Cet article est une traduction de l’article initialement paru sous la référence :
Ronald L. Wasserstein & Nicole A. Lazar (2016) The ASA’s Statement on p-Values: Context, Process, and Purpose, The American Statistician, 70:2, 129-133, DOI: 10.1080/00031305.2016.1154108 ;
Lien : https://doi.org/10.1080/00031305.2016.1154108W
La publication de cette traduction est autorisée par l’éditeur (Taylor & Francis ; http://www.tandfonline.com) et par M. Ronald L. Wasserstein, Directeur exécutif de la Société Américaine de Statistique (American Statistical Association), sans que ceci implique une quelconque responsabilité de leur part dans cette traduction. Tous les droits sur l’article initial et cette traduction restent réservés.
Déclaration de l’ASA sur les valeurs-p : contexte, processus et objectif
En février 2014, George Cobb, professeur émérite de mathématiques et statistiques au Mount Holyoke College, a posé ces questions dans un forum de discussion de l’ASA :
Q: Pourquoi autant de cursus d’enseignement supérieur enseignent-ils p = 0,05 ?
R: Parce que c’est toujours ce que la communauté scientifique et les éditeurs pratiquent.
Q: Pourquoi tant de personnes utilisent-elles encore p = 0,05 ?
R: Parce que c’est ce qu’on leur a appris dans l’enseignement supérieur.
La préoccupation de Cobb portait sur une persistante et inquiétante référence circulaire dans la sociologie de la science concernant l’utilisation de règles binaires, telle que ‘p < 0.05’ : "Nous l’enseignons parce que c’est ce que nous faisons. Nous le faisons parce que c’est ce que nous enseignons.". Cette préoccupation a été portée à l’attention du Comité de Direction de l’ASA.
Le Comité de Direction de l’ASA a également été motivé par des discussions très visibles au cours de ces dernières années. Par exemple, ScienceNews (Siegfried 2010) a écrit : "C’est le secret le plus honteux de la science : la ‘méthode scientifique’ de test d’hypothèses par l’analyse statistique repose sur de fragiles fondations". Un article de novembre 2013 dans Phys.org Science News Wire (2013) a cité «de nombreuses failles profondes» dans les tests de signification d’hypothèse nulle. Un article de ScienceNews (Siegfried 2014) du 7 février 2014, contenait : "Les techniques statistiques de test d’hypothèses… ont plus de failles que la politique de confidentialité de Facebook.”. Une semaine plus tard, Jeff Leek, statisticien et blogueur du site ‘Simply Statistics’ a répondu. "Le problème n’est pas que les gens utilisent mal la p-valeur, a écrit Leek, c’est que la grande majorité des analyses de données n’est pas effectuée par des personnes correctement formées à faire de l’analyse de données." (Leek 2014). La même semaine,la statisticienne et écrivain scientifique Regina Nuzzo a publié un article dans Nature intitulé ‘Scientific Method: Statistical Errors’ (Nuzzo 2014). Cet article est maintenant parmi les articles les plus consultés de Nature, selon altmetric.com (http://www.altmetric.com/details/2115792#score).
Bien entendu, il ne s’agissait pas simplement de répondre à quelques articles parus. La communauté statisticienne était profondément préoccupée par les questions de reproductibilité et de replicabilité des conclusions scientifiques. Sans entrer dans les définitions et les distinctions de ces termes, nous observons que beaucoup de confusion et même de doute sur la validité de la science apparaissent. Un tel doute peut conduire à des choix radicaux, tels celui des rédacteurs de Basic and Applied Social Psychology, qui ont décidé d’interdire les valeurs-p (test de signification de l’hypothèse nulle) (Trafimow et Marks 2015). L’incompréhension ou l’utilisation abusive de l’inférence statistique n’est qu’une des causes de la «crise de reproductibilité» (Peng 2015), mais pour notre communauté, elle est importante.
Lorsque le Comité de Direction de l’ASA a décidé de relever le défi d’élaborer un énoncé de principe sur les valeurs-p et la signification statistique, il ne l’a pas fait à la légère. L’ASA n’avait encore jamais pris position sur des questions spécifiques concernant la pratique statistique. Le plus approchant qu’ai fait auparavant la Société était une déclaration sur l’utilisation de modèles à valeur ajoutée (VAM) pour l’évaluation de l’éducation (Morganstein et Wasserstein 2014) et une déclaration sur la limitation des risque pour les audits post-électoraux (American Statistical Association 2010). Cependant, il s’agissait de déclarations concernant effectivement des politiques. La déclaration sur les VAM traitait une question clé de la politique éducative, reconnaissant la complexité des questions en jeu, citant les limites des VAM en tant que modèles effectifs de performance, et demandant instamment qu’ils soient développés et interprétés avec la participation de statisticiens. La déclaration sur l’audit électoral répondait également à un problème majeur mais spécifique de politique (élections proches en 2008), et énonçait que les audits électoraux basés sur les statistiques devraient devenir une partie intégrante du processus électoral.
En revanche, le Comité a envisagé que la déclaration de l’ASA sur les valeurs-p et la signification statistique éclairerait un aspect de notre domaine qui est trop souvent mal compris et mal utilisé dans la communauté de la recherche au sens large et, ce faisant, rendrait service à cette communauté. Le public visé serait les chercheurs, praticiens et rédacteurs scientifiques qui ne sont pas originellement statisticiens. Cette déclaration devrait donc être très différente de tout ce qui avait déjà été tenté.
Le Conseil a chargé Wasserstein de constituer un groupe d’experts représentant une large variété de points de vue. Au nom du Comité, il a contacté plus de deux douzaines de telles personnes, toutes déclarant qu’elles seraient heureuses de participer. Plusieurs exprimèrent des doutes quant à la possibilité de parvenir à un accord, mais confirmèrent que s’il y avait une discussion, ils voulaient en être.
Durant plusieurs mois, les membres du groupe ont discuté du format que la déclaration devrait avoir, ont tenté de mieux identifier concrètement la cible de la déclaration, et ont commencé à trouver des points d’accord. Cela s’est avéré être relativement facile, mais il fut tout aussi facile de trouver de forts points de désaccord.
Le temps vint enfin pour le groupe de siéger pour débattre de ces points, et donc en octobre 2015, 20 membres du groupe se réunirent au bureau de l’ASA à Alexandria, en Virginie. Les 2 jours de réunion furent animés par Regina Nuzzo et à la fin de la réunion, un bon nombre des points autour desquels la déclaration pourrait être bâtie avaient été développés.
Les trois mois suivants virent plusieurs ébauches de la déclaration être examinées par les membres du groupe, par les membres du Comité (dans une longue discussion lors de la réunion du Comité de Direction de l’ASA de novembre 2015), et par des membres du public cible. Finalement, le 29 janvier 2016, le Comité exécutif de l’ASA approuvait la déclaration.
Le processus de développement de la déclaration fut plus long et controversé que prévu. Par exemple, il y eut beaucoup de discussions sur la meilleure façon d’aborder la question des comparaisons multiples potentielles (Gelman et Loken 2014). Nous avons débattu longuement des problèmes derrière les mots "une p-valeur proche de 0,05 prise isolément n’est qu’une faible preuve contre l’hypothèse nulle" (Johnson 2013). Il y avait des points de vue divergents sur la façon de caractériser diverses alternatives à la valeur-p et jusqu’à quel niveau de détails les aborder. Pour garder la déclaration raisonnablement simple, nous n’avons pas traité des hypothèses alternatives, des types d’erreur, ou de puissance (entre autres choses), et tout le monde n’était pas d’accord avec cette approche.
À l’approche de la fin du processus d’élaboration de la déclaration, Wasserstein a contacté Lazar et lui a demandé si la déclaration convenait pour une publication dans The American Statistician (TAS). Après réflexion, Lazar a estimé que TAS serait une bonne plate-forme pour atteindre un lectorat statisticien étendu. Nous avons tous convenu que l’ajout d’une discussion en ligne augmenterait le niveau d’intérêt pour l’audience de TAS, donnant l’occasion de refléter les controverses susmentionnées.
À cette fin, un groupe de participants a été contacté pour fournir ses commentaires sur la déclaration. Vous pouvez lire leurs déclarations dans le supplément en ligne, et un guide de ces déclarations apparaît à la fin de cet éditorial. Nous remercions Naomi Altman, Douglas Altman, Daniel J. Benjamin, Yoav Benjamini, Jim Berger, Don Berry, John Carlin, George Cobb, Andrew Gelman, Steve Goodman, Sander Groenland, John Ioannidis, Joseph Horowitz, Valen Johnson, Michael Lavine, Michael Lew, Rod Little, Deborah Mayo, Michele Millar, Charles Poole, Ken Rothman, Stephen Senn, Dalene Stangl, Philip Stark et Steve Ziliak pour avoir partagé leurs perspectives éclairées.
Une mention spéciale à l’article ci-dessous, qui est une contribution significative à la littérature sur les valeurs-p et la signification statistique.
Groenland, S., Senn, SJ, Rothman, KJ, Carlin, JB, Poole, C., Goodman, S.N. et Altman, D.G. : "Statistical Tests, P-values, Confidence Intervals, and Power: A Guide to Misinterpretations"
Bien qu’il y ait eu des désaccords sur ce que la déclaration devrait dire exactement, il y a eu un large consensus sur le fait que l’ASA devait s’exprimer sur ces sujets.
Soyons clairs. Rien dans cette déclaration de l’ ASA n’est nouveau. Les statisticiens et d’autres ont sonné vainement l’alarme sur ces questions depuis des décennies. Nous espérions qu’une déclaration de la plus grande association professionnelle de statisticiens au monde renouvellerait la discussion et susciterait une attention forte et nouvelle afin de modifier les pratiques scientifiques concernant l’utilisation de l’inférence statistique.
Guide de la documentation supplémentaire en ligne de la Déclaration de l’ASA sur les valeurs-p et la signification statistique
Beaucoup de participants à la rédaction de la déclaration de l’ASA ont contribué en commentant la déclaration ou des points connexes. Leurs commentaires sont publiés en tant que suppléments en ligne à la déclaration. Nous fournissons ici une liste des articles supplémentaires.
Eléments supplémentaires à la déclaration de l’ASA sur les valeurs-p et la signification statistique
Altman,Naomi: Ideas from multiple testing of high dimensional data provide insights about reproducibility and false discovery rates of hypothesis supported by p-values
Benjamin, Daniel J, and Berger, James O: A simple alternative to p-values
Benjamini, Yoav: It’s not the p-values’ fault
Berry, Donald A: P-values are not what they’re cracked up to be
Carlin, John B: Comment: Is reform possible without a paradigm shift?
Cobb, George: ASA statement on p-values: Two consequences we can hope for
Gelman, Andrew: The problems with p-values are not just with p-values
Goodman, Steven N: The next questions:Who,what,when, where, and why?
Greenland, Sander: The ASA guidelines and null bias in current teaching and practice
Ioannidis, John P.A.: Fit-for-purpose inferential methods: abandoning/changing P-values versus abandoning/ changing research
Johnson, Valen E.: Comments on the “ASA Statement on Statistical Significance and P-values" and marginally significant p-values
Lavine, Michael, and Horowitz, Joseph: Comment
Lew, Michael J: Three inferential questions, two types of P-value
Little, Roderick J: Discussion
Mayo, Deborah G: Don’t throw out the error control baby with the bad statistics bathwater
Millar,Michele: ASA statement on p-values: some implications for education
Rothman, Kenneth J: Disengaging from statistical significance
Senn, Stephen: Are P-Values the Problem?
Stangl, Dalene: Comment
Stark, P.B.: The value of p-values
Ziliak, Stephen T: The significance of the ASA statement on statistical significance and p-values
Références
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Ronald L.Wasserstein and Nicole A. Lazar
ron@amstat.org
American Statistical Association, 732 NorthWashington Street,
Alexandria, VA 22314-1943.
Déclaration de l’ASA sur la signification statistique et les valeurs p
1. Introduction
L’usage accrue des méthodes quantitatives dans la recherche scientifique et la prolifération ces dernières années de jeux de données étendus et complexes ont élargi le domaine d’application des méthodes statistiques. Ceci a créé de nouvelles voies pour le progrès scientifique, mais a aussi suscité des inquiétudes sur les conclusions tirées des données issues de la recherche. La validité des conclusions scientifiques, y incluant leur reproductibilité, dépend de plus que des méthodes statistiques en elles-mêmes. Des techniques convenablement choisies, des analyses correctement menées, une interprétation correcte des résultats statistiques avec une présentation adéquate de l’incertitude qui les entoure jouent aussi un rôle majeur pour garantir des conclusions fiables.
A la base de nombreuses conclusions scientifiques publiées se trouve le concept de «signification statistique», généralement évaluée par un indice appelé la valeur-p. Bien que la valeur-p soit une mesure statistique utile, elle est couramment mal utilisée et mal interprétée. Cela a conduit des revues scientifiques à décourager l’utilisation des valeurs-p, et certains scientifiques et statisticiens à recommander leur abandon, avec des arguments inchangés pour l’essentiel depuis l’introduction des valeurs-p.
Dans ce contexte, la Société américaine de statistique (American Statistical Association (ASA)) estime que la communauté scientifique pourrait bénéficier d’une déclaration formelle clarifiant plusieurs principes largement acceptés, sous-jacents à l’utilisation et à l’interprétation correctes de la valeur-p. Les questions qui y sont abordées affectent non seulement la recherche, mais aussi le financement de la recherche, les pratiques éditoriales, l’avancement de carrière, l’éducation scientifique, les politiques publiques, le journalisme et le Droit. Cette déclaration ne cherche pas à résoudre tous les problèmes liés aux bonnes pratiques statistiques, ni à régler les controverses fondamentales. Cette déclaration énonce plutôt en termes non techniques une sélection de principes qui pourraient améliorer la réalisation ou l’interprétation des analyses quantitatives, selon un large consensus de la communauté statisticienne.
2. Qu’est-ce qu’une p-valeur ?
De manière informelle, une valeur-p est la probabilité, pour un modèle statistique spécifié, qu’une valeur statistique pour des données (par exemple, la différence des moyennes empiriques entre deux échantillons) soit égale ou plus extrême que la valeur observée.
3. principes
- Les valeurs-p peuvent indiquer dans quelle mesure les données sont incompatibles avec un modèle statistique spécifié.
Une valeur-p fournit une approche pour résumer l’incompatibilité entre un jeu particulier de données et un modèle proposé pour ces données. Le contexte le plus courant est un modèle, construit sur un ensemble de suppositions, et ce qui est appelée "l’hypothèse nulle". Souvent l’hypothèse nulle suppose l’absence d’effet, par exemple l’absence de différence entre deux groupes, ou l’absence d’une relation entre un facteur et un résultat. Plus la valeur-p est petite, plus les données sont statistiquement incompatibles avec l’hypothèse nulle, si les suppositions établies pour calculer la valeur-p sont valables. Cette incompatibilité peut être interprétée comme rendant douteuse, ou fournissant des preuves contre, l’hypothèse nulle ou les suppositions retenues.
- Les valeurs-p ne mesurent pas la probabilité que l’hypothèse étudiée soit vraie, ou la probabilité que les données soient uniquement le fruit du hasard.
Les chercheurs souhaitent souvent transformer une valeur-p en constat sur la réalité de l’hypothèse nulle, ou sur la probabilité que le hasard ait produit les données observées. La valeur-p n’est rien de cela. C’est un constat sur les données par rapport à une hypothèse explicative spécifiée, pas un constat sur l’explication elle-même.
- les conclusions scientifiques et les décisions commerciales ou politiques ne devraient pas être basées uniquement sur le fait qu’une valeur-p ait franchi un seuil déterminé.
Les pratiques qui ramènent l’analyse de données ou l’inférence scientifique à l’application mécanique de règles binaires ( telle que "p<0.05" ) pour justifier des affirmations scientifiques ou des conclusions peuvent mener à des convictions erronées ou de mauvaises prises de décisions. Une conclusion ne devient pas immédiatement "vraie" d’un coté de la démarcation et "fausse" de l’autre. Les chercheurs devraient aussi mettre en balance divers facteurs contextuels pour déduire des inférences scientifiques, y incluant la conception de l’étude, la qualité des mesures, les preuves externes pour le phénomène étudié et la validité des présupposés qui sous-tendent l’analyse des données. Des considérations pragmatiques requièrent souvent des décisions binaires, de type "oui ou non", mais cela ne signifie pas que les valeurs-p à elles seules peuvent assurer que la décision est correcte ou non. L’usage généralisé de la "signification statistique" (généralement interprétée comme "p<0.05") comme permettant d’établir une découverte scientifique (ou un fait avéré) mène à d’importante distorsion du processus scientifique.
- Une inférence correcte nécessite un rapport complet et de la transparence
Les valeurs-p et les analyses associées ne doivent pas être présentées sélectivement. Effectuer plusieurs analyses des données en ne présentant que celles avec certaines p-valeurs (typiquement celles qui passent un seuil de signification) rendent les p-valeurs présentées essentiellement ininterprétables.
Le tri sélectif des résultats, également connus sous des termes tels que tripatouillage de données, chasse à la signification, quête de signification, inférence sélective et «p-hacking», conduit à un excès trompeur de résultats statistiquement significatifs dans les publications et devrait être soigneusement évité. Il n’est pas formellement nécessaire de procéder à plusieurs tests statistiques pour que ce problème se pose : chaque fois qu’un chercheur choisit ce qu’il va présenter sur la base des résultats statistiques, l’interprétation valable de ces résultats est gravement compromise si le lecteur n’est pas informé de ce choix et des raisons de celui-ci. Les chercheurs devraient présenter le nombre d’hypothèses explorées au cours de l’étude, toutes les décisions prises lors de la collectes de données, toutes les analyses statistiques menées et toutes les valeurs-p calculées. On ne peut pas tirer de conclusions scientifiques valables à partir des valeurs-p et des statistiques associées sans au moins savoir combien et quelles analyses ont été effectuées, et comment ces analyses (y compris les valeurs-p) ont été sélectionnées pour être présentées.
- Une valeur-p ou une signification statistique ne mesure pas la taille d’un effet ou l’importance d’un résultat.
Etre statistiquement significatif n’est pas équivalent à être significatif au sens scientifique, humain ou économique. Des valeurs-p plus faibles n’impliquent pas nécessairement la présence d’effets plus grands ou plus importants, et des valeurs p-plus grandes n’impliquent pas une absence d’importance ou même une absence d’effet. N’importe quel effet, aussi ténu soit il, peut produire une valeur-p faible si la taille de l’échantillon ou la précision des mesures est assez grande, et des effets importants peuvent fournir des valeurs-p peu impressionnantes si la taille de l’échantillon est petite ou si les mesures sont imprécises. De même, des effets identiques estimés auront des valeurs-p différentes si la précision des estimations diffère.
- En soi, une valeur-p ne fournit pas une bonne mesure de la preuve d’un modèle ou d’une hypothèse.
Les chercheurs devraient reconnaître qu’une valeur-p, sans le contexte ou d’autres éléments de preuve, ne fournit que des informations limitées. Par exemple, une valeur-p proche de 0,05 prise isolément n’offre qu’une faible évidence contre l’hypothèse nulle. De même, une valeur-p relativement grande n’implique pas une preuve en faveur de l’hypothèse nulle ; beaucoup d’autres hypothèses peuvent être tout autant voire plus cohérentes avec les données observées. Pour ces raisons, l’analyse des données ne doit pas se limiter au calcul d’une valeur-p lorsque d’autres approches sont appropriées et faisables.
4. Autres approches
Compte tenu des usages abusifs et des idées fausses concernant les valeurs-p, certains statisticiens préfèrent compléter ou même remplacer les valeurs-p par d’autres approches. Ceci inclut des méthodes qui mettent en avant l’estimation par rapport aux tests, tels que les intervalles de confiance, la vraisemblance, ou les intervalles de prévision ; les méthodes bayésiennes ; des mesures alternatives de la preuve, telles que les rapports de vraisemblance, les facteurs de Bayes ; et d’autres approches, telles que la modélisation de la décision et les taux de fausses découvertes. Toutes ces mesures et approches reposent sur des hypothèses supplémentaires, mais elles peuvent plus directement traiter la taille d’un effet (et son incertitude associée) ou la validité de l’hypothèse.
5. Conclusion
La bonne pratique statistique, en tant que composante essentielle de la bonne pratique scientifique met en avant les principes de bonne conception et réalisation des études, une variété de descriptions graphiques et numériques des données, la compréhension du phénomène étudié, l’interprétation contextualisée des résultats, une présentation exhaustive et une bonne compréhension logique et quantitative de ce que signifient les valeurs statistiques. Aucun chiffre isolé ne peut se substituer au raisonnement scientifique.
Remerciements
Le Comité de Direction de l’ASA remercie les personnes suivantes pour avoir partagé leurs expertises et leurs points de vue pour l’élaboration de cette déclaration. La déclaration ne reflète pas nécessairement le point de vue de toutes ces personnes, et, en fait, certains ont des points de vue opposés à tout ou partie de la déclaration. Néanmoins, nous sommes profondément reconnaissants pour leurs contributions. Naomi Altman, Jim Berger, Yoav Benjamini, Don Berry, Brad Carlin, John Carlin, George Cobb, Marie Davidian, Steve Fienberg, Andrew Gelman, Steve Goodman, Sander Groenland, Guido Imbens, John Ioannidis, Valen Johnson, Michael Lavine, Michael Lew, Rod Little, Deborah Mayo, Chuck McCulloch, Michele Millar, Sally Morton, Regina Nuzzo, Hilary Parker, Kenneth Rothman, Don Rubin, Stephen Senn, Uri Simonsohn, Dalene Stangl, Philip Stark, Steve Ziliak.
Edité par Ronald L.Wasserstein, directeur exécutif Au nom du Comité de Direction de la Société Américaine de Statistique
Une courte liste de références concernant les valeurs-p et la signification statistique :
liste :
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