ».

Exemple 2 : automobiles

Un constructeur automobile peut être intéressé à trouver la combinaison moteur/carburant optimale. Étant donné que la fabrication des moteurs prend beaucoup de temps, ils peuvent décider de créer trois nouveaux moteurs et de tester trois carburants différents sur chaque moteur.

Dans ce scénario, le type de moteur est le facteur de parcelle « entier » difficile à modifier et les carburants sont le facteur de parcelle « divisé » facile à modifier.

Exemple 3 : Travail du bois

Un fabricant de bois souhaite trouver la combinaison optimale d’essences de bois et de températures pour produire le bois le plus durable. Étant donné que l’acquisition du type de bois peut prendre beaucoup de temps, ils peuvent appliquer trois températures différentes à deux types de bois différents.

Dans ce scénario, le type de bois est le facteur de parcelle « entier » difficile à modifier et la température est le facteur de parcelle « divisé » facile à modifier.

Ressources additionnelles

Randomisation de blocs permutés
Conception de paires assorties
Conception prétest-posttest