Votre design est le plus courant des mémoires expérimentaux : vous mesurez le même groupe à plusieurs reprises. Avant l’intervention, juste après, trois mois plus tard. Ou sur trois conditions que chaque participant a traversées.
Vous lancez l’ANOVA à mesures répétées sous SPSS, et le logiciel vous rend un tableau que vous n’attendiez pas : Test de sphéricité de Mauchly, avec un p à 0,003. Puis, juste en dessous, un tableau des effets intra-sujets qui vous propose quatre lignes différentes pour le même effet — et quatre valeurs de p.
La question devient : laquelle est la vôtre ? C’est exactement ce que cet article résout.
Pourquoi ce test existe, et ce que « sphéricité » veut dire
Quand vous comparez des groupes indépendants, l’hypothèse à vérifier est l’égalité des variances entre groupes. Quand vous comparez des mesures répétées sur les mêmes individus, la question change de nature : vos mesures ne sont plus indépendantes, puisqu’un participant qui score haut au temps 1 scorera probablement haut au temps 2.
La sphéricité est la condition qui remplace l’homogénéité des variances dans ce contexte. Elle exige que les variances des différences entre chaque paire de mesures soient égales.
Prenez trois temps de mesure. Il existe trois différences possibles : T1−T2, T1−T3 et T2−T3. La sphéricité demande que ces trois différences soient aussi dispersées les unes que les autres. Or c’est souvent faux dans un design longitudinal, et pour une raison très intuitive : deux mesures rapprochées dans le temps se ressemblent beaucoup plus que deux mesures éloignées. La variance de T1−T2 est alors petite, celle de T1−T3 nettement plus grande, et la sphéricité tombe.
Ce que ça change concrètement : si la sphéricité est violée et que vous lisez quand même la ligne non corrigée, votre test F est trop libéral. Il produit des p-values artificiellement basses, et vous risquez de conclure à un effet qui n’existe pas.
La procédure sous SPSS, étape par étape
Premier obstacle : le format des données. En mesures répétées, chaque temps de mesure est une colonne séparée, et chaque participant occupe une seule ligne. C’est le format « large ». Si vos données sont empilées en format long — une ligne par mesure — vous devez les restructurer avant toute chose (Données → Restructurer).
- Analyse → Modèle linéaire général → Mesures répétées.
- Dans la première boîte, nommez votre facteur intra-sujets (par exemple temps) et indiquez son nombre de niveaux (3). Cliquez Ajouter, puis Définir.
- Faites correspondre vos colonnes aux niveaux, dans le bon ordre : la variable du temps 1 sur le niveau 1, et ainsi de suite. C’est l’erreur de manipulation la plus fréquente, et elle produit silencieusement des résultats faux.
- Bouton Options (ou Moyennes marginales estimées selon votre version) : déplacez votre facteur dans la zone d’affichage des moyennes, cochez Comparer les effets principaux et choisissez l’ajustement Bonferroni. Cochez aussi Statistiques descriptives et Estimations de la taille d’effet.
- Bouton Graphiques : placez le facteur en abscisse pour obtenir le profil des moyennes. C’est la figure que vous mettrez dans le mémoire.
Avant de lancer, un mot sur l’effectif. Un design à mesures répétées est plus puissant qu’un design à groupes indépendants, parce que chaque participant sert de témoin à lui-même et que la variabilité interindividuelle est neutralisée. Vous avez donc besoin de moins de participants — mais « moins » n’est pas « peu ». La procédure G*Power couvre ce cas précis via la famille Repeated measures, within factors, où la corrélation entre mesures est un paramètre d’entrée décisif.
Lire le tableau de Mauchly
SPSS produit un tableau Test de sphéricité de Mauchly qui contient deux informations utiles.
La colonne Sig. C’est le test lui-même. Ici, contrairement à la logique habituelle, un résultat non significatif est la bonne nouvelle : p > 0,05 signifie que la sphéricité est respectée et que vous pouvez lire la ligne non corrigée.
Les colonnes epsilon. À droite, SPSS affiche Greenhouse-Geisser et Huynh-Feldt. Ce sont des estimations du paramètre epsilon (ε), qui mesure l’ampleur de l’écart à la sphéricité. Un ε de 1 correspond à une sphéricité parfaite ; plus il descend, plus la violation est sévère. Ces valeurs sont plus informatives que le test lui-même, et voici pourquoi.
Le test de Mauchly a une faiblesse bien documentée : il dépend fortement de l’effectif. Sur un petit échantillon, il manque de puissance et ne détecte pas une violation réelle ; sur un grand échantillon, il devient significatif pour un écart trivial. Ne lui faites donc pas aveuglément confiance. Beaucoup de méthodologues recommandent aujourd’hui d’appliquer systématiquement une correction dès que le facteur compte plus de deux niveaux, sans même consulter Mauchly. C’est une position défendable et facile à justifier devant un jury : la correction n’est pénalisante que si la sphéricité était respectée, auquel cas ε vaut environ 1 et la correction ne change presque rien.
Greenhouse-Geisser ou Huynh-Feldt : la règle de décision
Le tableau Tests des effets intra-sujets vous propose quatre lignes : Sphéricité supposée, Greenhouse-Geisser, Huynh-Feldt et Borne inférieure. Le F est identique sur les quatre. Ce qui change, ce sont les degrés de liberté : chaque correction les multiplie par son epsilon, ce qui les réduit et rend le test plus conservateur.
La règle de décision généralement enseignée s’appuie sur l’epsilon de Greenhouse-Geisser :
- Mauchly non significatif (p > 0,05) → lisez Sphéricité supposée.
- Mauchly significatif et ε < 0,75 → la violation est marquée : retenez Greenhouse-Geisser, la correction la plus prudente.
- Mauchly significatif et ε > 0,75 → la violation est modérée : Huynh-Feldt est moins conservateur et préserve mieux votre puissance statistique.
La ligne Borne inférieure correspond au scénario le plus défavorable possible ; elle est trop pénalisante pour un usage courant et ne se rapporte pas dans un mémoire.
Comme pour tout seuil conventionnel, annoncez la règle que vous appliquez dans votre section méthodologie, avant d’avoir vu vos résultats. Choisir la correction après coup en fonction de celle qui rend l’effet significatif est une pratique qui se voit immédiatement.
Si l’effet est significatif : les comparaisons par paires
L’ANOVA vous dit qu’au moins deux temps de mesure diffèrent, pas lesquels. C’est le tableau des Comparaisons par paires, produit par l’option Bonferroni cochée plus haut, qui répond. L’ajustement de Bonferroni est indispensable : avec trois temps, vous faites trois comparaisons, et sans correction votre risque d’erreur de première espèce grimpe bien au-delà de 5 %.
Rapportez aussi l’eta carré partiel (η²p), que l’option de taille d’effet a fait apparaître. Les repères conventionnels pour cet indice sont 0,01 (petit), 0,06 (moyen) et 0,14 (grand).
Et si la normalité pose aussi problème ?
La sphéricité n’est pas la seule condition. L’ANOVA à mesures répétées suppose également une distribution normale des variables à chaque niveau du facteur — même si, comme pour toute ANOVA, elle est raisonnablement robuste à des écarts modérés dès que l’effectif dépasse la trentaine. Notre article sur le test de Shapiro-Wilk et l’interprétation de la normalité détaille ce diagnostic.
Si la non-normalité est franche, ou si votre variable est ordinale, ou si votre effectif est vraiment petit, le repli existe et il est propre : le test de Friedman, équivalent non paramétrique de l’ANOVA à mesures répétées. Vous perdez un peu de puissance et vous ne pouvez plus tester d’interaction, mais le test ne suppose plus ni normalité ni sphéricité. Pour deux mesures seulement, l’équivalent est le test de Wilcoxon pour échantillons appariés.
Rédiger le résultat dans le mémoire
Sphéricité respectée : « Le test de sphéricité de Mauchly n’est pas significatif, χ²(2) = 2,41, p = 0,300 ; l’hypothèse de sphéricité est donc retenue. L’ANOVA à mesures répétées révèle un effet significatif du temps sur le score d’anxiété, F(2, 88) = 14,62, p < 0,001, η²p = 0,25. »
Sphéricité violée, correction appliquée : « Le test de Mauchly indique une violation de l’hypothèse de sphéricité, χ²(2) = 11,84, p = 0,003 ; l’epsilon de Greenhouse-Geisser étant de 0,81, la correction de Huynh-Feldt a été appliquée conformément à la règle annoncée. L’effet du temps demeure significatif, F(1,74 ; 76,56) = 9,31, p < 0,001, η²p = 0,17. »
Comparaisons par paires : « Les comparaisons par paires ajustées selon Bonferroni montrent une baisse significative entre T1 et T2 (différence moyenne = 4,12 ; p < 0,001) et entre T1 et T3 (différence moyenne = 5,08 ; p < 0,001), tandis que l’écart entre T2 et T3 n’atteint pas le seuil (p = 0,214). L’effet apparaît donc immédiatement après l’intervention et se maintient à trois mois sans progression supplémentaire. »
Remarquez les degrés de liberté décimaux dans le deuxième exemple : F(1,74 ; 76,56). Ce ne sont pas des coquilles. Ce sont les degrés de liberté d’origine (2 et 88) multipliés par epsilon, et leur présence est précisément ce qui prouve à votre lecteur que la correction a bien été appliquée.
Les erreurs qui coûtent cher
- Lire la ligne « Sphéricité supposée » sans regarder Mauchly. L’erreur la plus fréquente, et elle gonfle votre taux de faux positifs.
- Assigner les colonnes dans le désordre lors de la définition des niveaux. SPSS ne proteste pas ; les résultats sont simplement faux.
- Traiter un design à mesures répétées comme des groupes indépendants. Comparer T1 et T2 avec un test t pour échantillons indépendants jette l’appariement à la poubelle et ruine la puissance du design. Sur le choix du plan lui-même, voyez notre guide du design expérimental.
- Oublier l’ajustement des comparaisons multiples. Trois tests t successifs sans correction, ce n’est plus un test à 5 %.
- Ignorer l’attrition. SPSS exclut par défaut tout participant ayant une donnée manquante à un seul temps de mesure. Un participant absent au suivi disparaît entièrement de l’analyse — vérifiez votre N effectif dans le tableau des descriptives, il est souvent plus bas que vous ne le croyez.
Transformer ces sorties en chapitre résultats
L’analyse prend dix minutes. Ce qui prend des jours, c’est d’en faire un texte : annoncer la règle de décision en méthodologie, la respecter en résultats, articuler l’effet principal avec les comparaisons par paires, et discuter ce que le maintien à trois mois signifie pour votre question de recherche.
Tesify travaille avec vous sur cette partie-là : organiser le chapitre, tenir une terminologie constante d’un bout à l’autre du mémoire, et rédiger les passages de justification à partir de vos propres choix d’analyse. Vos données restent les vôtres, et le texte est écrit à 100 % par vous.
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Questions fréquentes
Mon test de Mauchly est significatif : mon analyse est-elle invalide ?
Non, pas du tout. Une sphéricité violée ne remet pas en cause votre design ni votre analyse : elle vous impose seulement de lire une ligne corrigée plutôt que la ligne Sphéricité supposée. SPSS a déjà calculé ces corrections dans le même tableau. C’est une bifurcation de lecture, pas un échec.
Greenhouse-Geisser ou Huynh-Feldt : lequel choisir ?
La règle usuelle s’appuie sur l’epsilon de Greenhouse-Geisser : en dessous de 0,75, retenez Greenhouse-Geisser, plus conservateur ; au-dessus, Huynh-Feldt préserve mieux votre puissance. Si vous préférez une position simple et défendable, appliquez systématiquement Greenhouse-Geisser dès que le facteur a plus de deux niveaux : vous ne serez jamais critiqué pour excès de prudence.
Pourquoi SPSS n’affiche-t-il aucun test de Mauchly ?
Parce que votre facteur intra-sujets n’a que deux niveaux. Avec deux mesures, il n’existe qu’une seule différence possible, donc une seule variance de différence, et la sphéricité est vérifiée par construction. Aucune correction n’a de sens, et SPSS le signale d’ailleurs par une note sous le tableau.
Puis-je écrire des degrés de liberté décimaux ?
Oui, et c’est même le signe d’un résultat correctement corrigé. La correction multiplie les degrés de liberté par epsilon, ce qui donne des valeurs non entières comme F(1,62 ; 71,28). Rapportez-les telles quelles, arrondies à deux décimales, avec la virgule décimale française et un point-virgule pour séparer les deux degrés de liberté.
Quelle différence avec une ANOVA factorielle classique ?
La différence tient à l’indépendance des observations. L’ANOVA factorielle compare des groupes distincts de participants ; l’ANOVA à mesures répétées compare des mesures prises sur les mêmes participants. Les deux se combinent d’ailleurs très bien dans un plan mixte — un facteur inter-sujets (groupe témoin contre groupe expérimental) croisé avec un facteur intra-sujets (avant contre après) —, qui est le plan d’évaluation d’intervention le plus courant en mémoire.